【摘 要】
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近年来随着信息社会的高速发展,数据的安全性问题备受瞩目,持续数据保护(Continuous Data Protection,CDP)技术应运而生,然而数据备份造成数据量急剧增加,同时存储设备也相应
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近年来随着信息社会的高速发展,数据的安全性问题备受瞩目,持续数据保护(Continuous Data Protection,CDP)技术应运而生,然而数据备份造成数据量急剧增加,同时存储设备也相应增加,这不可避免地带来了高能耗问题,在节能减排的大背景下,数据中心如何实现存储系统的有效节能至关重要。此外,对诸如CDP等连续数据存储系统而言,其数据形式比较单一,访问模式以顺序写为主,不需要修改,但负载变化存在很强的时间相关性。本文根据CDP中数据访问负载特征,提出一种动态分组数据布局的磁盘存储系统D-RAID(Dynamic-RAID),对RAID存储空间进行动态分配管理以及性能优化,平衡存储系统的负载需求与系统能耗,在满足应用需求的同时实现存储系统的节能目的。具体研究内容如下:1.介绍了存储技术的理论知识,重点分析了目前主流的存储介质磁盘和固态盘的内部结构、性能指标和能耗特点等,并且详细介绍了RAID发展历程中出现的典型结构,对其可靠性进行了分析,最后介绍了数据备份系统相关知识;2.介绍了CDP技术和两种固定分组的数据布局结构,分析了固定分组模式存在问题,在此基础上提出一种动态分组数据布局D-RAID,该数据布局以CDP技术为应用场景,根据系统负载变化动态调整活动磁盘数量,通过聚焦数据访问空间来达到节能目的。读写操作采用数据增量校验算法和旧校验数据预读策略,有效降低“读-改-写”产生的写惩罚,提升系统写性能;3.分析了Linux内核中有关MD模块的相关内容,实现了动态分组的节能存储系统D-RAID,设计磁盘节能调度算法以及优化策略,通过对D-RAID的性能和能耗测试所得实验数据,证明动态分组数据布局针对实时变化的负载特征达到了理想的能效比。
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