摘要：

随着信息化的推进,需要存储的信息量呈爆炸式增长,存储系统的规模日趋庞大,可靠性和可扩展性便成为衡量存储系统总体性能的两大重要因素。而磁盘阵列作为构建大规模存储系统的基本单元,如何有效地提高其容错和恢复能力,如何在线快速扩充容量成为新的研究热点。 在分析已有重建算法和工作负载特性的基础上,设计并实现了基于热点优先的重建优化算法(Popularity-Based Reconstruction Optimization algorithm,PRO)。该算法的核心思想是优先重建被用户频繁访问的数据区域,尽可能地减少磁头移动带来的开销以缩短用户响应时间和重建时间。除此以外,在阵列重建完成前,对落到替换盘已重建数据块的读请求进行重定向;减少对已重建过的数据块反复的重构写,进一步有效地提高了系统的可靠性。测试结果表明:采用了PRO的重建算法比未采用PRO的重建算法,重建过程中用户响应时间和重建时间都有提高。实验发现,在Linux操作系统上实现的PRO更适用于优化读写请求混合且小请求占主导的联机事务处理系统(OTLP)应用。 在原有的磁盘阵列控制软件基础上,按照命令执行的顺序指导设计并实现了RAID5级别的在线扩容功能。使得用户可以在线添加新磁盘、或用大容量磁盘拷贝并替换原磁盘的方法来动态地扩展阵列空间,而无需关闭、重启系统,无需备份额外的数据且保障存储服务在扩容过程中不中断。实验结果表明在线扩容技术提高了磁盘阵列存储系统的可扩展性。

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