基于存儲虛擬化的數據分布策略研究.pdf

1、人類社會已進入信息時代，每年產生的數據量都以驚人的速度持續(xù)增長。面對如此浩瀚的數據量，大量的數據存儲容量需求需要一個可擴展的數據管理辦法，能夠自適應大規(guī)模存儲系統(tǒng)的動態(tài)變化，而一個有效的解決辦法是存儲虛擬化。但是，當不同的應用服務在虛擬存儲設備上產生大量數據時，如何有效地在虛擬存儲池中基于數據的特征來存放數據以及用戶如何快速地進行數據定位是目前一個具有挑戰(zhàn)性的問題。針對該問題，本文研究基于存儲虛擬化的數據分布策略，完成的主要工作有如下幾

2、個方面：
　　 首先，提出了一種基于存儲虛擬化的數據分布策略(DDSBSV)模型，并對該模型中的存儲虛擬化和存儲資源綁定機制進行了比較詳細的設計與分析。DDSBSV的基本思想是：一是設計了一個內核可加載模塊實現存儲虛擬化；二是根據I/O負載特征，將存儲負載合理分配給不同虛擬磁盤綁定集；三是針對每個虛擬磁盤綁定集中的存儲介質實現負載均衡；四是根據順序訪問度和熱度在虛擬磁盤綁定集之間進行合理的數據遷移。因此，模型提供了三個階段的數據

3、分布策略，從而滿足異構應用服務的需求以及充分利用外存儲系統(tǒng)的存儲資源。
　　 其次，在Linux2.6內核中實現了DDSBSV的詳細設計。借鑒虛擬內存的管理思想和擴展Device Mapper機制實現存儲虛擬化，在此基礎上，提出了一種存儲資源綁定思想。通過分析I/O負載特征，動態(tài)變更虛擬磁盤綁定集的權重，結合基于權重的輪詢調度算法，實現數據分發(fā)的公平性和數據的分級存儲。采用動態(tài)區(qū)間映射算法實現了每個虛擬磁盤綁定集中存儲介質的負載

4、均衡。采用加權有向圖WDG以及基于圖的深度優(yōu)先搜索算法計算I/O特征的順序訪問度，根據順序訪問度和熱度實現虛擬磁盤綁定集間的負載遷移，進一步優(yōu)化數據的布局，實現數據的分級存儲。
　　 最后，實驗方案采用DDSBSV存儲系統(tǒng)與Linux LVM2的性能進行對比測試以及DDSBSV虛擬磁盤綁定集內存儲介質的負載均衡。通過實驗表明在混合負載工作模式下DDSBSV的吞吐量、帶寬和平均響應時間比LVM2有較高的性能提升。同時DDSBSV可