基于逻辑卷的双控制器磁盘阵列系统的控制与管理

论文摘要

当前的数据存储中,磁盘阵列得到了广泛的运用,而磁盘阵列控制器成为了系统的故障单点。为了提高存储设备的高可用,可以通过控制器冗余来解决数据中断不可用等故障。为了提高系统灵敏性,在双控存储管理中往往采用最为简单的配置管理。而另一方面在海量数据管理中人性化和智能化的管理成为一大需求,虚拟化的发展也日益成为存储管理中的热点。目前的双控制器磁盘阵列管理软件,由于性能对管理复杂性的限制,一般不提供设备级别的虚拟管理,而主机级别的虚拟化管理增加了管理的复杂性和难度,同时也影响数据服务的可靠性和性能。基于逻辑卷的双控制器系统主要从以下几个方面进行研究和分析,一是通过分离虚拟化设备的元数据并独立配置管理和相互通信,来保证双控制器状态的一致性。二是通过心跳监测,以及控制器之间的状态通知,来保证控制器之间的响应时间。其三是设计合理的自我故障检测和状态变迁处理流程,保证控制器在封闭的状态内切换。四是通过争夺磁盘控制权来解决心跳故障后的脑裂现象,并根据系统具体的设计完善了故障恢复流程。系统最后实现基于了逻辑卷的双控制器磁盘阵列管理,并且在卷管理的基础上实现及时有效的故障监控,处理与恢复,最后并对系统进行了模拟故障测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 存储虚拟化简介
• 1.4 本文研究的内容与组织
• 2 基于逻辑卷的双控制器磁盘阵列体系架构
• 2.1 当前iSCSI 磁盘阵列架构介绍
• 2.2 基于逻辑卷的双控制器系统的硬件架构
• 2.3 逻辑卷管理层级设计
• 2.4 本章小结
• 3 系统设计原理与关键技术
• 3.1 概述
• 3.2 元数据管理方案
• 3.3 双控制器的故障处理技术
• 3.4 本章小结
• 4 基于逻辑卷的双控制器系统软件实现
• 4.1 总体设计
• 4.2 卷管理方案的实现
• 4.3 通信传输模块实现
• 4.4 任务执行的一致性方案
• 4.5 状态监测模块实现
• 4.6 仲裁模块实现
• 4.7 恢复模块实现
• 4.8 本章小结
• 5 系统测试
• 5.1 系统测试原理及其测试内容
• 5.2 测试环境
• 5.3 功能测试结果与分析
• 5.4 系统数据测试
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献