Анализ и оценка производительности дисковых систем сетей хранения данных

• Автор: Архангельский, Андрей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил

Содержание
Введение

Глава. Обзор дисковых систем.

1.1. Тенденции развития систем хранения данных

1.2. Существующие стандарты I.

1.2.1. Основные определения

1.2.2. Классификация существующих I систем

1.2.3. I0 Без избыточности.

1.2.4. I1 Зеркалирование.

1.2.5. I2 Код Хэмминга.

1.2.6. 13 Четность с чередованием битов

1.2.7. I4 Четность с чередованием блоков.
1.2.8. I5 Чередованием блоков с распределенной четностью .
1.2.9. I6 Защита кодом РидаСоломона.
1.3. Практическая реализация масснвов.
1.4. Сети хранения данных
1.5. Интерфейсы сетей хранения данных
1.6. Существующие дисковые интерфейсы
1.6.1. Интерфейс .
1.6.2. Интерфейс I
1.6.3. Интерфейс .
Выводы
Глава 2. Сравнение и анализ дисковых массивов
2.1. Надежность дисковых массивов
2.2. Эффективная емкость дисковых массивов.
2.3. Производительность Iмассивов
Выводы
Глава 3. Универсальная модель снстем
3.1. Модель жесткого диска.
3.2. Модель 15.
3.3. Обобщение модели на другие типы Iмасеивов.
3.3.1. Модель массива I0.
3.3.2. Модель массива I1.
3.3.3. Модель массива I2.
3.3.4. Модель массива I3.
3.3.5. Модель массива I4.
3.3.6. Модель массива I6.
3.4. Исследование модели.
Выводы
Глава 4. Аналитическая оценка производительности.
4.1. Оценка производительности одиночного диска
4.2. Верхняя оценка производительности дискового массива.
4.2.1. Производительность массива I0.
4.2.2. Производительность массива I1.
4.2.3. Производительность массива I3
4.2.4. Производительность массива 14
4.2.5. Производительность массива I5
4.2.6. Производительность массива I6
4.2.7. Производительность массива I2
4.3. Имитационная модель
4.4. Экспериментальная проверка результатов.
4.4.1. Экспериментальная система.
4.4.2. Измерение производительности массивов 15 и I0.
4.5. Анализ результатов.
4.6. Границы применимости модели
Заключение.
Литература


Москва, МГИЭМ, ), -й Международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (г. Рязань, РГРА, ). Публикации. По теме диссертации имеется 5 публикаций. Структура и объем диссертации. Диссертация имеет объем 7 страниц, состоит из четырех глав и списка литературы из 6 наименований, содержит рисунков. Глава 1. В настоящее время наиболее распространенными устройствами долговременного хранения данных в компьютере являются жесткие диски. Несмотря на обилие различных технологий долговременного хранения данных, таких как магнитные ленты, магнитные и магнитооптические диски, диски СО-ЯОМ и ОУО-ЯОМ. Емкость жестких дисков последние лет росла со скоростью % в год и в настоящее время достигает 0Гбайт [], [], []. Однако именно диски все чаще являются препятствием на пути повышения производительности и надежности вычислительных систем из-за своего относительно невысокою быстродействия и надежности по сравнению с другими элементами системы. Еще одной проблемой является управление все возрастающими объемами хранимых данных []. В эпоху мэйнфреймов и больших ЭВМ хранение данных было централизовано, и все устройства хранения данных были подключены к центральной ЭВМ и постоянно находились под контролем и управлением технических служб. С переходом к клиент-серверным и распределенным вычислениям связано появление целого ряда проблем. Информация, которая прежде была централизована, сейчас распределена по вычислительной сети и часто плохо управляется и обслуживается. Новым эффективным методом организации хранения и доступа к большим объемам данных в крупных гетерогенных вычислительных комплексах являются сети хранения данных (Storage Area Network - SAN) [],[],[]. Отчасти сети хранения данных можно рассматривать как развитие высокоскоростных шин ввода вывода, перешедших на качественно новую ступень, где использование таких устройств как концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы позволяет строить сетевую инфраструктуру, аналогичную локальной вычислительной сети (ЛВС). Однако первые предпосылки для появления дисковых массивов появились много лет назад. Постоянное совершенствование технологий производства полупроводниковых элементов делает возможным создание все более быстрых микропроцессоров и оперативной памяти больших объемов, что требует более объемных и производительных систем внешней памяти. Влияние развития микропроцессоров на системы внешней памяти имеет количественный и качественный аспекты. Для иллюстрации этого закона рассмотрим пример. Пусть система тратит % времени на операции ввода/вывода. В этом случае при ускорении процессора в раз общий рост производительности системы по закону Амяала составит только 5 раз. К сожалению, в то время как производительность ШБС-процессоров растет в среднем на - % в год [3], время доступа накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД), зависящее исключительно от совершенства механической системы, улучшается только на 5% в год []. В то же время, скорость чтения данных с поверхности диска, зависящая как от механических элементов, так и от плотности записи на магнитном носителе, увеличивалась в среднем на % в год. В таблице 1. Производительность процессоров (СРП) приводится в ГЬОРЯ - общепринятой единице измерения производительности процессоров. Таблица 1. ТКЬОРБ 8. Предполагая, что тенденции развития полупроводников и дисковой памяти останутся прежними, . Помимо количественного, есть и нс мснсс важное качественное влияние, побуждающее к созданию емкой высокопроизводительной внешней памяти. Рост производительности микропроцессоров открывает новые области применения вычислительных систем и существенно расширяет возможности существующих приложений. В частности, все большее распространение получают мультимедийные приложения, включая обработку видеоизображений в реальном времени. В таких областях, как системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы научных расчетов высокопроизводительные микропроцессоры позволяют обрабатывать все возрастающие объемы данных.