希捷瓦记录磁盘评测

分析了可提升磁盘存储密度的瓦记录(SMR)技术的优势及局限性,指出SMR采用部分叠加相邻磁道的方式增大磁盘的面密度,但是这也带来了写覆盖(Write Overlay)问题,即更新某一磁道上的数据时会覆盖相邻磁道上的有效数据,导致瓦记录磁盘(SWD)无法支持原地更新,使其非顺序写性能受到影响。为了促进该技术的应用,通过Fio和Filebench测试工具,对SMR技术的代表性产品——希捷瓦记录磁盘(SSWD)做了比较全面的测试,并对多种应用场景下SSWD的性能做了详细的测试和分析,以便为SSWD在数据中心的应用提供重要的参考。

高性能混合结构的瓦记录磁盘系统的设计与实现

对新的磁记录技术——瓦记录(SMR)进行了性能分析,针对SMR叠瓦式的磁道布局方式严重限制了其随机写性能,希捷公司的瓦记录磁盘(SSWD)在磁盘内部使用持久缓存虽能解决SMR叠瓦特性导致随机写访问受限,但其在持续随机写入的情景下性能表现很差的问题,设计了一种结合固态硬盘(SSD)的混合瓦记录磁盘(HSWD)结构;使用SSD作为持久缓存,实现了全相联和组相联两种持久缓存到本地存储的映射策略,以及三种持久缓存回收策略——LRU、FIFO和MOST,并通过试验和理论分析分别对比了两种映射策略和三种回收策略。最后,通过测试对比HSWD、SSWD和Flashcache的性能,结果表明,HSWD较SSWD和Flashcache在持续随机写性能上有了明显提升,例如在回放hm0的测试中,HSWD的性能较SSWD提升2.25倍,较Flashcache提升1.32倍。

基于SSD-SMR混合存储的LSM树键值存储系统的性能优化

大数据对存储系统的可扩展性、性能和成本等方面提出了更高的要求。瓦记录(Shingled Magnetic Recording,SMR)硬盘由于存储密度高、价格便宜,正逐步被广泛应用于大数据存储系统。但是,SMR硬盘的随机写性能较差,与快速的基于闪存的固态硬盘(Solid State Drive,SSD)一起构成混合存储时可以显著提升性能。同时,基于写优化的日志结构合并(Log-Structured Merge,LSM)树的键值存储已被广泛应用于许多NoSQL系统,如BigTable,Cassandra和HBase等。因此,如何基于新型的SSD-SMR混合存储构建出高性能的LSM树键值存储系统是一个具有很大研究价值的问题。首先建立基于SSD-SMR混合存储的LSM树键值系统的性能模型,然后针对SSD和SMR的硬件特征以及LSM树键值存储的软件特点,设计了一套面向SSD-SMR混合存储进行性能优化的LSM树键值存储系统,并基于LevelDB实现了该系统。在仅仅使用0.4%~2%空间的SSD的情况下,所提方法可以使SSD-SMR混合存储方案比普通磁盘方案的随机写性能提高20%,随机读性能提高5倍。