面向SSD存储集群的耐久性感知的数据布局方法研究

发布时间：2020-07-02 13:50

【摘要】：随着科学技术的飞速发展,固态盘(Solid State Drive,SSD)在大规模存储系统中得到了广泛的应用。然而SSD的寿命有限,擦除次数达到一定时,性能会下降,数据可靠性会降低。现有的静态数据布局方法没有考虑到SSD设备之间的磨损差异;而现有的动态数据布局方法使用数据迁移来均衡集群的磨损,会给SSD带来额外的写入开销。针对现有的应用于SSD存储集群的数据布局方法所存在的问题,提出了两种数据布局方法。一个是耐久性感知的静态数据布局方法EASDL(Endurance-Aware Static Data Layout),为数据选择初始存放的位置。EASDL通过让磨损更严重的SSD承担更少的数据来降低集群的磨损差异。另一个是耐久性感知的动态数据布局方法EADDL(Endurance-Aware Dynamic Data Layout),通过数据迁移来均衡集群的磨损差异。EADDL首先会根据集群的磨损差异决定是否要进行数据迁移;其次根据SSD的写次数定量计算出迁移的数据量;最后针对SSD异地更新的特性采用更新时迁移的策略,在对要迁移的数据有更新请求时直接写到迁移的目标设备中,从而在数据迁移的操作中减少异地更新带来的多余的写操作。实验结果显示EASDL方法与HASH方法相比,能够提高性能并减少19.4%~26.3%的磨损差异;HASH+EADDL方法与HASH方法相比,能够减少49.3%~71.1%的磨损差异,并将性能提高2.1%~8.9%;HASH+EADDL方法与HASH+SWANS方法相比,能够减少24.7%~79.6%的数据迁移;EASDL+EADDL方法与HASH+SWANS方法相比能够减少47.9%~87.9%的数据迁移,与HASH方法相比将性能提高2.7%~11.9%。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP333

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本文编号：2738263