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谈谈磁盘阵列基于IPSAN智能固态缓存网络存储系统

收藏本文 2024-03-12 点赞:12663 浏览:49509 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着云存储时代的到来,网络数据存储不仅仅在容量上呈爆炸式增加,在性能和可靠性上也有越来越高的要求。而现今的机械硬盘构建的SAN存储系统,在大容量以及顺序读写方面虽然具有很大优势,但已经无法满足社会进展所带来的新的需求,例如虚拟技术以及基于数据库的视频点播、电子商务等运用,对快速随机访问要求很高。固态硬盘以其高随机性能、超低延时等优势倍受青睐,但其高昂的让存储界望尘莫及。鉴于此,本论文探讨并实现了智能固态缓存技术,提出了基于IP-SAN的具有高随机性能的智能固态缓存网络存储系统解决案例。本课题主要探讨内容如下:1、阐述了现阶段国内外对随机性能的探讨情况,探讨了主流网络存储架构特点。探讨了RAID技术,浅析和比较了不同RAID级别实现机制及其特点。2、详细探讨了pnux内核的块设备和设备映射机制,浅析了pnux内核中数据的I/O请求方式和实现机制,探讨了pnux内核实现逻辑设备与物理设备的映射历程。详细介绍了映射设备、映射目标和映射表三者的结构和它们之间的联系。基于此,设计并实现了智能固态缓存技术,极大的提升了存储系统的随机性能。着重阐述了智能固体缓存的逻辑架构和实现机制,介绍了其创建策略和各功能函数的具体实现,并在本地磁盘阵列上运用该智能固态缓存功能对随机读写性能进行了比较。3、探讨了网络存储系统中的逻辑卷管理和iSCSI协议的实现。举例说明了逻辑卷管理的实现历程,探讨了iSCSI的系统结构、错误恢复机制,以及会话实现历程。iSCSI网络采取双网卡聚合,探讨了网卡聚合的原理和创建策略,以实现负载均衡和故障切换技术,进一步提升存储系统的性能。4、最后对整个网络存储系统的功能、性能和稳定性进行了全面详细的测试。并对测试结果进行了比较和浅析。关键词:IP-SAN论文独立冗余磁盘阵列论文智能固态缓存论文逻辑卷管理论文iSCSI论文网络存储论文

    致谢3-4

    摘要4-5

    Abstract5-8

    第一章 绪论8-14

    1.1 课题来源8

    1.2 课题探讨的背景与作用8-9

    1.2.1 课题探讨的背景8-9

    1.2.2 课题探讨的作用9

    1.3 国内外探讨近况9-12

    1.3.1 国外探讨近况10-11

    1.3.2 国内探讨近况11-12

    1.4 课题探讨的内容12-13

    1.5 本论文的组织结构13-14

    第二章 网络存储基础论述14-26

    2.1 主流网络存储技术14-17

    2.1.1 直接附加存储(DAS)14-15

    2.1.2 网络附加存储(NAS)15-16

    2.1.3 存储区域网络(SAN)16-17

    2.1.4 DAS、NAS 和 SAN 相互比较17

    2.2 SAN 存储技术17-19

    2.3 RAID 技术介绍19-24

    2.3.1 常见 RAID 级别20-23

    2.3.2 常见 RAID 级别综合比较23-24

    2.4 机械硬盘和固态硬盘的比较24-25

    2.5 本章小结25-26

    第三章 智能固态缓存的探讨与实现26-48

    3.1 智能固态缓存介绍26-27

    3.1.1 智能固态缓存运用场景26

    3.1.2 智能固态缓存工作机制26-27

    3.2 块设备(Block Device)27-31

    3.3 设备映射(Device Mapper)31-39

    3.3.1 Device Mapper 概述31-32

    3.3.2 Device Mapper 重要概念32-33

    3.3.3 三个对象的具体实现33-37

    3.3.4 内核创建设备映射历程37-38

    3.3.5 dmsetup 工具38-39

    3.4 智能固态缓存的实现39-46

    3.4.1 智能固态缓存机制的实现39-41

    3.4.2 智能固态缓存功能的实现41-46

    3.5 本地存储阵列性能测试与比较46-47

    3.5.1 本地存储阵列性能测试46-47

    3.5.2 本地存储阵列性能比较47

    3.6 小结47-48

    第四章 逻辑卷管理和 iSCSI 协议的实现48-58

    4.1 逻辑卷管理48-50

    4.1.1 LVM 基本概念48

    4.1.2 LVM 概念之间联系48-49

    4.1.3 LVM 的实现49-50

    4.2 iSCSI 映射50-55

    4.2.1 iSCSI 协议概述50

    4.2.2 iSCSI 系统结构50-51

    4.2.3 iSCSI 实现51-54

    4.2.4 iSCSI 错误恢复机制54-55

    4.3 网卡聚合55-57

    4.3.0 网卡聚合原理55

    4.3.1 网卡聚合策略55-56

    4.3.2 聚合带宽测试56-57

    4.4 本章小结57-58

    第五章 系统测试与结果浅析58-66

    5.1 测试环境58

    5.2 功能测试58-60

    5.3 性能测试60-64

    5.3.1 性能测试工具60

    5.3.2 性能测试结果60-61

    5.3.3 性能测试浅析61-64

    5.4 稳定性测试64-65

    5.5 本章小结65-66

    第六章 总结与展望66-67

    6.1 总结66

    6.2 展望66-67

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