基于光纤通道的磁盘阵列系统的研究与设计

发布时间：2020-11-05 15:58

　　 DAS、SAN和NAS是当前应用最广泛的三种网络存储体系结构,而RAID作为网络存储体系结构中的存储节点,其设计直接影响到存储体系的整体性能。 RAID系统的整体设计包括嵌入式的硬件平台、软件平台和核心控制软件三部分。嵌入式硬件平台的设计采用独立的IOP处理器和高速总线与接口技术,一方面RAID系统与外部主机之间以高速光纤数据通道相连,另一方面系统内部设备之间的数据传输采用PCI-X总线,为数据传输提供足够的通道带宽。 嵌入式硬件平台通常只针对特殊的应用设计,不同于X86平台具有统一的规范。嵌入式RAID系统设计的软件平台由板级支持包Redboot、Linux内核与根文件系统构成,该软件平台对硬件设备进行初始化,并为核心的控制软件运行提供支持。 在核心控制软件的设计上,支持光纤通道的目标器为RAID系统与外部主机之间提供高速主机通道;CACHE管理采用链式哈希表对条带化的存取块进行组织和检索,并且支持数据预取、LRU淘汰、冲突控制、可变数据块粒度和写回或者写穿等策略;磁盘I/O调度相对传统的设计而言,增加了高低优先级排队,使正常的I/O访问命令进入高优先级队列被优先处理,而数据备份和安全日志等事务进入低优先级队列被延迟处理,以此提高RAID系统对外部主机命令的响应速度;硬件异或设计加快了RAID系统频繁的数据校验运算,提高请求的处理速度,同时也减轻了CPU的运算负担。 RAID原型系统按照以上的设计方案实现,在实验环境下测试的峰值数据传输率为186MB/S,略高于同等测试环境下同类型的市场产品NexStor 4250F的峰值传输率179MB/S,该传输率接近硬件平台的主机通道的理论传输带宽2Gb/s。测试结果证明原型系统所采用的软、硬件设计方案整体上是成功的。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP333
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外的发展现状
    1.3 研究的目标和主要工作
    1.4 本文的组织和结构
    1.5 课题来源
2 硬件架构
    2.1 整体概述
    2.2 原理框图
    2.3 主要芯片
    2.4 主板设计
    2.5 子板设计
    2.6 本章小结
3 嵌入式软件平台
    3.1 引言
    3.2 REDBOOT
    3.3 内核
    3.4 根文件系统
    3.5 本章小结
4 核心控制器软件设计
    4.1 引言
    4.2 整体设计方案
    4.3 光纤通道目标器
    4.4 CACHE 管理
    4.5 I/O 调度
    4.6 硬件异或
    4.7 本章小结
5 性能测试
    5.1 测试环境
    5.2 测试数据
    5.3 与NEXSTOR425OF 比较
    5.4 本章小结
6 全文总结
    6.1 总结
    6.2 进一步的工作
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘小刚;周东;;光纤通道端口状态机的研究及FPGA实现[J];通信技术;2011年07期

2 黄金国;;组建非线性编辑网络技术的简析与探讨[J];淮海工学院学报(社会科学版);2011年15期

3 杨现萍;段亚;;FC-AE-1553总线数据处理技术研究[J];现代电子技术;2011年12期

4 ;QLogic再次巩固单芯片FCoE CNA市场的领先地位[J];计算机与网络;2010年01期

5 ;大连医大的HIS升级[J];软件世界;2010年02期

6 黄润龙;;高度综合总线技术硬件平台设计[J];电讯技术;2011年06期

7 姚磊;;Web 2.0技术与业务应用[J];程序员;2010年09期

8 ;Broadcom提供用于全球最快融合网络适配器平台的以太网光纤通道解决方案[J];电子与电脑;2011年08期

9 Jim Drew;;基于超级电容器的后备电源可防止RAID系统中的数据丢失-设计要点487[J];电子设计技术;2011年07期

10 Jim Drew;;基于超级电容器的后备电源可防止RAID系统中的数据丢失——设计要点487[J];电子产品世界;2011年07期

相关博士学位论文 前2条

1 童薇;高效光纤存储通道技术研究[D];华中科技大学;2011年

2 裴灿浩;可支持多协议盘阵的存储加密技术研究[D];华中科技大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 李明;基于光纤通道的磁盘阵列系统的研究与设计[D];华中科技大学;2006年

2 仲昭华;直通式光纤通道交换机的研究及测试[D];电子科技大学;2010年

3 刘娟;光纤通道的核心技术研究与实现[D];西安石油大学;2010年

4 王旭;光纤通道交换机路由变化通知的设计和实现[D];北京邮电大学;2010年

5 杨颖;基于光纤通道的文件级数据共享系统的设计与实现[D];华中科技大学;2011年

6 邵志阳;基于光纤通道的音视频传输系统设计与验证[D];陕西科技大学;2012年

7 丁林;光纤通道HBA卡的研究与实现[D];电子科技大学;2010年

8 龚纯;光纤通道中光收发模块的设计与研究[D];武汉理工大学;2005年

9 罗舟;基于存储区域网的数据备份系统的研究与设计[D];中南大学;2005年

10 张伟;航空电子系统中的光纤通道技术研究[D];西北工业大学;2006年

本文编号：2871861