TRAP3存储系统写性能优化

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数据丢失将给个人和企业造成巨大损失,数据存储的高可靠性和高安全性成了关注的重点。磁盘阵列在空间维度对数据进行保护,避免磁盘失效造成数据丢失,连续数据保护可以在时间维度对数据进行保护,避免病毒攻击、操作失误等造成数据的破坏。TRAP3是磁盘阵列与连续数据保护的融合,是一种全方位的数据保护策略。TRAP3做数据备份时要保存待写数据块的旧数据,为了能够利用做小写时读出来的旧数据,条带在处理写请求时只采用小写方式,丧失了大写的能力,导致TRAP3在处理大写负载时有很大的写开销,严重影响了TRAP3的写性能。针对TRAP3存在的写开销大缺陷,提出了改进方案WPOT3(Write Performance Optimization on TRAP3)。WPOT3在阵列初始化时将条带所有数据块写0,将所有数据块写0有两个目的,一是保留了条带数据块之间的异或关系,二是进行数据备份时不需要存储数据块的初始数据,当作0即可。WPOT3在备份数据时将待写数据块的新数据写入备份设备中,这样条带在处理写请求时可以灵活选择适合的小写或大写方式,而不是为了备份旧数据只能选择小写方式。由于WPOT3数据备份的方式发生了变化,WPOT3的数据回退流程相比于TRAP3也要做相应的修改,才能正确的进行数据回退。基于Linux的RAID5模块设计与实现了WPOT3,并用专业工具定制不同的负载对WPOT3、TRAP3、RAID5做了全面的测试。测试结果显示WPOT3大幅提高了TRAP3的写性能,接近但稍低于无连续数据保护功能RAID5的写性能。特别是在负载为顺序密集写或者大块随机密集写时,相比于TRAP3,WPOT3有特别显著的写性能优势。
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