CN106959828A - 一种基于国产平台的硬件raid系统及其实现方法 - Google Patents

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赵瑞东
李保来
陈乃阔
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Abstract

一种基于国产平台的硬件RAID系统，包括硬件层、固件层、驱动层和应用层；在所述硬件层，移植RAID控制器驱动：对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；所述固件层用于调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；所述驱动层用于接口调试：包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；所述应用层用于完成用户管理接口功能调试：实现对硬件RAID功能的管理。

Description

一种基于国产平台的硬件RAID系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种基于国产平台的硬件RAID系统及其实现方法，属于硬件RAID移植和优化的技术领域。
背景技术
近年来，作为存储领域的关键和核心技术，RAID技术在国产自主可控领域发展迅速，并逐步大规模应用到关键数据中心等场所。目前RAID技术的实现主要有硬件RAID和软件RAID两种方式。软件RAID技术采用全软件RAID实现，其开源特性使得软件RAID在国产平台的应用很容易。但是软件RAID存在3个缺点：占用内存空间；占用CPU资源；系统分区内不能参与实现RAID。
目前，在国产CPU服务器存储技术研究中，大多采用软件RAID技术，RAID管理软件运行于操作系统之上，在应用中所有存储算法在系统层实现，占用较多系统软硬件资源，降低系统计算和处理性能，同时在操作系统启动之前无法实现RAID功能，一旦操作系统损坏，RAID程序无法进行，对整个RAID组的数据安全都会带来一定隐患。而硬件RAID技术较少占用系统CPU及内存资源，使系统整体性能可以获得很大的提升。此外，硬件RAID还提供剩余空间取代阵列重建、错误磁盘自动检测、热备及自动恢复等功能，在使用和服务性能上更有优势。同时，硬件RAID的设置则不依赖于操作系统，在操作系统启动之前RAID就已经启动了，相比软件RAID而言硬件RAID系统具有更高的可靠性。但是目前硬件RAID技术主要采用硬件RAID卡实现，由于主流RAID卡配置软件及板载固件均基于X86架构实现，在国产平台上对于硬件RAID技术的研究还不完善。所以，研究国产CPU服务器平台的硬件RAID技术设计方法具有很大的价值。
发明内容
针对上述的技术不足，本发明提供一种基于国产平台的硬件RAID系统。
本发明还提供一种上述硬件RAID系统的实现方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于国产平台的硬件RAID系统，包括硬件层、固件层、驱动层和应用层；
在所述硬件层，移植RAID控制器驱动：对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；
所述固件层用于调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
所述驱动层用于接口调试：包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
所述应用层用于完成用户管理接口功能调试：实现对硬件RAID功能的管理。
根据本发明优选的，所述国产平台为基于FT1500A处理器平台。
所述基于国产平台的硬件RAID系统的实现方法，包括：
i.在基于FT1500A的国产处理器平台，通过PCIE通道扩展存储磁盘；
ii.移植RAID控制器驱动；在硬件层对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；
iii.在固件层调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
iv.在驱动层完成应用接口调试，包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
v.在应用层完成用户管理接口功能调试；对硬件RAID功能的管理；
vi.完成国产平台RAID软件移植。测试存储功能性能。
本发明的技术优势在于：
本发明所述的基于国产平台的硬件RAID系统，是RAID管理和运算、读写缓存的平衡和体系结构、程序设计模型、系统软件的统一设计，具备强大的高性能计算、高性能通信和数据综合管理能力，形成高效性、可靠性与高可扩展性的整体解决方案，实现高效的计算和存储功能。
本发明主要是解决国产CPU服务器平台在计算性能和存储管理效率低，占用系统资源较多，运行效率降低等问题。实现RAID加速，节省内存资源，提高服务器计算和存储能力。实现剩余空间取代和阵列重建、错误磁盘自动检测、热备及自动恢复等功能，提升系统的使用性能及服务性能。
本发明通过对基于国产处理器平台高性能RAID技术研究，解决硬件RAID在国产高性能处理器平台的使用问题，同时为硬件RAID技术在其他国产处理器平台的应用提供参考，也为国产处理器平台适配通用功能扩展卡提供了一种可借鉴的技术途径。
附图说明
图1是本发明所述基于国产平台的硬件RAID系统的层次图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1所示。
实施例1、
一种基于国产平台的硬件RAID系统，包括硬件层、固件层、驱动层和应用层；
在所述硬件层，移植RAID控制器驱动：对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；
所述固件层用于调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
所述驱动层用于接口调试：包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
所述应用层用于完成用户管理接口功能调试：实现对硬件RAID功能的管理。
所述国产平台为基于FT1500A处理器平台。
实施例2、
如实施例1所述基于国产平台的硬件RAID系统的实现方法，包括：
i.在基于FT1500A的国产处理器平台，通过PCIE通道扩展存储磁盘；
ii.移植RAID控制器驱动；在硬件层对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；
iii.在固件层调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
iv.在驱动层完成应用接口调试，包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
v.在应用层完成用户管理接口功能调试；对硬件RAID功能的管理；
vi.完成国产平台RAID软件移植。测试存储功能性能。
本实施例基于FT1500A处理器平台，在银河麒麟操作系统下，设计国产平台RAID驱动，国产平台RAID系统层次图如图1所示。基于国产Linux，移植RAID内核驱动，研究实现对RAID驱动程序的装载。通过RAID驱动为内核提供I/O接口，使用户可以通过这个接口实现对RAID的操作，实现高性能RAID集成技术设计。

Claims (3)

1.一种基于国产平台的硬件RAID系统，其特征在于，所述系统包括硬件层、固件层、驱动层和应用层；
在所述硬件层，移植RAID控制器驱动：对RAID控制器驱动进行跨平台移植，实现硬件驱动；
所述固件层用于调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
所述驱动层用于接口调试：包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
所述应用层用于完成用户管理接口功能调试：实现对硬件RAID功能的管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于国产平台的硬件RAID系统，其特征在于，所述国产平台为基于FT1500A处理器平台。
3.如权利要求1或2所述基于国产平台的硬件RAID系统的实现方法，其特征在于，该方法包括：
i.在基于FT1500A的国产处理器平台，通过PCIE通道扩展存储磁盘；
ii.移植RAID控制器驱动；
iii.在固件层调试RAID读写算法实现、缓存分配管理和掉电保护；
iv.在驱动层完成应用接口调试，包括磁盘检索、RAID创建/删除/重建；
v.在应用层完成用户管理接口功能调试；
vi.完成国产平台RAID软件移植。
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