Loading...

Evaluation of Synchronization Mechanisms of Dual HW-RAID controllers in Data Storage Systems

Gerami Diznab, Mohamad Hossein | 2024

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 57385 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Asadi, Hossein
  7. Abstract:
  8. Using single RAID HW-Controller in data storage systems can become a single point-of-failure. Hence, it will affect system availability. As a result, in enterprise-class storage systems, utilizing dual-HW-Controller architecture for managing redundant array of independent disks is prevalent to enhance performance and reliability. Employing such architecture, however, faces major challenges. One of these challenges is the synchronization of dual-HW-based controllers in case RAID arrays revealing erratic behaviours. No thorough study has been done for evaluating dual-controller architecture synchronization mechanisms and its performance. In this thesis, different configurations of enterprise dual-HW-Controller is reproduced to evaluate system performance based on synchronization mechanisms. Reproduced configurations are as following: a) evaluation of handling write operations on RAID Arrays from dual distinct paths, b) dual-controller based rebuild mechanism of hot-spare disks in case of RAID Array disk failure, and c) synchronizing dual HW-RAID-controllers to be written from dual paths. Finally, based on prior evaluations, implementations are done to enhance synchronizing mechanisms. Our implementations are also integrated into Linux operating system for enterprise class data storage systems including dual HW-RAID controllers
  9. Keywords:
  10. Data Storage ; Hardware Redundant Array of Independent Disks (RAID)Controller ; Availability ; Redundant Array of Independent Disks (RAID) ; Synchronization ; Configuration ; Single-Point-Of-Failure ; Dual Controller

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • تعریف مسئله
    • اهداف پژوهش
    • ساختار پایان‌نامه
  • مفاهیم اولیه
    • آشنایی با مفهوم ذخیره‌سازی در سطح بلوک
      • اهمیت ذخیره‌سازی در سطح بلوک
      • معماری پایه‌ شبکه‌ ذخیره‌سازی داده و ادوات تشکیل‌دهنده
    • معرفی و کاربرد کنترل‌کننده‌ آرایه‌ای
      • معرفی سازوکار نواربندی و آرایه دیسک‌های افزونه RAID-0
      • معرفی سازوکار آینه‌سازی و آرایه RAID-1
      • معرفی سازوکارهای ترکیبی و آرایه‌های RAID-5 و RAID-6
      • معرفی آرایه‌ RAID-10
      • معرفی آرایه‌ RAID-50
      • معرفی آرایه RAID-60
    • قابلیت اطمینان معماری پایه سامانه ذخیره‌سازی داده
      • منشا خرابی در سامانه ذخیره‌سازی داده فاقد افزونگی
      • معرفی معماری سامانه ذخیره‌سازی داده شامل افزونگی
      • سازوکار استفاده از دوکنترل‌گر آرایه‌ای در سامانه ذخیره‌سازی داده
      • مفهوم همگام‌سازی در سامانه ذخیره‌سازی داده شامل دو کنترل‌گر آرایه‌ای
  • کارهای مرتبط پیشین
  • ارزیابی اولیه و چالش‌های همگام‌سازی
    • مفاهیم پایه‌ پیکربندی در کنترل‌گر آرایه‌ای
      • مفهوم وضعیت عادی دیسک در آرایه
      • مفهوم پیکربندی نامعلوم در آرایه
      • مفهوم پیکربندی برون‌خط
      • مفهوم استفاده از دیسک یدک در آرایه
      • مفهوم پیکربندی بازسازی یک دیسک در آرایه
      • مفهوم پیکربندی خارجی دیسک‌های آرایه
    • چالش‌های همگام‌سازی پیکربندی‌های دوکنترل‌گر آرایه‌ای
      • چالش همگام‌سازی دو کنترل‌‎گر آرایه‌ای پس از ساختن آرایه
      • چالش همگام‌سازی دو کنترل‌‎گر آرایه‌ای در صورت حذف کردن آرایه
      • چالش همگام‌سازی دو کنترل‌‎گر آرایه‌ای هنگام خرابی دیسک آرایه
      • چالش همگام‌سازی دو کنترل‌‎گر آرایه‌ای هنگام بازسازی دیسک یدک
      • چالش همگام‌سازی دو کنترل‌‎گر آرایه‌ای درصورت خارجی تشخیص داده شدن پیکربندی دیسک‌ها توسط یک کنترل‌گر
    • معرفی گروه حجمی و چالش‌های همگام‌سازی مربوطه
      • معرفی طرح مدیریت حجم منطقی در لایه سیستمی
      • معرفی مفهوم گروه حجمی یا مخزن در معماری مدیریت حجم منطقی
      • چالش‌های همگام‌سازی گروه حجمی در دوکنترل‌گر آرایه‌ای
      • چالش همگام‌سازی آرایه‌های حافظه‌ نهان مبتنی بر دوکنترل‌گر آرایه‌ای
  • معرفی معماری و ‌سازوکارهای همگام‌سازی کنترل‌گرهای آرایه‌ای دوگانه
    • معماری و سرویس همگام‌سازی کنترل‌گرهای آرایه‌ای سخت‌افزاری
    • نحوه عملکرد سرویس مبتنی بر لایه سیستمی
      • سازوکار ساخت آرایه توسط سرویس مربوطه
      • سازوکار حذف آرایه توسط سرویس مربوطه
    • سازوکار همگام‌سازی دیسک یدک در آرایه تنزل‌یافته
      • الگوریتم تخصیص دیسک یدک به یک آرایه یا گروه حجمی
      • مدیریت شروع بازسازی دیسک یدک در آرایه تنزل‌یافته
      • الگوریتم مدیریت دیسک‌های یدک درحال بازسازی
    • مساله از مدار خارج شدن یک گره و تشخیص آن توسط سرویس
    • الگوریتم مدیریت رفتارهای غیرقابل پیش‌بینی توسط سرویس
  • ارزیابی معماری با سرویس طراحی‌شده و نتیجه‌گیری
    • نحوه ارزیابی معماری سامانه ذخیره‌سازی شامل دوکنترل‌گر آرایه‌ای و سرویس مربوطه
      • نحوه ارزیابی معماری و سرویس هنگام ساخت و حذف آرایه
      • نحوه ارزیابی معماری و سرویس مربوطه هنگام تخصیص دیسک یدک و مدیریت بازسازی
    • خروجی ارزیابی سامانه ذخیره‌سازی داده و سرویس مذکور از دیدگاه قابلیت اطمینان و تحمل‌پذیری خطا
      • قابلیت اطمینان و تحمل‌پذیری خطای معماری و سرویس مربوطه
      • نقطه مقابل قابلیت اطمینان معماری و سرویس مربوطه
      • سناریوهای ارزیابی معماری و سرویس مربوطه با رویکرد قابلیت اطمینان و تحمل‎‌پذیری خطا
    • نتیجه‌گیری
    • کارهای آتی
  • مراجع
  • واژه‌نامه
...see more