嵌入式NAS中RAID控制器I-O算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了以網(wǎng)絡(luò)為核心的時(shí)代,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式也由以前的直接附加才存儲(chǔ)(DAS)轉(zhuǎn)向了網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)路(SAN)。其中由于NAS在使用上的便利性和通用性,不但在商用領(lǐng)域有很大發(fā)展,在個(gè)人應(yīng)用領(lǐng)域也有越來(lái)越多的應(yīng)用。
　　在存儲(chǔ)系統(tǒng)中,由于傳統(tǒng)的磁盤(pán)系統(tǒng)受到其自身機(jī)械特性的限制,造成了如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器速度和內(nèi)存速度的差異、與處理速度之間的不匹配,以及在存儲(chǔ)系統(tǒng)中對(duì)磁盤(pán)訪問(wèn)次數(shù)多、隨機(jī)性強(qiáng)、容易

2、造成通路阻塞等問(wèn)題,使磁盤(pán)成為了導(dǎo)致存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取速率不能提高的瓶頸。為了解決這一問(wèn)題,出現(xiàn)了采用冗余技術(shù)構(gòu)造的磁盤(pán)陣列技術(shù)(Redundant Array of Independent Disk, RAID)。希望通過(guò)多個(gè)磁盤(pán)的并行操作例如鏡像和奇偶校驗(yàn)來(lái)彌補(bǔ)單一磁盤(pán)性能的不足,并提高穩(wěn)定性。
　　在所有的RAID級(jí)別中,RAID5系統(tǒng)具有優(yōu)秀的容錯(cuò)性和總體成本,然而由于RAID系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,信息處理機(jī)制繁瑣,造成其在

3、實(shí)際應(yīng)用中的性能仍不能滿足需求。在隨機(jī)訪問(wèn)優(yōu)化和小數(shù)據(jù)寫(xiě)入等方面仍有提高的空間。
　　本文首先概述了 RAID技術(shù)的發(fā)展歷史,對(duì)各種 RAID級(jí)別的操作原理做了簡(jiǎn)單的介紹。通過(guò)對(duì) NAS系統(tǒng)中 RAID5陣列的緩存工作原理的描述,引入了緩存系統(tǒng)數(shù)據(jù)優(yōu)化的方法,對(duì)隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的優(yōu)化組合,利用緩存動(dòng)態(tài)調(diào)整和預(yù)取算法提高了陣列的整體性能,通過(guò)進(jìn)一步采用標(biāo)志表校驗(yàn)的方法優(yōu)化了 RAID系統(tǒng)的小數(shù)據(jù)寫(xiě)入性能。最后本文對(duì)上述包含 Cach