磁盘阵列多终端管理系统的设计与实现

令整合及 ＵＯ调度 ；⑤启动器模块 ，完成实际的物理 磁 盘 Ｉ／Ｏ操 作 。
作为 管 理 员 ，主要 完 成 对 阵 列 Ｉ／０线 路 中各模 块 的 配 置 ，如 设 置 缓 存 策 略 、ＲＡＩＤ 级 另ｌｊ、逻 辑 卷 管
息加入命 令 队列 ；如 果 需 要 进 行 页 面更 新 ，则调 用 ＸＭＬ解析 器 ，解 析页 面 描述 ＸＭＬ文 件 ，获 取 界面静 态元素 信息 （菜单 、列 表选 项 、对 话 框等 ），界 面 的动 态信 息则是 界面 数据 管理模 块 从响应 队列或者报告
ｔｕｒｅ）的 思 想 ，采 用 ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎ．
ｄｅｘ＞ ＜ｉｒｓｐ ｑｕｅｕｅ＞１＜／ｉｉｎｄｅｘ＞ ＜ｉｌｄ ｍｉｎｏｒ＞２ ＜／
—
—
ｉｌｄ ｍｉｎｏｒ＞
’
＿
其中标签 的第一个 字符代表消息 的类型 ，ｉ表
微 处 理 机
示 整形 ，ｆ表示 浮 点 型 ，ｓ表 示 字 符 串。每 条 消 息 可 数据 的不 一致 问题 ，在 对全 局配置 信息进行 操作时 ，
参数 配笠 等 。
…
‘
基于 ＸＭＬ为用户界面建模 ，使得用户界面的开 发和维护更加便捷 ，对于界面管理模块已经支持的 页 面 布 局 ，实 现 一 个 新 的 界 面 只 需 编 写 相 应 的
ＸＭＬ，并 且加 载新 页 面不需要 重新 编译程 序 ，实现 了
界 面风 格统 一 的“零 编 码 ”开发 。
数据 布局 ，将 一个 逻 辑 读 写命 令 转 换 为 一个 或 多 个 核 心部分 实现 了终 端 配 置层 的运 行 逻辑 ，当一个 用 物理读 写命 令 ，并 将 返 回 的 数 据 按 ＲＡＩＤ级 别 进 行 户请 求到 来 时 ，如果 是需 要下 层处理 的配置命 令 ，则
组织 ；＠ｖｏ调度模块 ，利用聚集技术实现有效的命 把捕获 的界 面参数 通过 界 面数据 管理模块 封装成 消
用户 可 以通 过 两 种方 式 来使 用磁 盘 阵列 ：一种
能够 以多种终 端 为多个 用 户提供 服务 。
是作为普通用户 ，只将磁盘阵列作为存储设备进行
磁盘阵列管理系统实现各种复杂的 ＲＡＩＤ（Ｒｅ 读写操作 ；第二种是作为管理员 ，主要实现对磁盘阵
ｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ Ｏｆ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｓｋｓ）功 能 ，如 驱 动 器 列 的配 置 、管理 。
同步命令（如查看 ＲＡＩＤ信息等可立即返回的命令）
的处 理 结 果 填 入 响 应 队 列 ，将 异 步 命 令 （如 创 建
ＲＡＩＤ等非常 耗 时 的操 作 ）的处 理 结 果 或者 系统 监
控 到 的异 常情 况填人 报告 队列 。由于响应 队列较报
图 １ 磁盘陴列 控制器软件架构
告 队列应 用频 繁 ，通 常 为 每个 配 置终 端 分 配一 个 响
队列。④参数 ，对于请求命令是指执行命令的参数 ，
· （２）命令 处理 模 块 ，该 模 块从 命 令 队列 中逐 条
对 于结果 消息 是指命 令 的执 行结 果信 息 。
读 取命令 ，并根 据全 局 配 置信 息 模 块提 供 的信 息对
命令进行合法性验证 ，保证只有合法的命令才会交
圜圆 圆
作 串行化 ；并且 其上 下 两 层 通 过 非 结 构 化 的消 息进
行通 信 ，将 层 问耦合 度 降到最 低 ，提高 了系统 的开发
效率 和可 维护性 。③ 全 局 配 置层 ，实 现 对 磁 盘 阵列
的 配置工作 ，如 ＲＡＩＤ配 置 、逻 辑 卷 配 置 、通道 配 置 、
图 ２ 终端配置层
由四部 分 组 成 ：① 操 作 码 ，定 义 消 息 对 应 的操 作 。 利 用 Ｌｉｎｕｘ系统 的 读 一写 锁 机 制 对 其 进 行 加 锁 处
②命 令 索 引 ，随机生 成 的整型值 ，用 于 区别 同一 个用 理 ；同时 ，为了保证全局配置信息在系统重启后仍有
户的不同命令 。③响应队列 ，指定命 令结果的存放 效 ，需要将配置信息在 ＦＬＡＳＨ中进行同步。
普通磁 盘组织 成 一个容 量更 大 、访 问速 度更快 ，并具 设计 和开发 ，提高 了系统 的可维护性 和扩展性 。
有一定容错能力 的逻辑设 备… 。 目前磁盘 阵列 已 经成为构建大型存储 系统 的主要设备 ，磁盘阵列 的 ２ 磁盘阵列控制器软件架构
各项 功能通 常利 用 专 门 的控 制 器 软 件 实现 Ｊ，并
关键词 ：磁 盘阵 列 ；管理 系统 ；队列 ；扩展 标记语 言 ＤＯＩ编码 ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—２２７９。２０１２．Ｏ１．０２３ 中图分 类号 ：ＴＰ３９ 文献 标识 码 ：Ｂ 文章编 号 ：１００２—２２７９（２０１２）Ｏ１—００７８—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｌｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ｕｌｔｌ—ｔｅｒｍｉｎａＩ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＲＡｌＤ
ＳＯＮＧ Ｌｉｎｇ—ｌｉｎｇ，ＪＩＡＮＧ Ｚｅ—ｊｔｉｎ，ＷＡＮＧ Ｌｉ—ｆａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１０１２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍ ｅｎｔ ｆｏｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＲＡＩＤ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ａ ＲＡＩＤ ｍ ａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｍｕｌｔｉ— ｔｅｒｍ ｉｎａｌ ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｕｓｉｎｇ
息 呈现 给管 理人 员 ，并 将 管 理 员 埘 阵列 的 配置 命 令
发 送 给队列 管理层 。终端 配嚣 层 为管 理人 员提供 了
三种 配 置 ｉ方问界 而 ：ｗｅｂ配 置 终 端 、串 口配 置 终 端 、
ＬＣＤ配置终 端 。② 队列 管 理 层 ，实 现 了 多 种 队 列 ，
将 多个用户 的请求统一处理 ，使请 求命 令的并发操
１期
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宋玲玲等 ：磁盘 阵列多终 端管理系统的设计与实现
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１／０性 能 ；③ Ｒａｉｄ核心 模 块 ，根 据不 同 ＲＡＩＤ级 别 的 ｇｕａｇｅ）描述 用 户 界 面。 如 图 ２，界 面管 理 模 块 作 为
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＲＡＩＤ；Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ；Ｑｕｅｕｅ；ＸＭＬ
１ 引 言
通过 不 同终 端并发 访 问的磁 盘阵列管 理系统 。该 系 统 以软件分 层设计 思 想 为 基础 ，充分 利用 了消息 队
磁 盘 阵列 采 用 条带 化 技术 和冗余 技 术 ，将 多个 列 和 ＸＭＬ较 强 的数 据格 式表 示能力 ，简化 了软件 的
３ 磁 盘阵列管理 系统的设计和 实现
应 队列 ，简化 了队列 中响应信 息 的解 析 和分配 。 队列中的基本存储单元是消息 ，每条消息都是
３．１ 基 于 ＸＭＬ建模 的终端 配 置层
按照 ＸＭＬ数据组织方式构成的可变长字符串，如下
终 端配置层用 于生成用 户交互界 面 ，为 用户提供 是一条查询 ＲＡＩＤ详细信息的消息 ，消息标签赋予
３．２ 基于 ＸＭＬ消息 的 队列管理 层
如 图 ３，队列 管理层 为 系统 维护 一 个命 令 队列 、
一 个报 告 队列 和多个 响应 队列 。不 同配置终端 把命
令发送 到 同一个 命 令 队 列 中 ，由全 局 配 置模 块统 一
处理 ，实现 了并 发 操 作 的 串行 化 。全 局配 置 模块 将
了三种终端访问方式 ：Ｗｅｂ界面、串口界面和 ＬＣＤ界 了消息 较强 的可 读性 。
面，每种终端每次只能由一个用户使用 ，但是不 同的
＜ｉｏｐｃｏｄｅ＞ １３ ＜／ｉｏｐｃｏｄｅ＞ ＜ｉｉｎｄｅｘ＞５ ＜／ｉｉｎ—
用户可 以同时通过三种 终端对 阵列进行 配置 。 终端配置层 借鉴 ＭＤＡ（ＭｏｄBiblioteka ｌ Ｄｒｉｖｅｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃ．
理 等 ，需 要完 成 阵列 管理这 条 线路 ，即实 现磁 盘 阵列 队列 中获 取 的命 令 响 应 结 果 ，最后 根 据 页面 布局 组
管 理系统 。磁 盘 阵列管 理 系统 是 阵列控 制器 的重 要 装界面静态元素和从下层获取的动态信息形成新的
组 成部分 ，分 三层 实 现 ：① 终 端 配 置 层 ，将 阵列 的信 界 面 。
盘阵列控制器的实例 ，介 绍了一种可支持多个用户 理模块 ，实现高速缓存 功能 ，通过预读及 回写优化
基金项 目：陕西省 自然科学基金 （２００９ＪＱ８０２１）；陕西省 自然科学基金（２００９ＪＭ８０１７）；航 空基金 （２００９ＺＤ５３０４４） 作 者简介 ：宋玲玲（１９８５一），女 ，河 北邯郸人 ，硕士研究生 ，主研方向 ：安全存储 、嵌入式系统。 收稿 日期 ：２０１０—１１—２３
ａ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｒｅｅ ｎｏｖｅｌｔｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ：１．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｖｏｉｄｅｄ ｃａｓｃａｄｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｐｄａｔｅ，ｑｕｅｕｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｍｅｒｇｅｄ ｉｎｔｏ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ．２．Ｍｅｓｓａｇｅ ｑｕｅｕｅ ｗａｓ ｏｒｇａｎｉｚｅｄ ｂｙ ＸＭＬ ｗｈｉｃｈ ｍａｄｅ ｉｔ ｆ ｌｅｘｉｂｌｅ ｔｏ ｍａｎａｇｅ ｍｅｓｓａｇｅｓ ａｎｄ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．３．Ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｗａｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ｂｙ ＸＭＬ ｗｈｉｃｈ ｓｉｍｐｌｉｆ ｉｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｏｒ ｔ ｈｉｓ ｒｅａｓｏｎ，ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｍａｉｎｔａｉｎａｂｌｅ ｆ ｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ．