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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2019年第5期31卷 716-721页

作者：元铸谢平耿生玲张效娟青海师范大学计算机学院

随着数据量的不断增加,原有存储系统已不能满足海量数据存储的要求。RAID(redundant arrays of independent disks)存储系统因具有良好的数据可靠性、磁盘独立性和可扩展性,成为应用范围最广的存储系统。新型存储技术存在研究迟缓、推... 详细信息

随着数据量的不断增加,原有存储系统已不能满足海量数据存储的要求。RAID(redundant arrays of independent disks)存储系统因具有良好的数据可靠性、磁盘独立性和可扩展性,成为应用范围最广的存储系统。新型存储技术存在研究迟缓、推广率低的问题,使得在原有RAID存储系统中添加新的磁盘,成为存储海量数据最为便捷,最为有效,成本最低的方式。RAID发展至今,根据对数据存储的不同需求,衍生出了不同层级的RAID存储系统。RAID-6存储系统由数据盘与2个校验盘构成,相较于其他RAID存储系统,具有更好的数据容错功能,更高的数据恢复能力。因此,提出一种基于H-Code针对RAID-6存储系统的扩容算法HS6。该算法在扩容过程中体现了最小化数据迁移量和快速扩容等特性,与传统的Round-Robin和Semi-RR扩容算法相比,该算法减少了73.2%~88.6%的数据迁移量,缩短了30.6%~ 62.9%的总扩容时间。

关键词： H-Code RAID-6扩容最小数据迁移

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RAID6编码扩容方案研究与实现

RAID6编码扩容方案研究与实现

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作者：元铸青海师范大学

学位级别：硕士

随着大数据、云计算、物联网和5G等技术的发展,数据量呈现爆发增长,数据中心存储容量与设备可靠性愈发面临严峻挑战。由于RAID6存储系统拥有更高的数据可靠性和可扩展性,这就使得对RAID6存储系统扩容方案的研究显得尤为重要。鉴于RAID6... 详细信息

随着大数据、云计算、物联网和5G等技术的发展,数据量呈现爆发增长,数据中心存储容量与设备可靠性愈发面临严峻挑战。由于RAID6存储系统拥有更高的数据可靠性和可扩展性,这就使得对RAID6存储系统扩容方案的研究显得尤为重要。鉴于RAID6编码都拥有自身独特的布局,且对扩容时间影响较大,因此本文对H-Code、HDP Code、Short Code三种编码布局特点进行分析,并分别从影响扩容效率的总I/O开销、总XOR开销和数据迁移量三个方面提出有针对性的解决方案。本文主要研究内容及创新点如下:（1）本文结合H-Code编码特点,提出一种满足降低扩容开销的HS6扩容方案。该方案优化了待移动数据的迁移路径,降低了行校验盘I/O读写频率,解决了H-Code编码独立行校验盘更新可能造成I/O瓶颈的潜在风险。对比实验数据显示,与Round-Robin和Semi-RR扩容方案相比,HS6方案减少了30.6%-62.9%的I/O开销。（2）本文提出一种拥有均匀数据分布、最小数据迁移和减少计算开销的HDS扩容方案。该方案迁移最少的数据,优化了校验数据的更新次序,减少了由于HDP Code编码不具备最优更新复杂度所带来的额外计算开销。对比实验数据显示,HDS方案与典型扩容方案相比,降低了66.1%-76.9%的XOR计算开销。（3）本文提出一种新磁盘添加位置最佳,满足最优数据迁移量的SS6扩容方案。该方案缓解了Short Code编码的RAID6存储系统中新磁盘添加位置对扩容效率的不利影响,合理的迁移数据选择机制满足了最小数据迁移的要求。对比实验数据显示,SS6方案与典型扩容方案相比,减少了67.92%-86.38%的数据迁移量,离线场景下缩短了14.5%-63.5%的总扩容时间。本文从RAID6编码的布局特点进行分析,对H-Code、HDP Code和Short Code编码的RAID6存储系统提出有针对性的解决方案,将编码布局对扩容效率所造成的不利影响降到最低,为下一步固态盘阵列扩容技术以及分布式环境下的扩容技术研究提供了理论基础及新的思路。

关键词： RAID6编码高效扩容均匀数据布局最小数据迁移最小扩容开销

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