文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
双控制器磁盘阵列数据同步通道中的高速传输技术研究
姓名:马霈
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:陈俭喜
2011-01-16
华中科技大学硕士学位论文
摘要1
当今信息存储对于各行业的重要性日益明显,对存储软硬件的容量增长、可靠
性和高效性等都提出了新的要求和挑战。在信息存储领域,磁盘阵列技术从产生起
就一直发挥着重要的作用。双控制器磁盘阵列是一项提高磁盘阵列控制器可靠性的
技术,通过控制器的冗余机制,保证了在单台控制器出现故障的情况下,系统仍能
对外提供不间断服务,也避免造成用户的重要数据丢失和损坏。
双控制器磁盘阵列运行时,其中一个磁盘阵列控制器需要维护另外一台控制器
的缓冲区数据镜像,涉及大量的数据传输工作,因此控制器之间的高速数据同步通
道对磁盘阵列系统的效率有重要的影响。
设计了双控制器磁盘阵列数据同步通道的高速数据传输方案。数据同步通道在
Linux 内核态的 SCST(SCSI Target Mid-level for Linux)的 I/O 处理层之下运行,传输
的对象是控制器的缓存数据。设计包括基于不同软件协议栈和硬件设备的两种方案。
第一种方案是基于 TCP/IP 协议的万兆以太网通道,使用内核态的套接字通信实现控
制器之间高速数据传输。第二种方案通过 PCIe 通道映射远端服务器的内存地址空间,
使用 DXH510 主机适配器和 CX4 铜缆数据传输线作为底层传输介质。
数据传输通道的性能测试结果显示,万兆以太网通道和 PCIe 通道两种方案
都达到较高的传输性能,其中使用巨型帧技术的万兆以太网通道方案的传输效
率达到 90%以上。

关键词:磁盘阵列,双控制器,数据同步通道

1 本文的研究工作受 863 项目(2008AA01A401)和博士点基金项目(20070487083)资助
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract2
Nowadays information storage has e more and more important, and all of this
poses new challenges of storage capacity of hardware and software, high reliability,
efficiency. RAID (Redundant Array of Independent Disk) technology played an important
role in the field of information storage. Dual-controller RAID is an important technology
to improve RAID reliability. If one single controller fails, the system can still provide
continuous service, and avoid user data loss or corruption.
During dual-controller RAID in the working process, one controller needs to
maintain additional mirrored cache data of the other controller, and this involves a great
amount of data transfer, so the high-speed data synchronization channel between RAID
controllers plays a vital role in the Dual-controller RAID system.
We design the high-speed transfer plan for the data synchronization channel of
dual-controller RAID system. Data synchronization channel transfers the controller’s
cache data in the Linux kernel mode. This includes two munication
implementations. The first implementation