磁盘阵列系统掉电保护技术的研究和实现

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1、分类号学号M200972289学校代码10487密级硕士学位论文磁盘阵列系统掉电保护技术研究与实现学位申请人：江志敏学科专业：计算机系统结构指导教师：谭志虎副教授答辩日期：2012.1.12AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandImplementationoftheTechnologyofPower-downProtectioninRAIDSystemCandidate:J

2、iangZhiminMajor:ComputerArchitectureSupervisor:AssociateProf.TanZhihuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文

4、摘要数据重要性越来越受到企业和用户的关注，系统可靠性也是企业在选购存储设备时首要考虑的因素。RAID（RedundantArrayofIndependentDisk独立冗余磁盘阵列）存储系统的可靠性可以通过冗余机制来保证，容忍一定程度的磁盘故障，但是当发生较大的故障，比如系统供电中断等情况时，系统中的运行数据和状态将无法得到保护，造成数据不一致，甚至带来更严重的经济损失。针对上述问题，研究分析了现有系统掉电保护设计实现一般方案的优缺点，分析了RAID控制器系统运行流程，提出一种适用RAID的掉电保护硬件和软件实施方案，可有效处

5、理供电中断的异常，提高RAID系统的可靠性。该方案在硬件上集成具有掉电保护功能的电源模块，软件上结合程序模块实现关键数据掉电保护和加电恢复功能实现，并根据系统中配置信息的管理方式、CACHE数据组织方式和请求处理流程，设计相应的数据保护方案和数据恢复策略。系统采用软件模拟掉电信号实现电源模块的掉电保护功能，并在系统中实现相应的软件模块，使系统达到以下的目标：可以对全局配置信息进行掉电保护、加电恢复，保证系统的配置信息能恢复到掉电前的最新状态；可以按设计的转存格式，进行快速转存；可以掉电保护未完成的写请求；可以在系统加电时恢复所

6、有转存的数据。采用模拟掉电信号的方式进行测试，测试项目包括：在拷贝数据结束时（请求均已发送，数据在内存），采用模拟掉电信号的方式产生掉电中断，触发掉电保护，在系统加电恢复后，计算并对比原测试文件和拷贝到系统的文件的MD5，测试模块功能的正确性，测试结果表明开启掉电保护，数据对比正确；使用IOMETER工具，对比测试系统在增加掉电保护模块前后的读写性能，测试结果表明增加掉电保护模块对系统的读写性能基本没有影响。关键词：磁盘阵列，掉电保护，数据恢复，掉电中断I华中科技大学硕士学位论文AbstractEnterpriseandthe

7、userpaymoreandmoreattentionontheimportanceofdata,andthesystemreliabilityhasbecomeanimportantfactorwhichbeconsideredfirstwhenenterpriseselectthestorageequipment.ThereliabilityofRAIDstoragesystemisensuredbyusingtheredundancyschemes,andcantolerateacertaindegreeofdiskfa

8、ilure.Butwhenthereisabigfault,suchaspowersupplyinterruption,thesystem’srun-timedataandstatuswillnotbeprotected.Resultindatainconsistencies