可重構(gòu)堆疊存儲系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)研究.pdf

1、隨著智能設(shè)備的普及和網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量成倍增長。面對巨大的數(shù)據(jù)量，直連存儲和本地存儲模式已不能滿足海量數(shù)據(jù)對存儲空間的需求，互聯(lián)網(wǎng)和存儲服務(wù)廠商紛紛推出網(wǎng)盤等便捷的網(wǎng)絡(luò)存儲方式。網(wǎng)絡(luò)存儲可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源擴展個人的存儲空間，便于管理，可以隨時隨地的訪問存儲資源和方便快捷的分享資源。企業(yè)也更加依賴網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，存儲企業(yè)推出了大型的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和存儲服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)存儲日益普及?？芍貥?gòu)堆疊存儲就是一種基于網(wǎng)絡(luò)的靈活存儲設(shè)計方案，

2、可以為用戶提供海量、高速的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。
　　本研究提出一種基于可編程邏輯和SATA硬盤的可重構(gòu)堆疊存儲系統(tǒng)。針對海量高速數(shù)據(jù)存儲，設(shè)計方案采用XC7K325T-2FFG900C評估板，自定義陣列管理控制器和通道控制器。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速并行存儲，提高數(shù)據(jù)傳輸速度并擴展存儲空間，提出了群Group、組Set、通道Channel的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)存儲空間劃分模式，將存儲系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)存儲在元數(shù)據(jù)群，而數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)群。在評估板的 RAM中為

3、元數(shù)據(jù)分配高速緩存，使用定時更新和預(yù)取預(yù)讀策略，使系統(tǒng)訪問的元數(shù)據(jù)存儲在高速緩存中，可以大幅度提高元數(shù)據(jù)的訪問速度。數(shù)據(jù)群由數(shù)據(jù)組和校驗組構(gòu)成，數(shù)據(jù)組由8條數(shù)據(jù)通道構(gòu)成，校驗磁盤用于存儲校驗計算數(shù)據(jù)所得校驗值。10個相互獨立的通道控制器控制SATA硬盤，數(shù)據(jù)通道連接的磁盤相同偏移位置的扇區(qū)組成超扇區(qū)SS，一個超扇區(qū)含有rpq個扇區(qū)，其中r是每個磁盤所含的扇區(qū)數(shù)，q表示通道的條數(shù)，p是每條通道連接硬盤的個數(shù)。10組GTX數(shù)據(jù)傳輸收發(fā)器可以

4、連接10個 Marvell接口倍增器，每個接口倍增器可以將一個SATA接口擴展為5個，在不影響接口傳輸速率的同時擴展存儲系統(tǒng)容量。
　　QorIQ通信處理器移植Linux操作系統(tǒng)，分析并修改、編譯BootLoader和操作系統(tǒng)內(nèi)核。通過通信處理平臺上的千兆或萬兆以太網(wǎng)接口連接網(wǎng)絡(luò)，搭建N FS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)用于客戶端消息的接收和數(shù)據(jù)傳輸。Linux操作系統(tǒng)將接收的數(shù)據(jù)封裝成消息交換格式MES，ME S是SATA協(xié)議的FIS幀信息格式