【摘 要】
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南极昆仑站拥有极佳的天文观测条件,我国正在此地区逐步部署望远镜观测设备。然而当地网络条件较差,无法及时将观测数据传回国内分析,因此需要建立在站数据中心。存储系统普
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南极昆仑站拥有极佳的天文观测条件,我国正在此地区逐步部署望远镜观测设备。然而当地网络条件较差,无法及时将观测数据传回国内分析,因此需要建立在站数据中心。存储系统普遍能耗较高,而昆仑站电力供应有限,这成为制约当地数据中心的瓶颈。多数节能存储策略为通用数据中心而设计,并不适用于昆仑站的磁盘阵列,苛刻的限制会影响这些策略的实际效果。除此之外,保持存储系统的稳定性同样重要,因为昆仑站大多数时间处于无人值守状态,硬盘故障无人维修。本文调研了磁盘节能存储相关工作,总结了RAID与变速磁盘等基于硬件的节能技术,以及数据缓存、预取、副本、迁移等基于软件的节能技术的适用场景和不足。结合昆仑站天文存储系统的实际需求,本文提出了一种基于统计的节能存储系统管理策略——DAES,其目的为降低能耗的同时保持磁盘稳定性。DAES结合天文数据访问特点,为每个磁盘设立一个名为命中指数的指标,指示各个磁盘短期内被访问的概率,从而更加科学地决定各个磁盘的工作状态,减少磁盘的无意义空转。同时也针对性地设计了一个文件调度器,以较小代价动态改善文件布局。为了验证新的管理策略的节能效果,本文使用AST3望远镜的真实数据进行了模拟器仿真和实际存储环境测试,在能耗和稳定性方面进行了详细对比。结果表明,和固定空闲阈值的节能管理策略相比,新的策略可以降低多达56.6%的能耗,减少磁盘状态切换次数多达66.8%,从而有效保障磁盘稳定性。
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