一種針對SATA埠復用優化的方法與流程
2023-06-04 11:28:36 2
本發明涉及SATA埠復用技術領域，尤其涉及一種針對SATA埠復用優化的方法。
背景技術：
在中國的存儲設備中，視頻監控存儲的使用量最大，同時對於數據安全的容忍程度最高。因此，將SATA埠復用技術應用於視頻監控存儲，是一個趨勢。如果能提升SATA埠復用在FIS模式下的穩定性，那麼此方案在視頻存儲中的應用將會越來越多。
SATA埠復用方式主要用於16盤位存儲設備，對於此類設備，若採用4TB硬碟，創建一個RAID5（包含一個熱備盤），設備有效存儲容量為50TB，對於一個中等規模的視頻監控場景，假如存儲時間設為14天，則存儲性能需求為40MB/S。由此可見，大多數視頻監控存儲，在實際業務中，需要達到的性能要求是43MB/S。
目前主流的SATA接口帶寬已達到300MB/S，因此，SATA埠復用的物理傳輸帶寬即300MB/S，不會成為系統瓶頸。然而，硬碟做RAID5後，在視頻監控業務中，如果要達到43MB/S的存儲帶寬，通常需要5-6塊硬碟即可，無需使用全部硬碟。
SATA埠復用技術，可以通過兩種模式實現:
1.基於命令的交換模式（Command-based switching）同一時刻，主機只和一塊硬碟進行數據傳輸，此硬碟的命令隊列尚未完成前，主機無法向其他硬碟發出指令。因此此模式無法充分利用SATA接口帶寬，存儲傳輸性能一般，適用於對容量需求強，對帶寬需求弱的應用環境。但是，由於採用同步操作的原因，此類模式不適用與RAID環境，因此，目前的視頻監控業務，極少用到基於命令交換的埠復用方案。
2.幀信息結構交換模式（Frame Information Structure）同一時刻，主機可以向多個驅動器同步提供高性能的存儲連接，並通過仲裁算法來確保穩定均衡的數據流。與基於命令的交換不同，基於 FIS 的交換可匯集多個讀操作以充分利用主機鏈路可提供的更高帶寬。由於FIS採用異步工作模式，因此它可以應用在RAID環境下，但是，相比SAS硬體，SATA硬體的穩定性相對較弱，在FIS模式下，所有硬碟的數據都通過SATA接口與主機交互，此時SATA接口的穩定性存在隱患。
技術實現要素：
有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種針對SATA埠復用優化的方法，以解決現有技術的不足。
為實現上述目的，本發明提供了一種針對SATA埠復用優化的方法，其特徵在於，包括兩種實施模式：
S1、靜態輪詢模式，存儲設備創建RAID5後，將每個SATA組內的數據盤分為甲乙兩組，視頻數據將按照時間閾值，分時寫入此兩組硬碟，以時閾7天交替循環處理；
S2、動態反饋模式，存儲設備創建RAID5後，第一個時間閾值內，全盤運行，統計得到平均存儲帶寬n，並對每一個SATA接口中，各個數據盤的溫度和延時的狀態值由低到高進行排序，記為S1{a1…a4}, S2{a1…a4}, S3{a1…a4}, S4{a1…a4}。
進一步地，按照存儲平均帶寬n的大小，以時閾7天循環判斷處理，以狀態值為標準確定保留硬碟的數目，包括：
A、n<25MB/S：各組保留狀態值最低的1塊硬碟；
B、25<=n<50MB/S：各組保留狀態值最低的2塊硬碟；
C、50<=n80MB/S: 使用全部硬碟。
本發明的有益效果是：
本發明可以對SATA埠的復用數量進行控制，使其由4個減少到1-2個，從而提升存儲系統的穩定性以及磁碟整體使用壽命。同時，數據分時寫入後，在進行錄像查詢時，可以實現一定程度的讀寫分離，即查詢上一個時間周期的數據時，當前正在進行錄像的硬碟，不會有讀操作，保證硬碟磁頭不同時進行讀和寫，從而提升硬碟的使用壽命。
以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。
附圖說明
圖1是基於命令交換模式的埠復用圖。
圖2是基於幀信息結構交換模式的埠復用圖。
圖3是本發明的優化後的幀信息結構交換模式埠復用圖。
具體實施方式
如圖3所示，一種針對SATA埠復用優化的方法，其特徵在於，包括兩種實施模式：
S1、靜態輪詢模式，存儲設備創建RAID5後，將每個SATA組內的數據盤分為甲乙兩組，視頻數據將按照時間閾值，分時寫入此兩組硬碟，以時閾7天交替循環處理；此模式的優點是實現簡單，運行穩定，但是控制精度不夠，如果存儲系統處於低壓力情況下，則可以進一步減少工作硬碟的數量，從而更好地提升系統穩定性；
S2、動態反饋模式，存儲設備創建RAID5後，第一個時間閾值內，全盤運行，統計得到平均存儲帶寬n，並對每一個SATA接口中，各個數據盤的溫度和延時的狀態值由低到高進行排序，記為S1{a1…a4}, S2{a1…a4}, S3{a1…a4}, S4{a1…a4}。
進一步地，按照存儲平均帶寬n的大小，以時閾7天循環判斷處理，以狀態值為標準確定保留硬碟的數目，包括：
A、n<25MB/S：各組保留狀態值最低的1塊硬碟；
B、25<=n<50MB/S：各組保留狀態值最低的2塊硬碟；
C、50<=n80MB/S: 使用全部硬碟。
以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。