Loading...

Efficient Dual Controller Array Rebuild Architecture for Improving Quality of Service and Availability

Gharaguzlo, Mohammad Mahdi | 2025

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 58454 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Asadi, Hossein
  7. Abstract:
  8. The reconstruction of SSD arrays in enterprise storage systems often incurs significant performance degradation due to resource contention between user I/O requests and reconstruction operations. This study introduces LsTReX, an innovative framework for capturing both short-term and long-term reuse patterns, enhancing performance during reconstruction by accurately predicting I/O access patterns and redirecting read and write requests to a surrogate device. LsTReX maintains data coherency with minimal overhead using a logical-to-physical zone mapping table and sector maps, reducing array reconstruction time by up to 44% while achieving up to 60% IOPS speedup and 25% lower latency compared to existing approaches. The overhead of the proposed architecture in the redirector module is estimated to be 15%, and identifying high-reference areas for a complete day takes less than a minute. Without requiring modifications to RAID algorithms, this framework is well-suited for deployed systems, offering an efficient solution for data centers with diverse workloads and varying reliability requirements
  9. Keywords:
  10. Storage Systems ; Operating System ; Redundant Array of Independent Disks (RAID) ; Solid State Disk Drive ; Outsourcing ; Array Reconstruction

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • تعریف مسئله و اهمیت موضوع
  • مفاهیم اولیه
    • لزوم استفاده از آرایه و انواع آن
      • آرایه نوع صفر
      • آرایه نوع یک
      • آرایه نوع ده
      • آرایه نوع پنج
      • آرایه نوع شش
      • آرایه‌های ترکیبی
    • بازسازی آرایه
      • بازسازی برون‌خطی
      • بازسازی درون‌خطی
    • سیاست‌های حافظه نهان
      • سیاست بهینه
      • اولین ورودی، اولین خروجی
      • کمترین استفاده اخیر
      • کمترین استفاده مکرر
      • قانون آمدال
      • جمع بندی
  • پژوهش‌های مرتبط
    • دسته‌بندی پژوهش‌ها
    • پژوهش‌های مبتنی بر حافظه نهان
    • پژوهش‌های مبتنی بر برون سپاری
    • پژوهش‌های مبتنی بر تغییر الگوریتم آرایه
    • نقص‌های پژوهش‌های پیشین
      • رویکرد یکم: حافظه نهان
      • رویکرد دوم: برون سپاری
      • رویکرد سوم: تغییر الگوریتم
    • جمع‌‌بندی
  • معماری پیشنهادی
    • همگام‌سازی گره‌های سامانه دوگانه
    • تاثیر عملیات بازسازی بر کارایی سامانه
      • ابزار و بارهای کاری استفاده شده
      • بارکاری مصنوعی
      • بارکاری واقعی
    • روند کلی معماری
    • تشخیص داده‌های پرارجاع
    • تخمین دستگاه جانشین
    • جمع‌بندی
  • پیاده‎ سازی و ارزیابی
    • شاخص‌گذاری مناطق و انسجام داده‌ها
      • مدیریت درخواست‌های خوانش
      • مدیریت درخواست‌های نوشت
      • ترجمه آدرس و تنظیم پرچم‌ها
      • انتقال داده‌های جانشین به آرایه اصلی
    • نتایج کارایی و تاخیر سامانه
      • کارایی روش برای هر پنجره زمانی
      • میانگین تمام ساعت‌های
      • دقت تخمین جانشین
      • سربار پیمانه تغییر مسیر
  • نتیجه‌گیری
    • جمع‌بندی
    • ادامه مسیر پژوهش
  • مراجع
  • واژه‌نامه
  • مطالب تکمیلی
    • بارهای کاری مصنوعی تک آرایه
    • بارهای کاری مصنوعی، اثرات بین آرایه‌ای
    • تکمیلی بارکاری واقعی
...see more