面向天文数据的节能存储系统研究

发布时间：2017-10-12 17:17

  本文关键词：面向天文数据的节能存储系统研究

  更多相关文章： 节能 可控磁盘阵列 存储系统 天文观测

【摘要】：数据信息的爆炸性增长导致了数据存储需求的急剧增长,这使得存储系统的能耗问题日益突出,经过多年的研究,一些通用的存储系统节能技术被广泛的使用。但是在特定的应用场景中,尤其是本文提出的南极天文应用场景之下,通用的节能存储技术并不是十分有效,其面临了数据无法及时使用分析、存储系统能耗等问题,这使得定制面向天文数据的节能存储系统变得十分重要。本文分析了磁盘存储系统的节能原理,介绍并总结了磁盘能量管理、磁盘存储系统节能缓存替换算法、磁盘存储系统节能技术,同时分析了现有南极存储系统面临的困难以及现有硬件基础,研究设计了一种支持观测与科学分析两种工作模式的节能存储系统。本文吸取了通用节能技术中数据集中、热门数据缓存的优点,提出了基于SSD的多层缓存模型MCS-SSD。依据天文数据使用的时序性、空间性的特点,设计了特有的数据分布策略,并制定了存储系统的数据迁移策略。本文依据系统的负载,设计了不同的数据访问模型以适应系统在轻载、正常负载、重载三种不同情形。最后本文对于文中提出的系统进行了仿真实验,由于现有仿真器可用性较差,本文设计了适应天文观测模式的仿真器架构。对于轻载模式、正常负载模式在本文提出的MCS-SSD以及通用节能技术MAID进行了对比仿真实验,考虑到存储系统将来可能会扩展到PB级别,本文设计了PB级别的存储系统架构,并且进行了仿真实验。实验结果表明本文提出的MCS-SSD在面向天文数据的应用场景下,节能的效果更为明显。
【关键词】：节能 可控磁盘阵列 存储系统 天文观测
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-10
• 1.3 主要工作和贡献10-11
• 1.4 本文的内容和结构11-12
• 第二章 基于磁盘的节能存储系统概述12-18
• 2.1 磁盘存储系统节能原理12-13
• 2.2 磁盘能量管理13-14
• 2.3 磁盘存储系统节能缓存替换算法14-15
• 2.4 磁盘存储系统相关节能算法15-18
• 2.4.1 MAID节能技术15
• 2.4.2 PDC节能技术15-16
• 2.4.3 Hibernator节能技术16-18
• 第三章 面向天文观测数据的节能存储系统的架构设计研究18-28
• 3.1 可控磁盘阵列结构18-19
• 3.2 节能存储系统架构设计方案研究19-22
• 3.3 支持观测与科学分析两种工作模式的系统方案22-28
• 3.3.1 观测模式方案设计23-25
• 3.3.2 科学分析模式方案设计25-28
• 第四章 数据访问模型及节能策略研究28-39
• 4.1 基于SSD的多层缓存模型（MCS-SSD）28-29
• 4.2 数据分布策略29-30
• 4.3 磁盘存储系统能耗分析30-32
• 4.4 节能策略设计32-39
• 4.4.1 数据迁移策略设计33-34
• 4.4.2 数据访问模型设计34-39
• 第五章 实验结果及性能分析39-48
• 5.1 仿真器架构设计39-40
• 5.2 轻载模式的仿真40-42
• 5.3 正常负载模式的仿真42-44
• 5.4 PB级别存储系统的仿真44-47
• 5.5 实验结论47-48
• 第六章 总结与展望48-50
• 6.1 总结48
• 6.2 展望48-50
• 参考文献50-53
• 发表论文和参加科研情况说明53-54
• 致谢54-55

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本文编号：1019937