NAS設(shè)備卷管理模塊中失效數(shù)據(jù)恢復(fù)問題研究-

1、收稿日期:2002-01-17基金項目:國際合作,國防科技預(yù)研基金項目(00J16.2.6.J W 0533的資助.作者簡介:孔華鋒,博士研究生,研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與高性能網(wǎng)絡(luò)存儲;余勝生,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向為數(shù)字信號處理與高性能網(wǎng)絡(luò)存儲.NAS 設(shè)備卷管理模塊中失效數(shù)據(jù)恢復(fù)問題研究孔華鋒,余勝生,魯宏偉(華中科技大學(xué)計算機學(xué)院,湖北武漢430074摘要:確保數(shù)據(jù)能夠安全有效的存儲,提供相應(yīng)的容錯機制是非常必要的.但是為了能夠及時恢復(fù)失效數(shù)據(jù),使得系統(tǒng)快速地由降級模式恢復(fù)到正常狀態(tài),還需要數(shù)據(jù)的恢復(fù)方法來保證.本文介紹了在N AS 設(shè)備的卷管理模塊中實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)所采用的算法,

2、面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法和面向磁盤的恢復(fù)算法,并對算法的性能進行了分析,對如何快速恢復(fù)失效盤上的數(shù)據(jù)作了初步的探討,對緩存管理和數(shù)據(jù)恢復(fù)進程與用戶寫I /O 請求的相互影響等方面也做了研究分析,最后對在失效數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中有關(guān)性能優(yōu)化方面的問題提出一些解決方法.關(guān)鍵詞:附網(wǎng)存儲;失效數(shù)據(jù)恢復(fù);網(wǎng)絡(luò)存儲;卷管理模塊中圖分類號:T P 302文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-1220(200401-0148-04Research of Failure -data Recovery of Volume Manage Module for NASKO N G Hua -feng ,Y U Sheng -s

3、heng ,L U H o ng -wei(Computer Department of Huaz hon g University of Science and Technology ,W uhan 430074,Ch ina Abstract :In o rder to sto rag e key da ta securely a nd efficiently ,th e fault-to ler ance tech no lo gy is v ery necessa ry.The Lost -Data Recov er y Algo rithm is used to recov er y

4、 da ta in failure disk ,so that the sy stem ca n r un fr om deg r aded lev el to no rma l lev el quickly.W e int roduce two basic Lo st-Da ta Recov ery Alg orithms which can be used in v o lume manage module ,stripe -oriented a nd disk -o riented .The per fo r ma nce o f Algo rithms is discussed at

5、the same tim e .Then w e do some research o n buffer memo r y mana ge and inte ractio n with w rites in o rder to recov ery failur e data mo re quickly.Atla st we pro vide so me so lutions to improv e the Alg o rith msperfo rmance .Key words :netwo rk a ttach ed sto rag e system;failur e-data r eco

6、ve ry;netwo r k sto rag e;v o lume manag e module1引言N AS 1,2是采用了瘦型服務(wù)器(T hin Se rve r 技術(shù),只保留了通用操作系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)共享的文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議,不但使CPU 、內(nèi)存和I /O 總線等系統(tǒng)資源完全用于信息資源的存儲、管理和共享,數(shù)據(jù)吞吐量比通用服務(wù)器提高5-10倍,達到75-80M b /s 的數(shù)據(jù)傳輸速度,同時還可以避免由于病毒發(fā)作致使系統(tǒng)癱瘓造成的損失,提高了系統(tǒng)的安全性.N AS 一般支持多計算機平臺,用戶通過網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可調(diào)用相同的文檔,因而,設(shè)備無需改造即可用于混合了U nix /W in-do

7、 w s 2000/N T 的局域網(wǎng).而且,N A S 設(shè)備的物理位置靈活,可直接連接到網(wǎng)絡(luò).它無需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù),允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù).此外在安裝、操作和管理等方面要相對簡單得多.2卷管理模塊由于數(shù)據(jù)的作用越來越大,必須保證安全的存儲數(shù)據(jù),以及及時恢復(fù)失效數(shù)據(jù),防止數(shù)據(jù)丟失,因此采用冗余磁盤陣列(R AID3技術(shù)成為附網(wǎng)存儲設(shè)備提高存儲數(shù)據(jù)的可靠性和可用性必要手段.現(xiàn)在附網(wǎng)存儲設(shè)備中的卷管理模塊4(圖1最重要的功能是實現(xiàn)RA ID 功能.R AID 具有較高的性能,不同磁盤上的數(shù)據(jù)可以同時讀取,可以提高磁盤的帶寬, 所有圖1卷管理模塊的功能Fig.1The functio n o f

8、v o lume ma nag e module磁盤可以并行地執(zhí)行尋道工作,從而減少尋道時間(巡道時間是最耗時的磁盤操作,提高系統(tǒng)的整體性能.另外在性能提高的同時,還可以保證一定程度的容錯性,例如磁盤鏡像第25卷第1期2004年1月小型微型計算機系統(tǒng)M IN I -M I CRO SY ST EM S V o l .25No .1J a n .2004(RAID 1級別和使用分布式奇偶校驗(RA ID 5級別.現(xiàn)在卷管理模塊完全用軟件R AID 代替硬件實現(xiàn),在性能上并不輸于硬件,而且從產(chǎn)品的成本、功能、使用和管理的角度具有更大的優(yōu)越性.除了R AID 所提供的容錯機制之外,還需采取在線熱備份

9、(ho t-spa re等相應(yīng)的錯誤恢復(fù)機制,以便對失效盤上的數(shù)據(jù)進行重構(gòu)、恢復(fù).這是因為當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到數(shù)據(jù)失效時,系統(tǒng)處于降級模式下,雖然失效數(shù)據(jù)可以通過卷管理提供的RA ID 的容錯機制,利用異或計算或鏡像備份獲得,但是如果不及時替換失效的磁盤,將會導(dǎo)致剩下磁盤失效的幾率增大,并且最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不可恢復(fù).另外,在降級模式下,剩余的磁盤因超負荷工作,失效的概率也增加,可靠性急劇下降.在線熱備份的功能就是在不停機的情況下,用系統(tǒng)中預(yù)先準(zhǔn)備的冗余磁盤加到系統(tǒng)中,將失效磁盤上的數(shù)據(jù)恢復(fù)到該盤上,并完全代替失效磁盤進行工作,這樣才能保證數(shù)據(jù)的安全存儲.因此如何盡快從降級模式恢復(fù)到正常模式是卷管理模塊設(shè)

10、計時必須考慮的一個重要問題.3卷管理模塊中失效數(shù)據(jù)恢復(fù)問題研究在RA ID 1級別下,單個磁盤上的數(shù)據(jù)失效后,系統(tǒng)中所有的I /O 操作都集中在mirr or 盤上,由于在mir ro r 盤上保存著數(shù)據(jù)的一個完整的拷貝,因而不存在失效數(shù)據(jù)重構(gòu)恢復(fù)的問題,卷管理模塊只需盡快地把mir ro r 盤上的數(shù)據(jù)復(fù)制到熱備份盤上就可恢復(fù)到正常狀態(tài).因此本文研究的失效數(shù)據(jù)恢復(fù)問題主要是針對R AID 5級別而言的,由于失效數(shù)據(jù)恢復(fù)的整個過程對用戶來講是透明的,應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用的需求,將各項性能指標(biāo),如用戶響應(yīng)時間、系統(tǒng)吞吐量等所受到的影響要減少到最低程度.因此,失效數(shù)據(jù)恢復(fù)算法的設(shè)計必須很好地處理恢復(fù)過程

11、中數(shù)據(jù)恢復(fù)I /O 請求和用戶I /O 請求二者之間的關(guān)系.當(dāng)系統(tǒng)中一塊盤失效時,剩余的磁盤除了要完成正常的操作外,還要做在線數(shù)據(jù)恢復(fù),系統(tǒng)負載增加一倍甚至幾倍.如果在正常模式下,系統(tǒng)工作負載已經(jīng)超過最大負載的50%,進入數(shù)據(jù)恢復(fù)模式后,各磁盤將處于超負荷運轉(zhuǎn),出現(xiàn)第二個盤失效的概率增大.一旦有第二個盤失效,系統(tǒng)數(shù)據(jù)將永遠丟失而不可恢復(fù),因而要求系統(tǒng)盡快恢復(fù)到正常模式,以減少數(shù)據(jù)丟失的可能性.失效數(shù)據(jù)的恢復(fù)過程需要考慮以下一些問題.3.1數(shù)據(jù)恢復(fù)算法及其性能數(shù)據(jù)恢復(fù)算法是卷管理模塊實現(xiàn)的一個主要部分,可分為面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法和面向磁盤的恢復(fù)算法.面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法5,6(圖2對于失效磁盤上

12、的每一個數(shù)據(jù)塊,按順序從小到大依次進行恢復(fù),算法如下:1.找出數(shù)據(jù)塊所屬的數(shù)據(jù)組(包括數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù).2.對該數(shù)據(jù)組加鎖,防止其它用戶I /O 的操作.3.產(chǎn)生低優(yōu)先級的讀I /O 請求,讀取其它未失效磁盤上的數(shù)據(jù)塊和校驗信息,并等待讀操作完成.4.進行異或運算:(未失效數(shù)據(jù)1XOR (未失效數(shù)據(jù)2=重構(gòu)數(shù)據(jù) 5.產(chǎn)生低優(yōu)先級的寫I /O 請求,將重構(gòu)數(shù)據(jù)寫入備份盤,并等待寫操作完成.6.對該數(shù)據(jù)組解鎖,完成該塊數(shù)據(jù)重構(gòu).進入下一個數(shù)據(jù)塊組,轉(zhuǎn)步驟 1.7.如果到最后的數(shù)據(jù)塊組,失效數(shù)據(jù)恢復(fù)過程完成.圖2面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法Fig.2Da ta blo ck-oriented da ta re

13、sto re algo rithm 低優(yōu)先級的請求只有在磁盤請求隊列中沒有其它高優(yōu)先級的請求時才會被響應(yīng),該算法采用低優(yōu)先級的讀寫請求就是為了把數(shù)據(jù)恢復(fù)進程對用戶響應(yīng)時間的影響減到最小程度.另外對數(shù)據(jù)塊組加鎖,是防止在數(shù)據(jù)恢復(fù)的過程中用戶同時寫該數(shù)據(jù)塊,由于用戶寫I /O 請求的優(yōu)先級較高,會與重構(gòu)進程的I /O 請求相互沖突,造成數(shù)據(jù)丟失.面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法實現(xiàn)起來比較簡單,但也存在著許多不足:首先,用戶寫I /O 請求的數(shù)據(jù)組處于數(shù)據(jù)恢復(fù)狀態(tài)時,用戶寫I /O 請求必須等待,如果此時系統(tǒng)負載較重,數(shù)據(jù)恢復(fù)進程處于低優(yōu)先級狀態(tài)下,導(dǎo)致數(shù)據(jù)恢復(fù)進程處于等待著調(diào)度的狀態(tài)中,從而使得用戶的響應(yīng)時

14、間變長.其次,該算法的并行性不高,對同一數(shù)據(jù)組讀命令一起產(chǎn)生,但是系統(tǒng)必須等待讀I /O 請求全部完成后才開始進行數(shù)據(jù)異或計算,而且各磁盤的讀I /O 請求在I /O 等待隊列中的位置不同,導(dǎo)致各磁盤的讀取時間不同,會有部分磁盤處于等待狀態(tài)中,這部分磁盤的等待時間沒有充分利用起來.另外寫備份盤時,其它數(shù)據(jù)盤處于空閑狀態(tài),也浪費了磁盤帶寬.改進面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法的方法就是盡量并行化磁盤的I /O 操作,但是并行化也不能確保各磁盤負載均勻,加之存在互鎖、同步等問題,而且數(shù)據(jù)恢復(fù)進程的調(diào)度、運行也需要很大系統(tǒng)開銷,導(dǎo)致數(shù)據(jù)恢復(fù)速度相對較慢.面向磁盤的恢復(fù)算法7,8(圖3則不同,卷管理模塊為系統(tǒng)中的

15、每個磁盤創(chuàng)建一個獨立恢復(fù)進程,由各磁盤恢復(fù)進程分別執(zhí)行恢復(fù)算法.未失效的數(shù)據(jù)盤1.找到盤中需要重構(gòu)的最小標(biāo)識數(shù)據(jù)塊.2.產(chǎn)生低優(yōu)先級讀I /O 請求,將該數(shù)據(jù)塊讀入緩存.3.等待讀I /O 請求完成.4.把數(shù)據(jù)提交給中央緩存區(qū),進行異或恢復(fù)計算.如果中央緩存區(qū)被全部占用,則進程阻塞,并等待緩存的釋放.5.轉(zhuǎn)到步驟1,直到所有數(shù)據(jù)恢復(fù)完畢.備份盤1.從中央緩存區(qū)申請一塊已裝有數(shù)據(jù)的緩存塊,沒有則1491期孔華鋒等:N AS 設(shè)備卷管理模塊中失效數(shù)據(jù)恢復(fù)問題研究阻塞.2.產(chǎn)生低優(yōu)先級寫I /O 請求,寫替代盤.3.等待寫I /O 請求完成.4.轉(zhuǎn)到步驟1,直到失效盤上的數(shù)據(jù)全部被恢復(fù) .圖3面向磁

16、盤的恢復(fù)算法Fig.3Disk-o riented da ta reso tor e alg o rith m 中央緩存區(qū)是用于集中存放用來進行失效數(shù)據(jù)恢復(fù)計算所需的數(shù)據(jù)和校驗數(shù)據(jù)的地址區(qū)域.當(dāng)磁盤進程提交一組新的數(shù)據(jù)時,緩存管理進程在中央緩存區(qū)中進行異或計算,得到重構(gòu)的失效數(shù)據(jù).當(dāng)備份盤恢復(fù)進程請求數(shù)據(jù)時,緩存管理進程在中央緩存區(qū)中查詢數(shù)據(jù)組對應(yīng)的緩存是否已完成所有的異或計算,一旦完成就把得到的重構(gòu)數(shù)據(jù)緩存塊從中央緩存區(qū)中取出,交給備份盤進程把數(shù)據(jù)寫入磁盤.面向磁盤恢復(fù)算法最大可能地利用了用戶未使用的部分磁盤帶寬.各個磁盤都有各自獨立的恢復(fù)進程,除了中央緩存區(qū)被全部占用時處于進程阻塞的情況外

17、,始終處于讀數(shù)據(jù)或者寫數(shù)據(jù)的狀態(tài).由于充分利用了并行性,數(shù)據(jù)的恢復(fù)速度將會比面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法更快,唯一的限制在于磁盤讀寫速度和用戶I /O 對磁盤帶寬的占用率.實現(xiàn)面向磁盤的恢復(fù)算法也需要考慮兩個問題:需要占用多大的系統(tǒng)內(nèi)存,以及在正常系統(tǒng)負載的狀態(tài)下,數(shù)據(jù)恢復(fù)進程與用戶寫進程的相互影響.3.2緩存管理面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法中,卷管理模塊只需要申請固定大小的緩存塊,由于不存在進程的并行性,也不存在多進程競爭同一個緩存塊的情況,只有同一數(shù)據(jù)組中的讀寫該緩存所對應(yīng)的進程使用,因此不需要對這些緩存特別管理.面向磁盤的恢復(fù)算法的情況就復(fù)雜許多.由于進程間存在并行性,不同磁盤上的用戶I /O 請求到達

18、具有隨機性,其暫時性的波動有可能使某些磁盤恢復(fù)進程讀的數(shù)據(jù)塊比其它恢復(fù)進程要多.在這種情況下,緩存管理進程必須保存這些信息直到系統(tǒng)中最慢的恢復(fù)進程提交相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊或校驗數(shù)據(jù)塊.這樣,各個磁盤恢復(fù)進程對緩存的需求隨時間變化而變化,是一個隨機值.但是系統(tǒng)總的緩存是固定有限,從而又必須限制各個磁盤恢復(fù)進程對緩存請求.當(dāng)緩存全部占用,磁盤恢復(fù)進程被阻塞,等待緩存的釋放.在面向磁盤的恢復(fù)算法中,為了更加靈活地分配緩存資源,將所能利用的緩存分為兩部分:一種是“排它性”的,每個磁盤恢復(fù)進程分配一塊作為保留,專為存放讀取數(shù)據(jù)或校驗使用;另一種是“自由”的,也就是剩余的緩存,作為一種中央緩存區(qū).每個磁盤恢復(fù)進程

19、把讀入自己“排它性”緩存中的數(shù)據(jù),提交給緩存管理進程,緩存管理進程再從自由緩存中申請一塊,把數(shù)據(jù)/校驗寫入該塊.同一數(shù)據(jù)組,只申請一塊自由緩存.在該數(shù)據(jù)組磁盤恢復(fù)進程中,第一個提交數(shù)據(jù)的磁盤恢復(fù)進程,把數(shù)據(jù)/校驗寫到該緩存塊,余下的磁盤恢復(fù)進程只是簡單地把要提交的數(shù)據(jù)/校驗與緩存中已有的數(shù)據(jù)進行異或計算.當(dāng)所有的磁盤恢復(fù)進程完成這樣的工作后,緩存塊中的數(shù)據(jù)就是備份盤恢復(fù)進程要寫的數(shù)據(jù).當(dāng)自由緩存區(qū)中沒有自由的緩存塊,而磁盤恢復(fù)進程是一個數(shù)據(jù)組中第一個提交數(shù)據(jù)的進程時,該進程被阻塞.自由緩存應(yīng)至少與系統(tǒng)中的磁盤緩存相當(dāng),以確保各磁盤恢復(fù)進程都可申請到緩存而不被阻塞,達到最大并發(fā)度.當(dāng)系統(tǒng)處于滿負

20、載時,數(shù)據(jù)恢復(fù)過程將被阻塞,因為此時已經(jīng)沒有可利用自由緩存,此時卷管理模塊可以少量地增加自由緩存塊數(shù),這樣對系統(tǒng)性能的提高有好處.也可以采取一種閾值確定的方法,當(dāng)可利用的自由緩存塊數(shù)低于一定的比例,就可以考慮增加一定比例的緩存塊;反之亦然,當(dāng)可利用的自由緩存塊數(shù)高于一定的比例,說明系統(tǒng)的負載較輕,可以考慮釋放一定比例的緩存塊給其他模塊使用.采用這種劃分方法,自由緩存塊動態(tài)地在各磁盤恢復(fù)進程之間分配,既可滿足不同磁盤恢復(fù)進程對緩存的需要,又便于系統(tǒng)管理,使程序編碼簡單.3.3數(shù)據(jù)恢復(fù)進程與用戶寫I /O 請求的相互影響在面向數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)算法中,當(dāng)數(shù)據(jù)恢復(fù)進程讀取校驗數(shù)據(jù)塊時,必須禁止用戶進程對其

21、進行寫操作,因為用戶進程對校驗數(shù)據(jù)塊的寫操作有可能使得數(shù)據(jù)恢復(fù)進程原來讀取的數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤.當(dāng)數(shù)據(jù)恢復(fù)進程未對校驗數(shù)據(jù)塊所屬的數(shù)據(jù)組進行恢復(fù)操作時,用戶進程對校驗數(shù)據(jù)塊的寫操作時可以進行的.對于這個問題,可以采用延遲用戶的寫操作,讓它等待數(shù)據(jù)恢復(fù)進程完成其工作,再運行.這種方法既不增加系統(tǒng)緩存的需求量,也不會浪費磁盤的帶寬,但用戶寫請求要等待低優(yōu)先級數(shù)據(jù)恢復(fù)進程的完成,會產(chǎn)生延遲,導(dǎo)致用戶響應(yīng)時間將受到影響.面向磁盤的恢復(fù)算法則可以加速數(shù)據(jù)恢復(fù)的速度,因此可以減小用戶寫請求要等待的時間,降低用戶響應(yīng)時間將受到影響.當(dāng)卷管理模塊監(jiān)測到用戶寫操作的數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)組正處于數(shù)據(jù)恢復(fù)狀態(tài)時,卷管理模塊將提

22、高所有處于等待狀態(tài)的磁盤恢復(fù)進程的優(yōu)先級.如果用戶寫請求對應(yīng)失效磁盤,并且相應(yīng)的恢復(fù)進程還沒有進行,卷管理模塊必須立即以普通優(yōu)先級的方式,而不是低優(yōu)先級的方式,運行該數(shù)據(jù)組的恢復(fù)進程,也就是用戶寫請求觸發(fā)了數(shù)據(jù)恢復(fù)進程.這種情況下,等待預(yù)知的數(shù)據(jù)恢復(fù)進程完成對用戶響應(yīng)時間的影響不是很大.4卷管理模塊中失效數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中性能優(yōu)化問題在我們PopV m 卷管理模塊實現(xiàn)中,采用面向磁盤的恢150小型微型計算機系統(tǒng)2004年復(fù)算法.數(shù)據(jù)恢復(fù)算法的重點是放在快速恢復(fù)失效數(shù)據(jù)到備份盤上,減小用戶響應(yīng)時間.下面將結(jié)合實際的情況,探討一下如何將數(shù)據(jù)恢復(fù)進程和用戶進程結(jié)合起來,使系統(tǒng)性能在數(shù)據(jù)恢復(fù)過程中得到優(yōu)化

23、.由于實際應(yīng)用對系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)的要求不一樣,因此也會使得失效數(shù)據(jù)恢復(fù)的時機各不相同,可以采用立即恢復(fù)或者延遲恢復(fù).立即恢復(fù)(Insta nt Recov ery :立即在熱備份盤上恢復(fù)失效盤上的數(shù)據(jù).從非失效盤上讀出數(shù)據(jù)塊和校驗信息,經(jīng)過異或計算,得出失效盤上的數(shù)據(jù)塊,然后寫到熱備份盤上.直到整個失效盤上的數(shù)據(jù)在熱備份盤上恢復(fù)完畢.這種備份可以減小數(shù)據(jù)丟失的幾率,系統(tǒng)性能可以很快的恢復(fù)到原來的水平.其不足之處在于,如果在進行數(shù)據(jù)熱備份的時候,如 果已圖4立即恢復(fù)和延遲恢復(fù)與平均響應(yīng)時間的關(guān)系Fig.4The r elation of av erag e r espo nse time an

24、d instant da ta r esto r e a nd delay ed data r estor e經(jīng)有大量讀寫I /O 請求指向失效磁盤,由于卷管理模塊會將此I /O 請求變成降級讀寫的I /O 請求,使得磁盤讀寫I /O 請求的數(shù)目大量增加,導(dǎo)致系統(tǒng)負載增加,從實驗數(shù)據(jù)可知用戶的平均響應(yīng)時間超出上限(參見圖4,從而使得整體的性能受到影響.但是數(shù)據(jù)恢復(fù)時間較短,使得超出上限峰值的時間不會很長.因此如果用戶的數(shù)據(jù)是關(guān)鍵性的、對于延遲要求不是很嚴格的話,采用立即恢復(fù)較好,例如數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的事務(wù)處理,用戶的關(guān)鍵文件數(shù)據(jù)等.延遲恢復(fù)(Delayed Recov ery :延遲一定時間,等待用

25、戶I /O 請求較少(小于某個閾值或結(jié)束的時機進行數(shù)據(jù)的熱備份.由于與用戶的I /O 請求沒有什么時間上的重疊,因此可以獲得較好的用戶平均響應(yīng)時間,不會導(dǎo)致平均響應(yīng)時間超出上限(參見圖4.但是也可以從圖中的實驗數(shù)據(jù)看出這種方法由于控制I /O 數(shù)量,將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)恢復(fù)的時間延長,系統(tǒng)運行于降級狀態(tài)的時間比立即恢復(fù)要長許多.如果用戶數(shù)據(jù)是對于延遲要求很嚴格的話,例如網(wǎng)上的視頻流多媒體服務(wù)等實時性要求較高的條件,采用延遲恢復(fù)較好.但是采用延遲恢復(fù)還有需要考慮用戶I /O 閾值的確定和用戶I /O 的監(jiān)測和統(tǒng)計,實現(xiàn)起來更多的系統(tǒng)開銷.因此應(yīng)根據(jù)實際情況,選擇恢復(fù)的時機.此外在數(shù)據(jù)恢復(fù)的過程中,當(dāng)用戶

26、需要讀取失效盤上的數(shù)據(jù),卷管理模塊應(yīng)該首先判斷是否該數(shù)據(jù)已經(jīng)在備份盤上恢復(fù)好.如果沒有,則首先調(diào)用數(shù)據(jù)恢復(fù)進程進行數(shù)據(jù)恢復(fù),然后將結(jié)果提供給用戶進程,同時寫入備份盤;如果數(shù)據(jù)已經(jīng)在備份盤上存在,則應(yīng)該采取重定向讀操作,從備份盤上讀取,這樣可以只需一個讀I /O 請求,不必進行在線數(shù)據(jù)恢復(fù)而花費大量的I /O 操作,所以有效利用這種重定向讀操作一定程度上可以提高系統(tǒng)的性能,減小用戶的響應(yīng)時間.根據(jù)實驗結(jié)果,通過采用重定向讀可使用戶響應(yīng)時間縮短10%20%.當(dāng)失效數(shù)據(jù)全部恢復(fù)完成以后,備份盤已經(jīng)替代了失效磁盤,所以重定向讀操作將不在進行.5結(jié)束語本文針對目前附網(wǎng)存儲結(jié)構(gòu)進行了研究,為了確保數(shù)據(jù)能夠

27、安全有效的存儲,提供必要的容錯機制是非常必要的,但是為了能夠及時恢復(fù)失效數(shù)據(jù),減小數(shù)據(jù)丟失的可能性,還需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法來保證.本文對卷管理模塊中實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)的算法和算法性能進行了分析研究,同時在如何快速恢復(fù)失效盤上的數(shù)據(jù)等問題上作了初步的探討.為了能夠更好的進行數(shù)據(jù)恢復(fù),在緩存管理、數(shù)據(jù)恢復(fù)的時機和如何減小數(shù)據(jù)恢復(fù)對系統(tǒng)性能的影響等方面值得我們進一步進行深入研究和探討.Reference :1Nag le D F,Ganger G R,Butler J,Good son G and Sabol C.Net-w ork s upport for netwo rk -attached s t

28、orage M .Hot Intercon-nects 1999,Augus t 18-20,Stanford University,Stanford,Cal-ifo rnia .2Gar th A Gibs on and Rodney Van M eter.Netw ork attach ed s tor-age architecture J .Communications of th e ACM ,Nov .2000,43(11:3745.3Ch en P M ,Lee E K,Gibs on G A,Katz R H and Patterson D A.RAID :high performance and reliab l