容许多个磁盘故障的RAID编码方法研究

随着磁盘阵列规模的增大,同时发生多个磁盘故障的概率将大大增加,单容错编码难以满足应用对高可靠性存储的需求.分析了主要的双容错RAID编码方法及其特点,对各种双容错编码方法的冗余性能进行了比较.给出了一种基于循环置换矩阵构建的能容许三个磁盘故障的MDS交换群阵列码,其编码和解码效率较高,是大规模RAID存储系统的应用方向.     

一种基于DCT的磁盘阵列错误恢复算法

磁盘阵列可以提高磁盘存储系统的容量和数据吞吐量,而且具有容错能力,可以精确重建出错磁盘上的数据,但需要增加大量的磁盘访问开销,因而在恢复错误期间会影响存储系统的有效吞吐量.本文针对静止、活动图像压缩算法的特点,提出了一种客户端的近似图像错误恢复算法.该算法将图像分成若干子图存放在磁盘阵列的不同磁盘上,在单个磁盘失效时,利用DCT块之间的相关性近似恢复图像,从而不增加存储系统的开销.     

网络服务器容错技术

网络服务器通常处理的是关键性任务,不允许信息丢失及异常停机等情况出现,介绍了目前广泛使用的ＲＡＩＤ（廉价磁盘冗余阵列技术）,探讨了双机容错技术和群集技术,给出了典型的应用实例。     

分布式存储系统中容错技术综述

互联网、5G及其相关产业的飞速发展使我们迈入了大数据时代,存储海量数据将面临着巨大挑战。大规模分布式存储系统以其海量存储能力、高吞吐量、高可用性和低成本的突出优势取代了集中式存储系统成为主流系统。由于分布式存储系统中节点数量庞大,经常会产生各种类型故障,从而导致节点失效情况频发。因此,必须采用容错技术来保证在部分存储节点失效的情况下,数据仍然能够被正常读取和下载,具有容错能力且节约存储资源的分布式存储编码成为大数据时代重点研究的核心技术之一。讨论了大数据背景下存储与可靠性的问题,从而引出数据容错对分布式存储的重要性。阐述了传统的2种数据存储容错技术,即多副本机制和MDS码。重点分析了3种主要的分布式存储编码,即再生码(RGC)、局部可修复码(LRC)和Piggybacking编码的基本原理、优缺点以及发展现状。总结对比了这5种数据容错技术的性能差异。面向数据的容错存储,针对存储中的节点修复问题,为大数据和移动数据的分布式存储编码提供理论基础,为海量数据的高效、可靠存储提供技术支撑。     

RAID技术在Linux系统中的研究与实现

RAID技术的合理运用,可以有效利用磁盘的空间,提高服务器的数据容错能力,企业通过Linux系统就可以灵活的实现RAID阵列。本文从初学者的角度出发,在Linux环境中,研究了如何使用RAID技术实现数据的冗余和容错。     

利用空闲空间抗两个磁盘失效的RAID5阵列算法

传统的RAID5阵列存储算法只能保证一个磁盘失效的时候重建数据,本文设计了一种新的RAID5阵列算法,包括储存算法和重建算法,使得在磁盘在使用少于一半空间的情况下,即使有两块磁盘失效,也可以重建数据,即抗2个磁盘失效失效,而当使用大于一半空间的时候,恢复使用传统算法进行存储重建。比较于传统算法,新的算法使RAID5阵列的可容忍磁盘失效数量提高50%,可容忍失效的已存储数据块量提高25%,磁盘空间利用率提高25%。     

利用空闲空间抗两个磁盘失效的RAID5阵列算法

传统的RAID5阵列存储算法只能保证一个磁盘失效的时候重建数据,本文设计了一种新的RAID5阵列算法,包括储存算法和重建算法,使得在磁盘在使用少于一半空间的情况下,即使有两块磁盘失效,也可以重建数据,即抗2个磁盘失效失效,而当使用大于一半空间的时候,恢复使用传统算法进行存储重建。比较于传统算法,新的算法使RAID5阵列的可容忍磁盘失效数量提高50％,可容忍失效的己存储数据块量提高25％,磁盘空间利用率提高25％。     

基于安全预警技术的冗余磁盘阵列系统设计

冗余磁盘阵列简称RAID技术,它是一种采用磁盘阵列方法提高磁盘访问速度、靠增加信息冗余量来提高数据安全性的磁盘存储技术,在小型计算机和服务器中广泛使用.文章针对磁盘阵列管理方式多样性的需求,对磁盘阵列预警技术进行了研究和分析,提出了基于安全预警技术的独立磁盘冗余阵列系统设计,增强了存储系统性能,提高了存储系统扩展性和可靠性.目前该技术已经开始移植到高档微机,并对微机存储体系结构的发展变化产生了非常重要的影响.     

一种新的云存储数据容错存储方式检验方法

云存储中,防止数据丢失的关键是实现文件容错。然而,云存储服务商可能没有提供承诺的容错水平,导致用户蒙受数据丢失和经济损失的双重风险。现有云存储数据容错存储方式检验方法存在服务器预读取欺骗攻击,并且效率低、实用性差,不能达到在一定概率范围内,快速、轻量级地检测出犯规的服务器行为的要求。针对上述问题,该文利用磁盘顺序存取和随机存取的差异性设计了一种远程数据容错存储方式检验方法 随机与顺序访问时间差异化(DRST)方法,其原理是文件块被分散地放在不同磁盘上,读取一个磁盘上顺序存储的文件块比随机读取不同磁盘上的文件块所需的响应时间短。最后,对所提方法进行了严格的理论证明和深入的性能分析,结果表明,所提方法能够快速检验出服务器是否为用户提供了其承诺的容错水平,并且比现有方案更安全,更高效。     

基于LSM树的在线监测数据安全存储系统设计

水电厂在线监测数据对于水电厂设备维护方案的制定和实施具有重要的参考作用,一旦泄露或者丢失,造成的损失将是巨大的。为了保证监测数据的安全性,设计基于日志结构合并树(Log-Structured Merge-Tree,LSM树)的水电厂在线监测数据安全存储系统。该系统由硬件接口层、数据传输层以、数据存储层以及安全功能模块层四部分组成。以LSM树为基础设计数据存储模型,当RAM中的存储量达到限值后,将水电厂在线监测数据从微处理器中的内部存储器RAM转移到后者外部磁盘当中,完成数据存储。为存储模型设置三个安全防护模块,在实现数据存储的同时,保证数据的安全性。结果表明,四个磁盘的写入数据大小始终维持在100 kB以上,磁盘存储空间利用率高于90%,由此说明该系统的存储性能较为优越;检测灵敏度系数在1.0以上,密文的敏感度在10以下,说明水电厂在线监测数据安全性较高,实现了安全存储。     

磁光阵列:一种新型数据存储模式的实现

介绍了一种磁盘与光盘融合数据安全存储的新模式,简称磁光阵列或ORAID（Optical Replicated Arrays of Independent Disks）。ORAID模式包括:将数据同时存储到磁盘模块和光盘模块中;可根据数据的属性信息从磁盘模块中读取数据,在目标磁盘无法被读取时,可根据数据在光盘模块中对应的位置信息,将存储有目标数据的光盘中的数据读入预设的数据缓冲区;将存储有目标磁盘数据的光盘中的数据存储到磁盘模块中更换后的新磁盘中。该模式在使用上像基于硬盘的系统一样方便,读写性能与RAID（Redundant Arrays of Independent Disks）一样;在数据安全方面,无论前端硬盘如何损坏数据都不会丢失,并且在硬盘坏损以及重建过程中保持数据的可提供性;ORAID具有物理层面上的合规性,所存的数据不可更改（WORM,Write Once Read Only）并可在无迁移的情况下长期保存50年以上;ORAID无须额外的备份系统。磁光阵列模式同样适用于固态硬盘与光盘的融合。     

磁盘阵列上虚拟磁盘的管理

随着计算机技术的发展,数据量急速增如,数据管理成为一个研究热点。磁盘阵列的出现极大地改善了数据管理的性能。在使用磁盘阵列时,往往把它划分为多个逻辑磁盘,磁盘的大小不能改变。这种方法降低了磁盘空间的利用效率。为了解决这个问题,可以把磁盘阵列划分为一个或多个共享存储池。每个共享存储池管理多个虚拟磁盘。这些虚拟磁盘共同使用共享存储池的磁盘空间。为了协调多个虚拟磁盘同时向共享存储池读写数据的问题,设计了一个调度算法。使用这种方法,实现了对磁盘阵列的有效管理。     

137 GB以上大硬盘数据丢失现象及其解决方案

介绍了在社会上存在大量的旧机器、旧系统使用137 GB以上大硬盘时出现的数据丢失现象,通过解决48B LBA支持寻址模式来获取旧机器、旧系统对137 GB以上大硬盘的支持。结果证明通过主板芯片组驱程补丁、操作系统补丁、第三方补丁、Ultra ATA-133硬盘加速适配卡的方案处理,是可以解决机器和系统不支持大硬盘的问题。     

一种高速图像采集存储系统的设计

介绍了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)控制的双IDE(集成驱动器电子设备)硬盘高速、大容量图像采集和存储系统,提出了采用乒乓方式对硬盘进行读写控制以提高系统存储速度,系统可以脱机工作也可以联机工作。通过USB2.0数据总线,可以完成系统与计算机之间的数据和命令通信。在该系统的基础上,提出了以硬盘阵列为存储介质的数据采集与存储。     

基于PCI Express总线的SAR回波数据实时记录系统

介绍了一种SAR回波数据的实时记录系统.此系统以普通PC机为开发平台,在其上集成了基于PCI Express(以下简称PCIE)总线的数据传输卡和SCsI RAID控制卡,二者共同控制数据的传输,由多块SCSI硬盘构成的磁盘阵列作为存储设备.PCIE数据传输卡采用PLX公司的专用接口芯片PEX8311来实现PCIE总线的接口逻辑.利用PCIE数据传输卡上两片FIFO数据缓冲区的乒乓切换和PC机内存共享缓冲区的环行存储技术保证了数据的连续接收.SCSI RAID卡基于64 bit,133 MHz的PCI-X总线,控制SCSI硬盘阵列的读写.此系统的稳定记录速度可达到100 Mbyte/s,目前已成功用于某SAR系统的测试中.     

云存储中一种基于布局的虚拟磁盘节能调度方法

 在云存储中,如何有效地调度用户请求到目标磁盘以实现绿色节能存储是一个热点问题.鉴于云存储对节能调度算法提出的新要求,如请求响应时间敏感与对动态优化的限制等,本文提出了一种基于布局的虚拟磁盘节能调度方法.该方法将磁盘阵列动态划分为工作区与就绪区,以工作区为主向用户分发资源,并以未连接虚拟机的虚拟磁盘为单位,根据实时负载情况对虚拟磁盘布局进行动态优化.实验结果表明,这种方法不仅能够降低磁盘阵列的能耗,而且能够有效地缓解响应时间延长的问题,还能够使虚拟磁盘布局达到更高的负载均衡水平.     

Analysis of conditional MTTF of fault-tolerant systems

Mean time to failure (MTTF) is one of the most frequently used dependability measures in practice. By convention, MTTF is the expected time for a system to reach any one of the failure states. For some systems, however, the mean time to absorb to a subset of the failure states is of interest. Therefore, the concept of conditional MTTF may well be useful. In this paper, we formalize the definition of conditional MTTF and cumulative conditional MTTF with an efficient computation method in a finite state space Markov model. Analysis of a fault-tolerant disk array system and a fault-tolerant software structure are given to illustrate application of the conditional MTTF.     

并行多控制器光盘阵列系统

介绍了一种新型的并行多控制器光盘阵列系统。在传统的光盘阵列系统中,往往采用单一控制器控制多驱动器阵列系统,但主机对于连接的驱动器数目有特定限制,对阵列整体性能也有所限制。该系统中采用并行多阵列控制器组成光盘阵列。试验证明,采用该方法设计的光盘阵列相对于传统的光盘阵列系统可以有效地降低系统的复杂程度,取得良好的控制效果。     

Modeling and experimental analysis of the vibrations in hard diskdrives

A combined methodology, based on dynamic modeling and experimental measures, is used to study the vibrations in hard disk drives, in a frequency range up to 1 kHz. A lumped parameter model of the disks/spindle assembly is developed, where only the disk modes coupled with the spindle motion are retained. The proposed model has been validated by comparison with experimental results. Using the model, the sources of axial and radial vibrations measured in a single plate commercial hard disk drive have been explained. Among them are the disk structural resonances, due to compliances in bearings and disks, displacements of the center of mass from the rotation axis and unbalanced magnetic forces. On the other hand, no evidence has been found of the influence of torque disturbances on the measured vibrations