网络存储阵列中CACHE的设计

发布时间：2020-06-26 02:18

【摘要】：随着计算机技术和网络技术的发展,存储技术已从本地存储发展到网络存储。目前,磁盘存储阵列(简称存储阵列)是网络存储器的主要形式之一,它从磁盘上存取数据的速度,往往成为用户主机访问存储阵列的速度瓶颈。 然而,由于用户主机对存储阵列上的数据访问通常具有一定的时间局部性和空间局部性,如果在用户主机与磁盘之间设置一定容量的数据缓冲器CACHE,就可以有效地降低存储阵列对磁盘的访问频度并提高存储阵列的存取性能(其功能类似于计算机系统中CPU和内存之间引入的高速缓冲CACHE)。本文研究存储阵列控制器中CACHE模块的设计和实现技术,主要工作包括： 1. CACHE模块存储空间管理。CACHE模块的存储空间是存储阵列控制器内存的一部分,文中在分析CACHE模块内部的功能的划分的基础上,把CACHE模块管理的存储空间分为四块,给出每一块存储空间的数据组织和管理方法。 2. CACHE的读写方式与数据更新策略。为提高存储阵列读写性能并提升在CACHE中读数据的命中率,在用户写入数据时采取回写的方式(即CACHE模块收到数据后就回复主机写成功,然后再由CACHE模块再将数据写入磁盘),而在用户读取数据时同时进行智能预取。本文设计了智能预取的算法,并采用了多线程实现上述操作的异步处理以减少用户主机的等待时间。 3.数据安全技术。为保证数据在写入CACHE后不丢失,并保证其一致性,采用双控制器、双CACHE结构的镜像数据冗余备份方法。文中详细阐述了在设备断电等意外情况下的数据安全存取技术。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP333
【图文】：

DAS网络结构示意图

联网存储系统 (NetworkAttachedStroage， NAS)就是为了解决DAS的局限性而产生的。在NAS系统中数据成了网络中的一种资源，由一种称为文件器的设备来专门管理，在NAS中，文件器直接连在网络上而非服务器上，其典型结构如图1一2所示。服务器B图1一 2NAS网络结构示意图NAS把数据从服务器中分离出来，减少了在数据管理上的许多问题，文件设备有自己的管理软件，可以实现即插即用，NAs架构可参考文献[s]，与DAs相比，NAs有如下几个方面的优势[2]:1.由专门的文件器或NAS设备来完成数据FO的操作，服务器可以节约大量的CPU消耗，从而性能得以提高。2.服务器不再是瓶颈，如果一个服务器出现故障，其它服务器通过局域网络仍可以从文件器或NAS设备上获取数据

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘彩霞;石峰;邓宁;宋红;薛立成;;面向多核的共享多通道Cache体系及原型构建[J];哈尔滨工业大学学报;2010年11期

2 杜红燕;潘怡;田兴彦;欧新良;;一个软件可控Cache替换策略的行为分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年08期

3 郇丹丹;李祖松;胡伟武;刘志勇;;Cache自适应写分配策略[J];计算机研究与发展;2007年02期

4 李博;谢长生;王芬;赵小刚;;一种面向固态硬盘的Cache置换算法[J];计算机科学;2010年08期

5 吴志刚,冯丹,张江陵;基于RAID的适度贪婪并行预取技术[J];计算机工程;2003年18期

6 田新华;欧国东;张民选;;基于修正LRU的压缩Cache替换策略[J];计算机工程;2008年18期

7 王侃;陈志奎;;面向存储服务的分布式缓存系统研究[J];计算机工程;2010年15期

8 何青林,冯丹;面向多应用环境RAID系统的智能预取和缓存调度[J];计算机工程与科学;2004年09期

9 黄安文;张民选;;多核处理器Cache一致性协议关键技术研究[J];计算机工程与科学;2009年S1期

10 王惊雷;薛一波;王海霞;李崇民;汪东升;;CCNoC:Cache-Coherent Network on Chip for Chip Multiprocessors[J];Journal of Computer Science & Technology;2010年02期

相关博士学位论文 前1条

1 谢学军;数据值预测与存储器预取技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

相关硕士学位论文 前3条

1 仇德成;网络存储Cache替换与磁盘调度算法研究[D];兰州大学;2007年

2 王晓翠;网络存储系统预取协调优化研究[D];北京工业大学;2010年

3 姚维;基于预取与缓存的磁盘节能技术研究[D];湖南大学;2010年

本文编号：2729673