RAID-6編碼布局及重構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、鑒于用戶數(shù)據(jù)的重要性，存儲可靠性仍舊是存儲領(lǐng)域的重點研究方向。副本和陣列編碼是目前兩種主流的存儲可靠性保障方式，與副本相比，陣列編碼具有更高的空間利用率。由于RAID-6編碼技術(shù)能夠容并發(fā)的兩磁盤失效，近年來學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進行了廣泛的研究。RAID-6編碼的重構(gòu)性能和I/O均衡性直接影響存儲可靠性和數(shù)據(jù)可用性，針對此，從編碼和調(diào)度兩個層面對RAID-6編碼展開研究，具體包括設(shè)計新型RAID-6編碼、優(yōu)化RAID-6編碼布局、提升RAID

2、-6編碼存儲系統(tǒng)重構(gòu)性能三個方面。
　　本文提出了一種符合Non-MDS特性的，具有高效重構(gòu)性能的新型RAID-6編碼（V2-Code）。V2-Code編碼是一種垂直編碼，校驗塊均勻地分布于所有的磁盤列，從而使其具有良好的I/O均衡性。同時，V2-Code編碼還具有近似最優(yōu)的存儲效率、最低密度編碼、靈活的RAID大小、穩(wěn)定的校驗鏈長度和平衡計算等特性。性能比較結(jié)果顯示，V2-Code的負(fù)載均衡性和重構(gòu)性能均勝過通用的RAID-6編

3、碼，在單磁盤和雙磁盤失效恢復(fù)過程中，V2-Code的重構(gòu)性能分別是X-Code重構(gòu)性能的3.31倍和1.79倍。設(shè)計了一種I/O均衡的RAID-6數(shù)據(jù)布局方案-UPC（Uniform P-Code，UPC）。UPC方案通過移動PC方案校驗鏈中不均衡的數(shù)據(jù)塊沿著所在列到其余行，使得所有數(shù)據(jù)塊均勻的分布于各行，同時確保校驗鏈中的計算關(guān)系和容錯能力不變。通過對PC布局方案的優(yōu)化，UPC方案不僅僅獲得了最優(yōu)存儲效率、最優(yōu)計算復(fù)雜度和更新復(fù)雜度，

4、而且具有更好的I/O均衡性，以及更優(yōu)的平均用戶響應(yīng)時間。實驗測試結(jié)果顯示，在12個磁盤組成的陣列環(huán)境中，相對于PC方案，UPC方案在平均用戶響應(yīng)時間上提升了29.9％。提出了一種異構(gòu)感知的磁盤陣列單盤快速重構(gòu)算法-SmartRec，該算法充分地考慮了異構(gòu)磁盤陣列以及在線重構(gòu)I/O存取特性，提出了從存活磁盤所讀取的重構(gòu)數(shù)據(jù)量與磁盤I/O能力相匹配、分時間片的重構(gòu)思路，現(xiàn)有的重構(gòu)算法（ConRec，MinRec，BalRec）主要利用最小讀