企业存储系统中基于 SSD 的 I/O 缓存可靠性评估
分布式、并行与集群计算
2019-12-04 v1
摘要
本文提出一项综合分析，研究企业存储系统中使用的基于 SSD 的 I/O 缓存架构在断电与高工作温度下的可靠性。我们探究了来自顶级厂商的多种 SSD，并研究了镜像配置下的缓存可靠性。为此，我们首先开发了一个物理故障注入与故障检测平台，进而在数据中心两类常见故障（断电与高温故障）存在的情况下，研究工作负载相关参数对 I/O 缓存可靠性的影响。我们使用 Linux 操作系统中的开源 I/O 缓存模块实现了一种 I/O 缓存方案。通过对所实现的具有不同写策略的 I/O 缓存进行超过两万次物理故障注入得到的实验结果表明，I/O 缓存的故障率受工作负载相关参数的显著影响。我们的结果显示，不同于工作负载请求访问模式，其他工作负载相关参数如请求大小、工作集大小（WSS）与访问序列对 I/O 缓存故障率有可观影响。我们观察到在请求大小减小时（超过 14 倍）工作负载的故障率显著增长。此外，我们观察到除写操作外，在突发断电时 I/O 缓存的读访问也会发生故障（故障主要发生在向缓存提升数据时）。另外，我们观察到 I/O 缓存在高温故障下未经历数据失效。
引用
@article{arxiv.1912.01555,
title = {Evaluating Reliability of SSD-Based I/O Caches in Enterprise Storage Systems},
author = {Saba Ahmadian and Farhad Taheri and Hossein Asadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.01555},
year = {2019}
}