S-RAID的数据布局是静态的,仅能提供恒定的局部并行度,适合比较平稳的工作负载,不能根据波动负载、突发负载的性能需求动态调整。对于上述复杂负载,S-RAID需要根据峰值负载的性能需求确定局部并行度,然而该并行度对于基本负载显然是过剩的。这种性能过剩会导致额外能耗,并且随着波动、突发负载强度的增大而显著增加。
在实际应用中,很多连续数据存储应用都存在较强的波动负载或突发负载。以视频监控为例,当系统中各摄像机的工作时间、分辨率(D1和高清,对应的传输码率分别为2 Mb/s、2 MB/s)不同时,就会产生较高强度的波动负载。例如某监控系统包含16台高清摄像机,根据监控点的不同需求,8台摄像机白天工作12 h,另8台摄像机全天工作24 h,此时白天、夜间的基本存储带宽需求分别为32 MB/s(16×2 MB/s)和16 MB/s(8× 2 MB/s),波峰存储带宽是波谷存储带宽的2倍。另外在CDP应用中,前端被保护系统不同时段内写数据量的显著不同(例如银行、电商、票务等系统在8:00—22:00点间的交易记录通常显著高于其他时段),也会导致后端的CDP系统中出现较强的波动负载。
可以通过增加辅助存储设备,如日志盘、SSD等作为缓存,提高S-RAID适应波动负载、突发负载的能力,但对于较强的上述负载,该措施并不可行。例如上述视频监控,负载不仅波动幅度大,而且波动周期足够长(12小时),需要大容量缓存设备。采用磁盘缓存不仅增加硬件成本,还会引入额外功耗;采用SSD缓存虽然功耗低,但大量使用会显著增加成本。另外,深度数据缓存会极大增加数据丢失的概率,缓存设备通常没有容错机制,而为缓存设备增加容错机制,又将进一步增加硬件成本和功耗。(www.daowen.com)
为此,本文提出一种面向连续数据存储的动态节能数据布局(Dynamic Energy-Efficient Data Layout,DEEDL)。DEEDL继承了局部并行节能策略,在此基础上采用地址映射机制,为上层应用动态分配满足性能需求的、局部并行的存储空间。DEEDL既可保证多数磁盘长时间待机节能,又能提供合适的局部并行度,因此具有更高的可用性以及更高的节能效率。
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