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詳細說明

磁盤響應(yīng)時間及優(yōu)化

尋道（毫秒級）+旋轉(zhuǎn)（毫秒級）+傳輸（微秒級）

提高磁盤性能的重點：在于減少尋道時間，所以RAID對隨機讀寫的性能提高很小。

提高外存儲系統(tǒng)性能

1，? 從磁盤角度：減少尋道時間（提高移臂速度，減小盤片直徑，多磁頭），減少旋轉(zhuǎn)時間（提高轉(zhuǎn)速，多磁頭），提高數(shù)據(jù)傳輸率（接口速率）

2，? 優(yōu)化調(diào)度算法（請求的合并，聚散IO）

3，? Cache，prefetch

4，? 存儲設(shè)備的并行（RAID,分布式存儲）

RAID

1，? 三個出發(fā)點：性能，容量，可靠性

2，? 軟RAID, 硬RAID（是否占用主機資源， md模塊， RAID卡）

3，? RAID的讀寫，并發(fā)等由分條（各個磁盤上叫段）大小決定。

當(dāng)段較小時（如RAID3），上層每次請求涉及到每個磁盤（或大部分磁盤），難以實現(xiàn)并發(fā)，當(dāng)這樣數(shù)據(jù)讀寫可以多個盤同時進行（通常主軸同步，節(jié)省的是傳輸時間），連續(xù)讀寫的時，節(jié)省尋道時間，能極大的提高性能，隨機讀寫時，尋道時間得不到優(yōu)化，單單節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸時間對性能影響不大。

當(dāng)段較大時(如RAID5)，上次每次請求設(shè)計很少的磁盤，這樣上層多個請求就能實現(xiàn)并發(fā)。

4，RAID5的RCW(重構(gòu)寫)與RMW（讀改寫），后者適合于小寫

磁盤的三種狀態(tài)

1，? Active 13W+? （正在進行數(shù)據(jù)服務(wù)）

2，? Idle? 10W+?? （空閑）

3，? Standby 2W+? （休眠）

系統(tǒng)節(jié)能原理及策略

1，? 如果有充分的時間供休息，就去休息（如系統(tǒng)的休眠狀態(tài)）

2，? 如果有很多機會，但每次休息時間都很短，則充分利用短的時間干正事（提高performance/energy？？？）或調(diào)班以集中休息時間（省去switch時間）

策略：

1，? 負載預(yù)測：在任務(wù)到來前，由standby—>active,節(jié)能且不影響系統(tǒng)服務(wù)，如基于歷史信息的預(yù)測）

2，? 降級：在不影響系統(tǒng)正常工作的情況下，把等待時間變成工作時間，如降低CPU頻率，降低硬盤轉(zhuǎn)速

3，? 讓更少的部件active去完成任務(wù)（將資源轉(zhuǎn)移）

A gear-shifting power-aware RAID

Power-aware policy

Power-aware caching, power-aware IO scheduling(給IO加上是否可以延時的屬性，以延長休息時間)?? 將驅(qū)動器分組管理，分為active drivers， passive drivers

冗余的數(shù)據(jù)+

空閑的資源

縱向冗余：cache???

橫向冗余：RAID，分布式系統(tǒng)副本, 備份，快照，CDP?

Anything is a trade-off of time and space？

RAID重建

寫時系統(tǒng)掉電，磁盤損壞等會導(dǎo)致RAID中某個或多個磁盤的數(shù)據(jù)不可用。

RAID寫的兩種方式：RCW, RMW, 后者必須保證磁盤上原有的數(shù)據(jù)及校驗數(shù)據(jù)是正確的，即必須進行初始化。

RAID初始化方法：全寫0，并計算校驗寫入校驗盤

重建優(yōu)化策略

1，? 基于熱點的重建（PRO）：熱點數(shù)據(jù)優(yōu)先重建，減少磁頭移動時間，減少IO請求的延遲，加快重建速度

2，? 基于日志的重建：初始化全部數(shù)據(jù)為0，存儲空間的空閑達50%，用日志記錄修改過的條帶，重建的時候只重建修改過的部分

3，? 基于IO負載重定向（workout）：將所有的寫和熱點的讀重定向到代理盤

NFS與CIFS共存

1，? 添加windows上的NFS客戶端軟件

2，? 在NFS上仿真CIFS服務(wù)器（如samba）

FC

物理層：

1，1-8Gb/s的傳輸速度

2，銅線，光纖都可做為其傳輸介質(zhì)

鏈路層：

1，? 字符編碼及FC幀結(jié)構(gòu)

2，? 鏈路層流量控制（端到端，緩存到緩存）

3，? MTU可到2112字節(jié)，而以太網(wǎng)MTU為1500字節(jié)

網(wǎng)絡(luò)層：

1，? 拓撲（Arbitral Loop，一個loop最多接128個節(jié)點），P2P ，Fabric（交換式）

2，? 尋址：WWNN，WWPN， Fabric ID(Domain ID, Area ID, Port ID)

傳輸層：

1，? 對上層的數(shù)據(jù)流進行segment，區(qū)分上層應(yīng)用程序

2，? 適配上層協(xié)議

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七種端口類型：

1，? N端口：FC終端設(shè)備(交換式)端口

2，? F端口：FC交換機端口

3，? L端口：仲裁環(huán)終端端口

4，? NL端口：具有N和L端口的雙重能力

5，? Fl端口:? 具有F和L端口的雙重能力

6，? E端口： 連接交換機與交換機間的端口（級聯(lián)）

7，? Ｇ端口：萬能端口

Panasas

減少RAID重建方法：

1，? 減小校驗組（額外空間開銷與在線重建時間的折中）

2，? 分散校驗組元素放置

3，? 并行重建

???? Panasas將長度為4的校驗組分散到8個盤（每個校驗組的數(shù)據(jù)不會重復(fù)出現(xiàn)在一個盤），以空間換時間，以提高整體的效率。

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上層應(yīng)用決定底層架構(gòu)，參數(shù),如分塊大小（GFS為64M，Panasas為64K）

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?

Panasas特性：

1，? 并行冗余OSD

2，? Per-file RAID（根據(jù)文件大小及可靠性要求的不同采用不同的RAID方式）

3，? 動態(tài)負載均衡（創(chuàng)建時條帶化文件，主動的數(shù)據(jù)遷移）

4，? 支持12000+ clients，100+ MDSs， 1000+ OSDs

5，? Client-driven RAID 客戶端計算校驗數(shù)據(jù)，減小服務(wù)器負載

6，? 多級元數(shù)據(jù)管理

塊級：負責(zé)對象到物理塊的映射

文件級：負責(zé)文件到對象的映射

系統(tǒng)級：數(shù)據(jù)方式管理

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