基于Petri網(wǎng)的RAID系統(tǒng)建模分析及負載平衡優(yōu)化.pdf

1、近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，網(wǎng)絡(luò)信息成爆炸型的增長。中央處理器的處理能力以每年40％至100％的速度增長，然而與此產(chǎn)生鮮明對比的是外存儲設(shè)備的性能遠遠滿足不了系統(tǒng)的要求。于是存儲系統(tǒng)一般都使用各種RAID級別指定的物理磁盤組作為存儲媒介，也就是我們所說的RAID存儲系統(tǒng)。一方面，很多RAID存儲系統(tǒng)能同時有處理多媒體數(shù)據(jù)和事務(wù)處理數(shù)據(jù)的需求，而單一的文件存儲方式無法為二者同時提供高質(zhì)量的服務(wù)，將不同類型的文件分別存儲在不同的RAID級別系統(tǒng)

2、中，可以提高系統(tǒng)的性能。 另一方面，磁盤組之間及物理磁盤之間會產(chǎn)生負載不均衡的情況。負載不均衡是指存儲系統(tǒng)中的一些磁盤驅(qū)動器所接受的數(shù)據(jù)訪問量遠遠大于另外的一些磁盤驅(qū)動器。這樣就會在負載高的磁盤或磁盤組上產(chǎn)生大量的I/O訪問量，而低負載的磁盤及磁盤組通常處于空閑狀態(tài)。這不僅制約了整個存儲系統(tǒng)的讀寫訪問性能，而且磁盤間不平衡的負載也會導(dǎo)致高負載的磁盤壽命下降，產(chǎn)生更大的損耗。Petri網(wǎng)是一種適合于描述異步并發(fā)現(xiàn)象的系統(tǒng)模型，它既有嚴格的

3、數(shù)學(xué)定義，又有直觀的圖形表示，既有豐富的系統(tǒng)描述手段和系統(tǒng)行為分析技術(shù)，又為計算機科學(xué)提供堅實的概念基礎(chǔ)。Petri網(wǎng)有一套成熟的數(shù)學(xué)理論工具，建立了許多分析技術(shù)，包括可達性分析、不變量分析、保持特性的變換、構(gòu)造理論、形式語言理論、同步距離和網(wǎng)的分解和等價等。目前它不僅被用于作為各種計算機系統(tǒng)的形式描述、性能評估和輔助設(shè)計的手段,而且在工程技術(shù)、化學(xué)、經(jīng)濟和法律等領(lǐng)域內(nèi)也有許多成功應(yīng)用的事例。 本文的主要研究工作在于：根據(jù)有色P