RAID6编码扩容方案研究与实现

发布时间：2023-05-09 18:34

　　随着大数据、云计算、物联网和5G等技术的发展,数据量呈现爆发增长,数据中心存储容量与设备可靠性愈发面临严峻挑战。由于RAID6存储系统拥有更高的数据可靠性和可扩展性,这就使得对RAID6存储系统扩容方案的研究显得尤为重要。鉴于RAID6编码都拥有自身独特的布局,且对扩容时间影响较大,因此本文对H-Code、HDP Code、Short Code三种编码布局特点进行分析,并分别从影响扩容效率的总I/O开销、总XOR开销和数据迁移量三个方面提出有针对性的解决方案。本文主要研究内容及创新点如下:(1)本文结合H-Code编码特点,提出一种满足降低扩容开销的HS6扩容方案。该方案优化了待移动数据的迁移路径,降低了行校验盘I/O读写频率,解决了H-Code编码独立行校验盘更新可能造成I/O瓶颈的潜在风险。对比实验数据显示,与Round-Robin和Semi-RR扩容方案相比,HS6方案减少了30.6%-62.9%的I/O开销。(2)本文提出一种拥有均匀数据分布、最小数据迁移和减少计算开销的HDS扩容方案。该方案迁移最少的数据,优化了校验数据的更新次序,减少了由于HDP Code编码不具备最优更新...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源、目的与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景、目的与意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 基于块存储的扩容方案
        1.2.2 基于对象存储的扩容方案
        1.2.3 基于文件系统存储的扩容方案
    1.3 主要研究内容与贡献
    1.4 论文结构安排
第二章 相关理论基础
    2.1 纠删码相关技术
        2.1.1 RS(Reed-Solomon)编码
        2.1.2 LDPC编码
        2.1.3 阵列编码
    2.2 RAID层级分类及扩容相关概念
        2.2.1 RAID层级分类
        2.2.2 扩容相关概念
    2.3 RAID扩容方案性能评价标准
    2.4 Trace与测试方法
    2.5 本章小结
第三章 基于H-Code编码的扩容方案HS6
    3.1 概述
    3.2 研究问题及动机
    3.3 研究方案
        3.3.1 H-Code编码规则
        3.3.2 HS6扩容方案分析
    3.4 HS6方案实验分析
        3.4.1 数据迁移率对比
        3.4.2 总I/O开销对比
        3.4.3 总XOR开销对比
        3.4.4 总扩容时间对比
    3.5 本章小结
第四章 基于HDP Code编码的扩容方案HDS
    4.1 概述
    4.2 研究问题及动机
    4.3 研究方案
        4.3.1 HDP-Code编码规则
        4.3.2 HDS扩容方案
    4.4 HDS方案实验分析
        4.4.1 均匀数据分布
        4.4.2 数据迁移率
        4.4.3 总I/O开销对比
        4.4.4 总XOR开销对比
        4.4.5 总扩容时间
    4.5 本章小结
第五章 基于Short Code编码的扩容方案SS6
    5.1 概述
    5.2 研究问题及动机
    5.3 研究方案
        5.3.1 Short Code编码规则
        5.3.2 SS6扩容方案
    5.4 SS6方案实验分析
        5.4.1 数据迁移率对比
        5.4.2 总I/O开销对比
        5.4.3 总XOR开销对比
        5.4.4 总扩容时间
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
个人简历
研究生期间的研究成果及发表学术论文



本文编号：3812169