磁盤陣列的模擬方法研究.pdf

1、隨著存儲系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，存儲系統(tǒng)的訪問性能、能量消耗及數(shù)據(jù)可靠性等問題變得越來越顯著突出。為了針對上述問題提出有效的解決方案，研究者需要搭建不同結(jié)構(gòu)的磁盤陣列進行研究?；谀M方法的磁盤陣列研究具有成本低、搭建和更改靈活方便、研究周期短、并可以模擬真實環(huán)境難以搭建的磁盤陣列結(jié)構(gòu)等優(yōu)點被研究者廣泛采用。本文著重研究磁盤陣列的模擬方法，并基于目前使用廣泛的磁盛陣列模擬器提出磁盤陣列能耗的模擬方法、高容錯磁盤陣列的模擬方法及高可靠性磁盤陣

2、列的模擬方法。
　　 磁盤陣列的能量消耗一直是存儲領(lǐng)域研究的熱點，在保證不會降低磁盤陣列性能的前提下，研究者已經(jīng)提出了多種磁盤能耗控制算法，力圖通過降低磁盤轉(zhuǎn)速，來達到有效降低磁盤陣列能耗的目的。本文基于磁盤陣列子系統(tǒng)的工作原理，提出一種能夠模擬多種能耗控制算法的磁盤陣列模擬器，為磁盤陣列的能耗研究提供了試驗平臺。同時在此模擬器的基礎(chǔ)上研究了I/O訪問的長相關(guān)性對磁盤陣列性能及能耗的影響。研究表明，1)I/O訪問的長相關(guān)性對磁盤

3、陣列的性能影響不大，I/O訪問的短相關(guān)性對磁盤陣列的性能影響很大。2)I/O訪問的長相關(guān)性對磁盤陣列能耗的影響不大。
　　 磁盤陣列的數(shù)據(jù)可靠性同樣也是存儲領(lǐng)域研究的熱點，近些年各種高容錯糾刪碼以及其他高可靠性方案被相繼提出。本文在可靠性方面進行了兩種不同的研究，1)基于二進制矩陣編碼技術(shù)提出一種高容錯磁盤陣列的模擬方法，該模擬方法應(yīng)用二進制矩陣編碼技術(shù)作為輸入?yún)?shù)，能夠模擬各種基于異或操作的高容錯磁盤陣列，為高容錯磁盤陣列的研

4、究提供了研究平臺。同時本文還發(fā)現(xiàn)高容錯磁盤陣列的寫請求過程中，校驗單元的更新會產(chǎn)生多余的I/O單元讀取請求。針對這一問題，本文提出了兩種解決途徑，從研究結(jié)果可以看出基于整條帶校驗的更新機制能夠在保證校驗單元被正確更新的同時，有效提高了磁盤陣列的響應(yīng)性能。2)提出一種高可靠性磁盤陣列的模擬方法，該模擬方法能夠模擬磁盤數(shù)據(jù)掃描及內(nèi)部磁盤冗余校驗兩種機制，為高可靠性的磁盤陣列研究提供了實驗平臺。同時還分析了不同高可靠性機制對磁盤陣列的糾錯能力