RAID中固态盘二级缓存机制研究与实现

发布时间：2022-01-13 00:14

　　随着互联网的蓬勃发展,企业对于数据存储的需求日益提高。通常存储系统采用磁盘阵列作为解决方案,提高数据吞吐率,同时通过冗余校验提高数据可靠性。固态硬盘作为新兴的存储设备,其高性能和低能耗的特点非常符合现代数据存储的需要。然而固态硬盘价格高,其单位容量价格约为传统硬盘的100倍,如果完全使用固态硬盘代替传统硬盘,代价太高,一般企业无法承受。对于这个问题,提出了一种将固态硬盘作为二级缓存的多级缓存结构解决方案,在性能和价格上取得平衡。深入研究了固态硬盘的技术特点,根据固态硬盘高性能、非易失性的特性,以访问频率/访问大小作为衡量标准,评估磁盘某区域的热度,找到高消耗块。同时改进原有的LRU淘汰算法,使用块表记录各区域的热度,将高消耗块缓存到SSD,达到提高存储系统IOPS和吞吐率的目的。从系统部署和算法设计方面实现二级缓存系统,使得加入二级缓存后不会对系统上层应用造成影响,将技术细节隔离在标准接口之后,上层系统（如文件系统）不需要做任何改变。把固态硬盘和硬盘看作单一的块设备进行管理,只需要对现有操作系统内核做最小的改动,就可以保证系统的兼容性和可移植性。对以固态硬盘作为二级缓存的磁盘阵列系统进... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多级缓存结构

图 2.2 RAID 5 数据分布介（Solid State Disk，简称 SSD）是一种使用固态存储器保存与传统硬盘相同的访问方式。固态硬盘与传统硬盘（HDD，H，它不包含旋转盘片和移动磁头等机械装置，而是使用微芯片保比，固态硬盘通常不受物理震动影响、安静而且具有很低的固态硬盘具有与传统硬盘相同的接口，可以很容易的在大部10 年，大部分 SSD 使用基于 NAND 闪存芯片，可以在断电的。在某些情况下 SSD 也使用易失性随机访问存储器解决快速断电后不需要保存数据的情况下，或者有外部电源或电池在

图 2.3 垃圾回收入请求时，从“空闲区块池”中给这个请求分配一个新的区块，将新区息加到“数据区块池”。包含无效数据的区块被清理，让后将地址信息添区块池”。有效数据会和写入请求一起写入到新的区块中。如图 2.4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3585716