基于存儲虛擬化的數(shù)據(jù)分布策略研究.pdf

1、人類社會已進(jìn)入信息時代，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都以驚人的速度持續(xù)增長。面對如此浩瀚的數(shù)據(jù)量，大量的數(shù)據(jù)存儲容量需求需要一個可擴展的數(shù)據(jù)管理辦法，能夠自適應(yīng)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(dāng)不同的應(yīng)用服務(wù)在虛擬存儲設(shè)備上產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)時，如何有效地在虛擬存儲池中基于數(shù)據(jù)的特征來存放數(shù)據(jù)以及用戶如何快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jìn)行了比較詳細(xì)的設(shè)計與分析。DDSBSV的基本思想是：一是設(shè)計了一個內(nèi)核可加載模塊實現(xiàn)存儲虛擬化；二是根據(jù)I/O負(fù)載特征，將存儲負(fù)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(zhì)實現(xiàn)負(fù)載均衡；四是根據(jù)順序訪問度和熱度在虛擬磁盤綁定集之間進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)遷移。因此，模型提供了三個階段的數(shù)據(jù)

3、分布策略，從而滿足異構(gòu)應(yīng)用服務(wù)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(nèi)核中實現(xiàn)了DDSBSV的詳細(xì)設(shè)計。借鑒虛擬內(nèi)存的管理思想和擴展Device Mapper機制實現(xiàn)存儲虛擬化，在此基礎(chǔ)上，提出了一種存儲資源綁定思想。通過分析I/O負(fù)載特征，動態(tài)變更虛擬磁盤綁定集的權(quán)重，結(jié)合基于權(quán)重的輪詢調(diào)度算法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分發(fā)的公平性和數(shù)據(jù)的分級存儲。采用動態(tài)區(qū)間映射算法實現(xiàn)了每個虛擬磁盤綁定集中存儲介質(zhì)的負(fù)載

4、均衡。采用加權(quán)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(jù)順序訪問度和熱度實現(xiàn)虛擬磁盤綁定集間的負(fù)載遷移，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)的布局，實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(jìn)行對比測試以及DDSBSV虛擬磁盤綁定集內(nèi)存儲介質(zhì)的負(fù)載均衡。通過實驗表明在混合負(fù)載工作模式下DDSBSV的吞吐量、帶寬和平均響應(yīng)時間比LVM2有較高的性能提升。同時DDSBSV可