磁盘阵列节能技术研究与实现

【摘要】： 现在社会每年都产生巨大的信息量,由此产生了巨大的存储空间需求,使得存储设备消耗越来越多的能量。磁盘阵列以其良好的性能和可靠性在存储设备中占据了重要的位置。然而,磁盘阵列同时也带来非常高的能量消耗。 在磁盘阵列的诸多级别中,RAID5性能较高,又能容忍一块磁盘的故障,因此是应用相当广泛的一种。依据RAID5系统的特点,提出一种基于I/O重定向的节能算法(IORE)。该算法将读写请求分别考虑,当节能模式开启时,把对已关闭磁盘的读请求分发到其他处于活跃状态的磁盘,通过校验计算得出需要的数据,并返回请求,把对已关闭磁盘的写请求缓存到Cache中,Cache的使用率达到某个阈值时,优先将非关闭状态磁盘的写请求的数据块刷到磁盘上;当节能模式关闭后,把缓存中的数据块全部刷新到磁盘后再服务新的请求。同时,系统运行过程中动态的对平均请求响应时间进行采样,判定节能模式带来的损失,采用逐步递增的窗口轮转的方式,增强了算法的稳定性和可靠性。 为了验证上述针对RAID的节能算法的有效性,基于Linux系统下的软件RAID,开发设计了一个原型系统。对实现的节能模块进行了功能性测试和性能测试,并对测试结果进行了分析。测试结果表明,设计达到了预期的目标。 【关键词】：能效 磁盘阵列 缓存 重定向
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333.35
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 磁盘阵列技术基础9-11
• 1.3 磁盘阵列节能技术简介11-12
• 1.4 本文研究的内容与组织12-14
• 2 磁盘组织结构与Linux 软件RAID14-33
• 2.1 磁盘模型14-17
• 2.2 硬件RAID 和软件RAID17-22
• 2.3 LINUX 软RAID22-25
• 2.4 LINUX 软RAID 代码组织结构25-31
• 2.5 本章小结31-33
• 3 节能算法的设计与实现33-48
• 3.1 设计中的关键因素33-35
• 3.2 IORE 设计35-40
• 3.3 系统实现40-47
• 3.4 本章小节47-48
• 4 系统测试与分析48-52
• 4.1 功能性测试48-49
• 4.2 性能测试49-50
• 4.3 能耗结果50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 全文总结52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57

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