符合I_2O规范的RAID系统设计与硬件设备模块完成

1.绪论

        1.1研究背景1.1.1.服务器技术发展趋势网络时代为服务器的应用提供了广阔的空间。尽管目前不断开发出新技术(包括ATM，快速以太网，光纤通道等)用来为用户改善网络I/O性能。然}fn事实上，这些高速网络技术正在加剧系统的I/O性能的不平衡，导致网络服务器的数据流量和计算强度急速增大。}fn网络的快速发展对服务器提出了更高的要求，网络服务器的性能也很大程度上影响、制约了网络的进一步的发展。系统平衡对十优化整体系统性能非常重要。主机处理器、局部存储器和I/O设备必须协同工作才能为最终用户提供一个有效的工作环境。如果系统的某一方面成了瓶颈，系统的整体性能必定会受到影响。}fn就目前来石‘，I/O设备的发展远远比不上处理器的发展。在客户机/服务器计算环境中，这一点尤为突出。因为该环境中最终用户对数据的依赖性强，并需要与网络上的其它用户进行通讯。为了适应网络发展对服务器新的需求，则必须首先设法改善它的薄弱环节，I/O性能。

        [1]1.1.2.智能输入输出(IntelligentI/O)技术I20CIntelligentI/O)是一种架构的规范，一方面，它是针对I20子系统}fn设计的一种规范:另一方面，它也为具有独立微处理器的I20设备定义了一种新的驱动程序模型。在硬件设备上，I20规范提出的I20设备将是一种发展趋势。尤其是在中低端网络服务器中。当设备的中断密集型I/O处理成为瓶颈时，最直接也是最有效的办法就是提高I/O设备上芯片的处理能力，必要的话就需要专用的I/O微处理器。}fn目前微处理器技术的快速发展也使得这个成为可能。因此，I20规范定义的I20体系结构能够把主机从这些I/O任务中解放出来，极大地改善系统的I/O性能。与I20兼容的系统将更有效地满足范围广泛的高带宽应用程序，以满足服务器技术发展对I/O性能的要求作为一个软件架构规范，I20还提供了一种极具发展前景的设备驱动程序模式。这种驱动模式很有可能将替代传统的程序结构}fn成为将来设备驱动的主流。I20规范的目的是提供一种开放的、基十标准的方法，既能改进现有的驱动程序，同时又为新一代可移植、I20解决方案的快速发展提供一个框架。[2]如果这种I20架构能够得到使用和推广，将有以下好处:[3]1}降低120平台开发商的产品开发和维护成本，并能支持多种操作系统。2)将120硬件开发与驱动程序软件开发分开，有望实现并行。3)由十驱动程序模块按照功能被分割开，所以简化了设备驱动程序的测试流程。4)由十120子系统与主机操作系统相分离，更容易对错误进行诊断和恢复。增强了系统的管理能力和容错能力。5)I/O核心操作从主机操作系统转移到12。子系统，所以能够大大提高系统性育b。6)对未来的v0技术和总线连接，有良好的可扩展性。

        1.1.3.RAID技术RAID(RedundantArrayofInexpensiveDisks或RedundantArrayofIndependentDisks)是1988年由David.A.Patterson教授在美国加州大学伯克利分校提出来。中文称为廉价兀余磁招‘阵列，或者为独立兀余磁招‘阵列。事实上，可以把RAID理解成一种使用磁招‘驱动器的方法，它将一组磁招‘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁招‘驱动器来使用。RAID的实现对用户操作与访问来说是透明的。[4]RAID与一般的存储介质相比有两个很明显的优点:[5]1)传输速率高使用RAID技术，可以同时对多个磁招‘驱动器并行传输数据。Ifn这些磁招‘驱动器在逻辑上又是一个磁招‘驱动器，所以使用RAID可以达到单个的磁招‘驱动器几倍几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID最初想要解决的问题之一。