基于I/O重定向的高效Erasure-Coded存储集群重构策略

0 下载量 195 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 1.6MB PDF 举报
本文主要探讨了在线擦除编码存储集群中遇到的一个关键问题:用户I/O请求与重建I/O请求之间存在的I/O干扰,特别是在争夺磁盘和网络带宽资源时。针对这一挑战,研究者提出了一种名为“RAM-RS”的高效I/O重定向重构方案。 RAM-RS的核心思想是利用冗余在生存节点预先分配的主内存中构建一个RS(Reed-Solomon)编码区域。当用户读写请求的目标节点发生故障时,这些请求被重定向到这个RAM-RS区域。这样做的优势在于,由于RS编码的特性,该区域可以快速地处理用户的读写请求,从而减轻了重建节点的压力,减少了重建过程中对磁盘和网络带宽的需求。 首先,RAM-RS通过缓冲区机制将未能写入失败节点的数据暂存于内存中,避免了数据丢失并减小了重建过程的数据量。其次,对于读取请求,如果目标块已损坏,存活节点可以利用其自身的完好数据来协助重建,进一步减少了重建节点的数据重建负担。为了量化这种效率提升,文中构建了两个马尔可夫模型来评估RAM-RS方案在可靠性方面的性能。 通过优化I/O重定向策略,RAM-RS能够在不影响用户体验的同时,提高擦除编码存储集群的整体效率和恢复速度。它有效地平衡了用户服务和集群的重建需求,对于大型分布式存储系统来说,具有重要的实际应用价值。这篇研究论文不仅提供了一个创新的解决方案,也为后续在类似场景下优化I/O管理提供了理论基础和技术参考。