RAID5读写性能优化的研究
随着计算机技术的迅猛发展,磁盘存储设备的存取速度已经远远不能匹配CPU的处理速度。为了缩短速度上的差异,目前许多大型服务器的磁盘大多采用RAID技术。RAID5磁盘阵列在一定程度上缩短了I/O请求的响应时间,提高存储系统的I/O性能。如何合理地优化改进RAID5系统读写性能,使其发挥最大的效益,始终是存储子系统关注的焦点。
当前IO存储子系统在实现时都使用各自的缓存系统,这存在着重复的内存拷贝现象,会导致CPU开销的增加,从而降低磁盘阵列I/O性能。为了减少不必要的内存拷贝,对于RAID5上面的读性能优化,采用零拷贝策略加以改进。该方法的核心是在处理IO读请求时,绕开内核系统在驱动层提供的缓存,直接进行数据交互,从而提高系统的访问性能。测试表明,改进后的RAID5系统,同一条带内的读请求提高更为显着。
在多用户小数据访问RAID5系统时,存在着小数据写性能的缺陷。深入Linux内核代码分析研究,发现内核处理写I/O请求会在非满条带写处理时出现磁盘IO等待现象,采用添加辅助缓存策略优化改进RAID5写性能。该策略的核心是内核在处理写请求时,将要计算的新校验信息存放在添加的辅助缓存中,实现了校验信息的计算和数据的读写分离进行,消除了磁盘IO等待时间,从而提升了系统的小写性能。
测试表明,改进后的RAID5系统,在非满条带写的情况下性能优化良好,较好的解决了小写性能差的问题。