一种基于SSD缓存的RAID1技术研究

摘要

随着高新技术的飞速发展,固态盘被引入到存储系统中,它的高性能、低能耗等特点能够满足现代数据存储的需要,对解决传统磁盘的性能瓶颈起到了很好的作用。但是固态盘的价格高,容量小,完全用固态盘替代磁盘,成本开销太大,一般企业无法承受。为了提高系统性能,降低存储系统的成本,通常将固态盘充当分级存储介质或者磁盘缓存,这也是目前固态盘方案的研究热点。
　　分析了一些将固态盘作缓存的已有技术,提出并设计了一种既能利用固态盘性能、降低存储成本,又能保证存储系统的可靠性的方案。利用固态盘的读写特点,将热点数据存储到固态盘中,冷数据存储到磁盘中。为了保证热数据和冷数据的可靠性,磁盘上存放两份数据,既有热数据副本,又有冷数据副本,冷热副本随着固态盘缓存的替换自动转变。多个磁盘的组织方式类似于RAID1,并为不同的应用场景设计了三种不同的数据分布方式。
　　采用模拟的方式,实现了设计方案。针对阵列不同的数据分布方式进行对比测试,测试表明上述数据分布方式可适用于相应的应用场景。并与固态盘缓存写通过方式和热数据在多个固态盘进行副本存放的方式进行了对比,结果表明,设计的方案能够在性能与价格之间取得好的平衡,并且能够保证可靠性。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的主要研究工作

2 相关技术简介

2.1 SSD技术

2.2 RAID与副本技术

2.3 分层存储

2.4 本章小结

3 基于SSD缓存的RAID1系统设计

3.1 系统结构

3.2 数据组织

3.3 热点数据选取

3.4 缓存置换策略

3.5 读写策略

3.6 可靠性

3.7 本章小结

4 基于SSD缓存的RAID1系统实现

4.1 trace发生器

4.2 热点数据选取模块

4.3 SSD缓存管理模块

4.4 缓存置换模块

4.6 读写流程

4.7 本章小结

5 测试与分析

5.1 测试环境

5.2 测试结果

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献