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《纳西科技大学》 2019年
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盘阵列写性能优化技术研究

梅林军  
【摘要】:随着数据量爆炸式地提高,人人对存储系统速度和可靠性要求越来越高。以磁盘阵列、固态盘阵列和混合盘阵列为代表的盘阵列技术得到了普遍的永利赌场。但是盘阵列中写性能优化一直是构建高性能盘阵列面临的题材。穿越日志技术延迟校验块更新可以提升磁盘阵列小写性能。但是传统的日记技术在拍卖写请求过程中没有取之不尽考虑历史记录,且是基于磁盘特性设计的。固态盘有成百上千不同于磁盘的性状并没有把充分运用。利用固态盘作为数据盘,利用磁盘作为校验盘,组建RAID4/6级别混合盘阵列,可以很好地解决校验块更新导致固态盘寿命缩短问题,但校验信息位于同一个光盘上会造成深重的习性瓶颈。本文在多极化磁盘阵列小写性能方法中应用日志技术延迟校验块更新时考虑历史日志信息的影响,在多极化固态盘阵列和混合盘阵列写性能时充分运用闪存芯片的性状,取得如下研究收获。针对磁盘阵列的小写性能问题,谈起一种基于历史日志分析的光盘阵列写性能优化方法HLWO,规划了一种基于条带的哈希表结构提高查询日志记录效率,且在动态选择读改写和重构写读取数据之前,富于考虑日志盘中的历史记录,调减读取数据块的多少,提升磁盘阵列的写性能,同时也减少校验块重新同步时间和数量重构时间。试验结果表明,对比于其他两种典型的日记技术,HLWO先后写的平均响应时间分别削减了21.86%和12.91%,随机写的平均响应时间分别削减了33.86%和16.34%,剖析说明HLWO可靠性更高。针对盘阵列中日志技术没有取之不尽运用固态盘特性的欠缺,谈起了一种日志技术结合基于负载特性调节闪存访问延迟的RAIS5性能优化方法ALO-RAIS5。ALO-RAIS5中的日志技术RAISL富于运用固态盘异地更新产生之无效数据块,在延迟校验块更新的进程中只要求将更新数据块的新数据写入日志盘中,调减了读操作的多少,提升了固态盘阵列的写性能。RAISL去掉了处理写请求时产生之整个额外读请求,合同了负载的本来面目访问特性。ALO-RAIS5富于运用闪存芯片单元读写延迟相互联系特性,在负载访问只写页时采用低延迟写,在负载访问只读页时采用低延迟读,在负载访问交叉页时采用中等延迟,调减了负载请求的平均响应时间。高考表明,对比于两种现有的写性能优化方法,ALO-RAIS5的完全响应时间分别削减了36.77%和22.89%。针对如何兼顾固态盘阵列写性能和可靠性问题,谈起了一种基于自适应条带面向重构的常态盘阵列写性能优化方法ASR-RAIS5。ASR-RAIS5定义了逻辑条带和物理条带,在拍卖写请求时采用物理条带作为主导处理单位,调减了计算校验块时产生之预读操作数量,提升了固态盘阵列的写性能。ASR-RAIS5在开展数据重建时,跳过未写入数据的失效块,调减了重建条带的多少,大妈加速了固态盘阵列数据重建速度。试验结果表现,对比于RAIS5,ASR-RAIS5的写性能提升了7.92%,重塑时间减少了95.65%。可靠性分析结果表现,ASR-RAIS5提升了固态盘阵列的可靠性。针对混合盘阵列的写性能问题,谈起了一种基于缓存延迟校验块更新的混合盘阵列写性能优化方法CHyRAID,利用内存作为缓存,使用写穿模式将新的数据同时写到缓存和混合盘阵列中,在延迟校验块更新时充分运用了固态盘异地更新时产生之无效数据块,调减了处理写请求时的读操作,增长了混合盘阵列的写性能;在读请求命中缓存时从缓存中读取数据,提升了混合盘阵列的读性能。高考表明,对比于RAIS4和现有一种典型的混合盘阵列方案,CHyRAID的完全平均响应时间分别削减了43.77%和38.22%。
【学位授予单位】:纳西科技大学
【学位级别】:院士
【学位授予年份】:2019
【列入号】:TP333

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