CN103365601A - 基于龙芯3a处理器的云存储系统 - Google Patents

基于龙芯3a处理器的云存储系统 Download PDF

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吴登勇
牛玉峰
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Shandong Chaoyue Numerical Control Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于龙芯3A处理器的云存储系统，属于一种网络存储技术领域，该云存储系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括存储控制器主板、中板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块，存储控制器主板采用龙芯3A处理器，存储控制器主板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块均连接在中板上，存储控制器主板连接IO板；软件系统架构从上到下分为存储管理层、存储支撑层、平台支持层和硬件平台层四个层次。本发明的基于龙芯3A处理器的云存储系统和现有技术相比，基于国产处理器龙芯3A，即可满足用户数据安全可靠，在性能上又能达到行业现有性能水平。

Description

基于龙芯3A处理器的云存储系统
 
技术领域
　　本发明涉及一种网络存储技术领域，具体地说是基于龙芯3A处理器的云存储系统。
背景技术
随着云计算技术的发展，越来越多的企业组织以及数据中心将采用云计算技术，提供云技术服务。云计算把原来存储在终端机上的系统、数据和程序搬移到云端上，即所谓的云存储，云存储需要大量的网络存储设备和系统。而现有的大量使用的网络存储系统都是基于国外处理器和存储系统方案，云存储解决的存储数据的问题，更需要解决的是安全的问题。云计算现在一个比较大的担忧就是安全问题。
龙芯3A处理器是中国第一个具有完全自主知识产权的四核CPU，龙芯3A处理器采用的是RISC架构，兼容MIPS指令,原生四核设计，内含两条HT PHY超传输总线，采用65nm（纳米）工艺，主频1GHz，晶体管数目4.25亿个， 单颗龙芯3A的最大功耗为15W，一台刀片服务器功耗也仅为110W（两颗龙芯3A处理器,16GB内存,1块250GB硬盘,两块1000Mbps网卡等），理论峰值为16Gflops，每颗CPU单瓦特能效比1.06Gflops/W，是目前X86 CPU的2倍以上，达到了世界先进水平。龙芯3A具备专门服务于Java程序的协处理器（以提高Linux环境下Java程序的执行效率），指令缓存追踪技术等。其内部集成两个DDR2/DDR3内存控制器，支持双通道内存，单颗龙芯3A处理器支持四根DIMM内存插槽。龙芯3号多核CPU是通用cpu,其系列产品定位服务器和高性能计算机应用。
发明内容　　
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种采用国产处理器平台，从最底层保证了整个存储基础设施的安全性的基于龙芯3A处理器的云存储系统。
本发明采用国产处理器平台，但是国产处理器龙芯3A的处理器IO性能和国外同类处理器性能要差，为了弥补存储性能的差距，需要对网络存储软件性能进行相应的优化，在性能达到相同水平。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该云存储系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括存储控制器主板、中板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块，存储控制器主板采用龙芯3A处理器，存储控制器主板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块均连接在中板上，存储控制器主板连接IO板；软件系统架构从上到下分为存储管理层、存储支撑层、平台支持层和硬件平台层四个层次，前三个层为软件平台层，在这三个层次中根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作。
IO板承载FC卡和ISCSI卡，ISCSI卡可以使用双绞线和光纤两种类型介质传输。
软件系统的存储管理层为基于PHP的Web管理界面层；软件系统的存储支撑层包括ISCSI服务、Libdevmapper库、Mdadm，其中Libdevmapper库包括LVM2、Dmraid；软件系统的平台支持层包括VFS文件系统层、块设备层、设备驱动层，其中块设备层使用ISCSI协议和TCP/IP协议，包括DeviceMapper层和Multi Device层。
存储管理层、存储支撑层、平台支持层根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作，移植方法如下：
（1）、在linux内核配置相关DeviceMapping和Multi Device的支持，前者实现对LVM的支持，即逻辑卷管理；后者实现对RAID的功能的支持，实现数据的冗余功能；
（2）、在linux内核配置网络冗余Bonding的支持，以实现网络链路聚合功能，提供网络冗余；
（3）、在linux内核配置ISCSI协议的支持，同时需要编译ISCSI驱动，启动ISCSI存储服务，对外提供ISCSI存储服务功能；
（4）、在linux内核配置Udev、Lvm2、Dmraid、Madmin工具，实现对逻辑卷和数据冗余的管理；
（5）、编译加载存储芯片驱动，移植php Web管理程序，调用上述工具实现原理管理存储功能，同时提供用户认证功能；
（6）、优化ietd软件，增加内存cache，读写数据都首先在cache中查找，若命中首先读写内存cache，然后再读写硬盘。
云计算的存储功能部署需要通过网络配置相应的功能，配置过程如下：
（1）、在相应存储盘建立相应RAID，支持0,1,5,6 ,10级别；
（2）、添加物理卷、卷组、逻辑卷；
（3）、启动优化的ietd服务；
（4）、启动bonding功能，增加网络冗余和网络性能；
通过FC或ISCSI接口与云计算服务器连接，在云计算服务器通过initiator发起对云存储系统的访问，最后映射为硬盘，进行分区和格式化；至此云计算的存储功能部署完成。
    本发明的基于龙芯3A处理器的云存储系统和现有技术相比，基于国产处理器龙芯3A，即可满足用户数据安全可靠，在性能上又能达到行业现有性能水平；因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
    下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为基于龙芯3A处理器的云存储系统的硬件系统结构框图；
附图2为基于龙芯3A处理器的云存储系统的软件系统结构框图。
具体实施方式
    下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的基于龙芯3A处理器的云存储系统，该云存储系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括存储控制器主板、中板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块，存储控制器主板采用龙芯3A处理器，存储控制器主板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块均连接在中板上，存储控制器主板连接IO板；软件系统架构从上到下分为存储管理层、存储支撑层、平台支持层和硬件平台层四个层次，前三个层为软件平台层，在这三个层次中根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作。
IO板承载FC卡和ISCSI卡，ISCSI卡可以使用双绞线和光纤两种类型介质传输。
软件系统的存储管理层为基于PHP的Web管理界面层；软件系统的存储支撑层包括ISCSI服务、Libdevmapper库、Mdadm，其中Libdevmapper库包括LVM2、Dmraid；软件系统的平台支持层包括VFS文件系统层、块设备层、设备驱动层，其中块设备层使用ISCSI协议和TCP/IP协议，包括DeviceMapper层和Multi Device层。
存储管理层、存储支撑层、平台支持层根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作，移植方法如下：
（1）、在linux内核配置相关DeviceMapping和Multi Device的支持，前者实现对LVM的支持，即逻辑卷管理；后者实现对RAID的功能的支持，实现数据的冗余功能；
（2）、在linux内核配置网络冗余Bonding的支持，以实现网络链路聚合功能，提供网络冗余；
（3）、在linux内核配置ISCSI协议的支持，同时需要编译ISCSI驱动，启动ISCSI存储服务，对外提供ISCSI存储服务功能；
（4）、在linux内核配置Udev、Lvm2、Dmraid、Madmin工具，实现对逻辑卷和数据冗余的管理；
（5）、编译加载存储芯片驱动，移植php Web管理程序，调用上述工具实现原理管理存储功能，同时提供用户认证功能；
（6）、优化ietd软件，增加内存cache，读写数据都首先在cache中查找，若命中首先读写内存cache，然后再读写硬盘。
云计算的存储功能部署需要通过网络配置相应的功能，配置过程如下：
（1）、在相应存储盘建立相应RAID，支持0,1,5,6 ,10级别；
（2）、添加物理卷、卷组、逻辑卷；
（3）、启动优化的ietd服务；
（4）、启动bonding功能，增加网络冗余和网络性能；
通过FC或ISCSI接口与云计算服务器连接，在云计算服务器通过initiator发起对云存储系统的访问，最后映射为硬盘，进行分区和格式化；至此云计算的存储功能部署完成。
    除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1. 基于龙芯3A处理器的云存储系统，其特征在于该云存储系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括存储控制器主板、中板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块，存储控制器主板采用龙芯3A处理器，存储控制器主板、存储板、电源模块、IO板、风扇模块均连接在中板上，存储控制器主板连接IO板；软件系统架构从上到下分为存储管理层、存储支撑层、平台支持层和硬件平台层四个层次，前三个层为软件平台层，在这三个层次中根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯3A处理器的云存储系统，其特征在于IO板承载FC卡和ISCSI卡，ISCSI卡可以使用双绞线和光纤两种类型介质传输。
3.根据权利要求1所述的基于龙芯3A处理器的云存储系统，其特征在于软件系统的存储管理层为基于PHP的Web管理界面层；软件系统的存储支撑层包括ISCSI服务、Libdevmapper库、Mdadm，其中Libdevmapper库包括LVM2、Dmraid；软件系统的平台支持层包括VFS文件系统层、块设备层、设备驱动层，其中块设备层使用ISCSI协议和TCP/IP协议，包括DeviceMapper层和Multi Device层。
4.根据权利要求1或3所述的基于龙芯3A处理器的云存储系统，其特征在于存储管理层、存储支撑层、平台支持层根据体系结构、平台硬件和操作系统的差异进行相应的移植工作，移植方法如下：
（1）、在linux内核配置相关DeviceMapping和Multi Device的支持，前者实现对LVM的支持，即逻辑卷管理；后者实现对RAID的功能的支持，实现数据的冗余功能；
（2）、在linux内核配置网络冗余Bonding的支持，以实现网络链路聚合功能，提供网络冗余；
（3）、在linux内核配置ISCSI协议的支持，同时需要编译ISCSI驱动，启动ISCSI存储服务，对外提供ISCSI存储服务功能；
（4）、在linux内核配置Udev、Lvm2、Dmraid、Madmin工具，实现对逻辑卷和数据冗余的管理；
（5）、编译加载存储芯片驱动，移植php Web管理程序，调用上述工具实现原理管理存储功能，同时提供用户认证功能；
（6）、优化ietd软件，增加内存cache，读写数据都首先在cache中查找，若命中首先读写内存cache，然后再读写硬盘。
5.根据权利要求1所述的基于龙芯3A处理器的云存储系统，其特征在于云计算的存储功能部署需要通过网络配置相应的功能，配置过程如下：
（1）、在相应存储盘建立相应RAID，支持0,1,5,6 ,10级别；
（2）、添加物理卷、卷组、逻辑卷；
（3）、启动优化的ietd服务；
（4）、启动bonding功能，增加网络冗余和网络性能；
通过FC或ISCSI接口与云计算服务器连接，在云计算服务器通过initiator发起对云存储系统的访问，最后映射为硬盘，进行分区和格式化；至此云计算的存储功能部署完成。
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