浪潮雙控制器存儲(chǔ)服務(wù)器緩存模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)公司更加追求海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的高性能和高可用性。在服務(wù)器存儲(chǔ)領(lǐng)域，為了提供高可用性，避免控制器的單點(diǎn)故障而造成服務(wù)的中斷，使用雙控制器存儲(chǔ)服務(wù)器部署數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。
　　目前CPU的處理速度和磁盤外設(shè)的IO處理速度之間的差距越來(lái)越大，磁盤的IO速度成為制約存儲(chǔ)服務(wù)器性能的瓶頸。為了彌補(bǔ)兩者之間的巨大差異，在控制器中使用磁盤緩存，減少對(duì)磁盤的讀寫(xiě)次數(shù)，從而可以提高存儲(chǔ)服務(wù)器的讀寫(xiě)性能;

2、在雙控制器中，維護(hù)緩存數(shù)據(jù)在兩控制器之間的同步，可以避免因?yàn)閱我豢刂破麇礄C(jī)而造成的數(shù)據(jù)丟失和服務(wù)中斷;同時(shí)配合心跳模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)另一控制器的狀態(tài)，在一控制器故障時(shí)接管服務(wù)，保證服務(wù)的不中斷。
　　本文基于iSCSI控制軟件iSCSI Enterprise Target(IET)開(kāi)源軟件實(shí)現(xiàn)雙控制器存儲(chǔ)服務(wù)器，在IET的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的緩存模塊，該模塊分為單機(jī)緩存模塊和緩存同步模塊，單機(jī)緩存模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)緩存的讀寫(xiě)、寫(xiě)回等功能，

3、緩存同步模塊完成雙控制器之間的臟數(shù)據(jù)的緩存同步，保證兩控制器中緩存空間中的臟數(shù)據(jù)完全一致，保證單一控制器故障時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。緩存模塊管理一塊獨(dú)立于Linux內(nèi)存管理系統(tǒng)的物理內(nèi)存，使用基樹(shù)進(jìn)行快速查找，采用雙鏈表實(shí)現(xiàn)最近最少使用(LRU)的替換策略，采用萬(wàn)兆網(wǎng)卡直連的方式為緩存同步提供高速通道。
　　本文在Linux內(nèi)核層設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立緩存模塊的各項(xiàng)功能，并采用多線程的方式提高性能。緩存模塊的實(shí)現(xiàn)針對(duì)iSCSI協(xié)議進(jìn)行了針對(duì)性地