采用基樹的磁盤陣列Cache技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)海量信息存儲(chǔ)的需求日益增長。CPU的處理速度和存儲(chǔ)設(shè)備I/O處理速度之間的差距越來越大，為了彌補(bǔ)這種處理速度的差異，在磁盤陣列中加入Cache來緩存并管理數(shù)據(jù)，盡可能減少讀寫磁盤的開銷，縮短I/O請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間，從而提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O性能。如何合理地組織與管理Cache，使其發(fā)揮最大的效益，一直以來成為存儲(chǔ)界研究的熱門課題。
　　 合理的Cache組織和調(diào)度策略，是提高查找效率和命中率的關(guān)鍵。

2、傳統(tǒng)的基于哈希表的組織方式，存在碰撞問題，需要二次索引。采用基樹組織Cache能夠?qū)崿F(xiàn)快速定位，縮短檢索時(shí)間。在對(duì)眾多Cache替換算法進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上，選用了簡單高效的最近最少使用替換算法（Least Recently Used，LRU），通過循環(huán)鏈表來分離讀寫Cache，并實(shí)現(xiàn)LRU調(diào)度策略。
　　 Cache的預(yù)取技術(shù)是指根據(jù)數(shù)據(jù)訪問的規(guī)律性，將未來可能訪問到的數(shù)據(jù)塊預(yù)先存放到Cache中，以提高數(shù)據(jù)訪問的命中率，縮短

3、I/O響應(yīng)時(shí)間。在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境中，系統(tǒng)通常要處理多個(gè)用戶請(qǐng)求，根據(jù)局部性原理，每個(gè)用戶請(qǐng)求很可能集中在各自的連續(xù)區(qū)域，采用基于基樹節(jié)點(diǎn)的預(yù)取算法，對(duì)預(yù)取區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，提高預(yù)取數(shù)據(jù)的命中率，減少無用數(shù)據(jù)的預(yù)取，進(jìn)一步提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。
　　 在SCSI目標(biāo)端中間層SCST（SCSI Target mid-level）的基礎(chǔ)上，綜合使用多種Cache技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)Cache的各個(gè)功能模塊，并整合到iSCSI磁盤陣列的目標(biāo)端