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双控存储系统的设计与实现

发布时间:2018-08-30 08:37
【摘要】:随着我国信息化建设的日渐深入,数据量迅速增长,数据应用的深度也不断提升,我们已经进入了大数据时代。在这种情况下,存储系统的重要性日益凸显,发展国产存储对降低我国信息化成本、保障国家信息安全具有重要的意义。与此同时,随着存储需求的迅速膨胀,我国存储产业已经达到了上百亿的规模。存储的产业经济价值也开始凸现出来。由于数据对于企业重要性的日益提升,越来越多的企业开始要求数据的存储具有高安全性和高可靠性。对于单控制器存储产品,虽然说控制器本身已经非常的稳定和安全,但对于某些高可用和不间断运行的业务来说还远远不够,这些应用要求在存储系统的某些部件(包括控制器、磁盘、电源等)出现故障的时候,系统的业务要保持继续运行,因此开发双控存储系统十分必要。本论文所述双控存储系统是一套高密度、高稳定且冗余的存储系统,设计灵活,可同时适配于2U、3U系统。2U、3U系统中均可实现双控,2U系统中单控制柜最多支持25个HDD,3U系统中单控制柜最多可支持48个HDD。系统还支持PCIE接口产品,有很强的扩展性,可扩展出网络接口、SAS接口等并预留出各种PCIE设备接口。系统主要应用在存储领域,高密度、高稳定性、冗余且可扩展性强。本文主要内容概括为:1.设计并开发了包括平台模块(CPU模块、DDR4模块、PCH模块、PCIE总线模块)、电源模块、网络模块、NTB模块、SAS模块、CPLD模块、HW MONITOR模块、低速总线模块等在内的双控存储系统硬件电路。双控制器之间通过PLX8717芯片建立的NTB高速链路通道进行数据的缓存镜像。2.开发了应用在底层硬件系统的CPLD软件逻辑系统和相应的软件调试模块。双控存储系统的SAS expander之间通过UART进行心跳链路连接,通过CPLD进行逻辑和状态控制,通过HW monitor进行整机风扇控制和电压监测。3.分析了双控存储系统的可靠性。系统PSU中内置BBU,可在意外掉电后进行两次紧急备电,有效防止数据意外丢失。4.分析了系统的运行调试数据,确定了该双控存储系统的可行性。
[Abstract]:With the deepening of information construction in our country, the amount of data is increasing rapidly, and the depth of data application is also increasing, so we have entered the era of big data. In this case, the importance of storage system is increasingly prominent, the development of domestic storage to reduce the cost of information in China, to ensure national information security has an important significance. At the same time, with the rapid expansion of storage demand, China's storage industry has reached tens of billions of scale. The industrial economic value of storage also began to protrude. Due to the increasing importance of data to enterprises, more and more enterprises begin to require the storage of data with high security and high reliability. For single-controller storage products, although the controller itself is already very stable and secure, it is far from enough for some highly available and uninterrupted operations. These applications require that the business of the storage system should continue to run when some parts of the storage system (including controller, disk, power supply, etc.) fail, so it is necessary to develop the dual-control storage system. The dual-control storage system described in this paper is a set of high-density, high-stability and redundant storage system, which is designed flexibly. Can be adapted to 2U 3U system. 2U 3U system can realize double control 2U system single control cabinet can support up to 25 HDD,3U system can support up to 48 HDD. The system also supports PCIE interface products and has strong extensibility. It can extend network interface, such as SAS interface, and reserve all kinds of PCIE device interfaces. The system is mainly used in the storage field, high density, high stability, redundancy and strong scalability. The main content of this paper is summarized as: 1. The hardware circuits of dual-control storage system are designed and developed, including the platform module (CPU module / DDR4 module), the power module, the network module, the CPU module, the MONITOR module and the low-speed bus module, etc. Between the two controllers through the PLX8717 chip NTB high speed link channel for data cache image. 2. 2. The CPLD software logic system and the corresponding software debugging module are developed. The SAS expander of the dual control storage system is connected by the heartbeat link through UART, logic and state control by CPLD, fan control and voltage monitoring by HW monitor. The reliability of dual control storage system is analyzed. System PSU built-in BBU, can be in an accident after power down two times emergency backup, effective to prevent data accidental loss. 4. The operation and debugging data of the system are analyzed, and the feasibility of the dual-control storage system is determined.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP333

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本文编号:2212553

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