摘要
随着计算机应用和网络技术的迅猛发展，各种数据信息正在以难以置信的速度急剧增加。信息技术的飞速发展成就了海量存储的发展，并为其提供了潜在的巨大发展空间。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》关于“信息技术和现代服务业”内容中，提出要加强对海量存储技术的研制与开发。在不大幅增加存储成本的情况下实现存储容量扩充、确保数据安全可靠、提高磁盘的存储速度成为计算机存储应用领域研究的重点。 独立冗余磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks, RAID）技术为上述计算机存储应用领域的难题提供了一种行之有效的解决方案。RAID采用数据分块和交叉存取技术，使得阵列中的各个磁盘控制器高度并行工作，可以显著地提高访问速度。同时针对存储系统的不同应用领域，可采用多种数据冗余技术保证存储数据的安全可靠。 RAID系统实现有硬件和软件两种方式。硬RAID方式在存储扩容时需要很高的升级代价，而软RAID在存储扩容时升级代价较低。基于此，本文针对基于Linux的软RAID系统进行分析并运用Disk-Based-XOR算法设计实现了一种高性能的软RAID系统，提升了RAID5 读－修改－写的性能。 本文首先介绍了海量磁盘存储和RAID系统的发展现状及RAID技术的应用前景，并指出本文的主要研究工作。随后分析了软RAID5 的实现机理及其采用的容错技术。在此基础上，就软RAID5 在Linux系统平台下应用的算法展开研究，并引入Disk-Based XOR算法进行改进。同时指出衡量RAID5 性能的指标及其主要影响因素。本文还集中研究了Linux平台基于分区的软RAID5 系统的实现过程，通过改写与重编译Linux核心文件，成功加载Disk-Based XOR 算法。以加载Linux下自带RAID5 默认算法的RAID5系统为性能对比参照，对加载Disk-Based XOR算法的RAID5 系统运用Bonnie与Iozone系统测试工具进行性能对比测试。通过分析测试结果，论证了软RAID5 系统加载Disk-Based XOR算法确实能在一定程度上提升存储系统的整体性能。 研究成果为提升磁盘阵列存储设备读写性能，提供了系统的研究方法和丰富的实验结论，对进一步完善以RAID技术为核心的海量磁盘存储具有重要指导意义。
NETL