基于嵌入式Linux的高性价比EIDE磁盘陈列

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1、华中科技大学硕士学位论文基于嵌入式Linux的高性价比EIDE磁盘陈列姓名：吴志刚申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：冯丹2003.5.7华中科技大学硕士学位论文摘要+RAID是一种在专用服务器中接入多个磁盘(专指硬盘)，以磁盘阵列的方式组成一个超大容量、响应速度快、可靠性高的存储系统。通过对数据分块和交叉存取两项技术的使用，可以对磁盘阵列中的数据进行并行调度，从而大大加快磁盘的访问速度，缩短磁盘读写的“平均排队与等待时间”。通常，RAID采用SCSI总线作为外部设备接口，以SCSI硬盘作为存储设备。h——————⋯⋯～———一虽然SCSI的磁盘阵列性能优良，但价格不菲

2、。一个合适的解决办法是用EIDE硬盘来构建磁盘阵列。利用主板提供的通用和扩展EIDE接口挂接硬盘，可实现一种廉、价、高性能的磁盘阵列系统。jE[DE磁盘阵列采用DMA工作模式来对硬盘进行快速读写，目前单盘突发传输速度便可达133MB／s。同时DMA控制器支持聚散技术，有效地提高了EIDE磁盘阵列的整体性能。聚散技术是指在连续大片的磁盘空间(聚)和几个小块分散的内存空间(散)只进行一次DMA操作。在RAID中．数据分块导致了多个I／O请求。为了减少／／O次数，可行的办法是把多个I／O请求所涉及的分散的数据块进行内存拷贝，合并成一个大数据块，然后再进行一次读写。而使用聚散技术后，完成多

3、个I／O请求只需一次DMA操作，就无需数据拷贝，实现了内存的“零拷贝”操作，减少了I／O服务时间。通过采用一系列的优化技术，EIDE磁盘阵列在性能上已经接近SCSI磁盘阵列，而其价格上的优势是SCSI磁盘阵列所不能比的．这必将促进EIDE磁盘阵列在存储{领域的广泛应用。／关键词：磁盘阵列；增强集成磁盘电路；直接内存访问i聚嗷本文的研究工作受国家自然科学基金(69973017)资助华中科技大学硕士学位论文=========口========；========；========；自Abstract+RAIDisahigh—capacity，fast-response，high—reli

4、abilitystoragesystembymearlsofcutoveringmultipledisks(especiallyforharddisks)inspecialsever．Itquickensaccessspeedanddecreases“averagequeuewaittime”whenharddisksarereadorwritten，becausedatacanbescheduledinparallebystripingandinterleaving．Generally,theSCSIbusisadoptedasperipheralinterfaceandSCSI

5、diskasstoragedeviceinRAID．Despiteitsexcellentperformance，SCSI—RAIDistooexpensive．OneappropriatesolutionistoUSeEIDEdiskstoconstructRAID．ByutilizingtheuniversalandexpandedEIDEinterface，wecanrealizeonelow-costandhigh—performanceRAIDsystem．EIDE—RAIDallowsDMAmodetoimplementhigh—speeddiskaccess．Burs

6、tdatatransferratecanachieveupto133MB／sperdisknow．MeanwhileDMAcontrollersupportsScatter／GatherandefficientlyimprovestheperfermanceofEIDE-RAID．Scatter／GatherisoneDMAoperationbetweencontinuousmassivediskspaceandmultipledispersememoryspace．StripingleadstotheexistenceofmultipleI／OrequestsinRAID．Tor

7、educeI／Orequests，aviablemethodistocopythedisperseddatablocksinmemory,combinethemintoonebigblockandreadorwriteonce．MultipleI／OrequegscanbeexecutedinoneDMAoperationwhenScaRer／Gatherissupported，sodatacopyisunnecessary,‘‘zerocopy”inmemoryis