RAID后臺一致性初始化技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，信息的數(shù)字化已經(jīng)成為了不可逆轉(zhuǎn)的潮流并深刻的改變著人類社會生活的各個(gè)方面。數(shù)字信息的廣泛應(yīng)用以及數(shù)據(jù)量的爆炸式增長給傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)提出了更高的要求。RAID磁盤陣列的出現(xiàn)極大的緩解了傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)由于性能和可靠性不足所帶來的瓶頸效應(yīng)。
　　 RAID磁盤陣列通過引入冗余數(shù)據(jù)來提高系統(tǒng)的可靠性，冗余數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)之間需要滿足一定的冗余關(guān)系，這種冗余關(guān)系被稱為數(shù)據(jù)一致性，只有滿足數(shù)據(jù)一致性的RAI

2、D系統(tǒng)才具有數(shù)據(jù)容錯(cuò)和恢復(fù)能力。RAID系統(tǒng)的一致性初始化就是使RAID系統(tǒng)在創(chuàng)建后滿足數(shù)據(jù)一致性的過程。目前主流的一致性初始化方法必須要等到初始化完成后才能將LUN映射給主機(jī)服務(wù)器使用，在初始化過程中LUN將處于宕機(jī)狀態(tài)。當(dāng)LUN較大時(shí)初始化過程往往需要很長時(shí)間才能完成，長時(shí)間的系統(tǒng)宕機(jī)將嚴(yán)重降低RAID系統(tǒng)的可用性并給用戶造成損失。
　　 后臺一致性初始化的概念是將初始化操作放入后臺進(jìn)行，初始化操作不影響主機(jī)對LUN的讀寫。

3、這樣在LUN創(chuàng)建以后便可以立刻的將其映射給主機(jī)使用，消除初始化操作帶來的系統(tǒng)宕機(jī)時(shí)間。論文首先介紹存儲體系發(fā)展過程以及RAID相關(guān)的基礎(chǔ)知識和概念，并重點(diǎn)分析了現(xiàn)有的一些后臺一致性初始化方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上本文提出了一種基于“補(bǔ)零寫”方式的改進(jìn)后臺一致性初始化方案，該方案具有以下特點(diǎn)：
　　 ① 一致性初始化在后臺進(jìn)行，能夠做到初始化操作與主機(jī)I/O讀寫并行，LUN一旦創(chuàng)建可以立刻使用而無需等待初始化完成。
　　 ②

4、 提出了一種“補(bǔ)零寫”的分條處理方式，主機(jī)I/O寫入LUN的未初始化分區(qū)時(shí)采用“補(bǔ)零寫”方式寫入數(shù)據(jù)，可以有效的提高初始化過程中主機(jī)I/O的寫性能。
　　 ③在初始化系統(tǒng)中加入主機(jī)I/O繁忙檢測機(jī)制，可以有效避免一致性初始化與主機(jī)I/O相互爭奪磁盤帶寬的情況，可以有效提高初始化過程中主機(jī)I/O的讀寫性能。
　　 論文還將在Linux操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上對改進(jìn)方案進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明論文提出的改進(jìn)方案在初始化過程中主