摘要: 闪存整体容量的增加和单位售价的降低，使得基于闪存的固态硬盘阵列的广泛使用成为可能。将固态硬盘替换机械硬盘使用到传统RAID5阵列中，能显著提升系统的性能和可靠性，降低延迟和能耗。传统RAID5阵列系统采用读修改写和读重构写的方式更新数据，在... 展开 闪存整体容量的增加和单位售价的降低，使得基于闪存的固态硬盘阵列的广泛使用成为可能。将固态硬盘替换机械硬盘使用到传统RAID5阵列中，能显著提升系统的性能和可靠性，降低延迟和能耗。传统RAID5阵列系统采用读修改写和读重构写的方式更新数据，在局部条带写入的情况下会造成频繁的校验更新，降低系统的写性能，增加系统的延迟，固态硬盘的擦除次数有限，这种数据更新方式对固态硬盘阵列系统的影响更为严重。频繁的校验更新增加了固态硬盘的写入次数，不仅降低了阵列系统的性能，还缩短了阵列的使用寿命，降低了系统的可靠性。 针对传统RAID5在局部条带写入的情况下造成的频繁校验更新，本文基于固态硬盘阵列系统提出了一种动态条带策略——RADS（Redundant Array of Dynamic Striping）。RADS在传统RAID5静态条带的基础上融入动态条带策略，在保证系统性能的同时，使得固态硬盘阵列系统在局部条带写入时避免了频繁的校验更新。在动态条带策略的设计中，本文加入了全局条带映射表和动态条带映射表，为条带元数据提供了一种新的映射和管理方式。为与传统RAID5固态硬盘阵列的性能进行比较，本文在SSDsim固态硬盘模拟器的基础上同时设计和实现了传统RAID5阵列模拟器和RADS阵列模拟器，并在不同的负载下进行了仿真实验。 对于固态硬盘阵列系统，RADS的设计减少了闪存的写入次数，延长了阵列的使用寿命，提升了阵列的可靠性和写响应。实验结果表明，相比于传统RAID5阵列系统，RADS的写入次数最高减少了48.50％，擦除次数最高减少了30.37％，平均写响应最高减少了57.44％，并且随着阵列中固态硬盘数量和条带深度的增加，RADS在擦除次数和平均写响应上均能表现出性能优势。 收起