集中式缓存一致性管理

　　该缓存管理架构的优点是天然的缓存一致性，因为不存在多个副本，不需要特殊过程来维护缓存一致性。对于高端存储系统而言，该设计的劣势则是需要缓存集中放置，需要使用某种外部网络来连接集中的缓存，而且提供异步化的类似IO的访问方式，编程复杂，难以掌控和优化，需要投入大量成本。

　　1.2 任意关联对称式分布式缓存

　　所谓分布式缓存，指的是集群中的每个节点都有自己独享的缓存，这种情况会给缓存一致性管理上带来极大的复杂性，当然，所获得的收益便是一旦命中则性能会非常好。所谓对称式指的是集群中所有节点在缓存管理的地位上是均等的，都可以自行控制管理各自的缓存。所谓任意关联，则是指任意节点均可以缓存任意数据块，数据块大小视不同产品设计而定，比如多CPU集群的缓存数据块大小为一个缓存行，Cache Line，一般为64Byte大小。而对于高端存储系统，则一般以4K及其整数倍为粒度。

　　因为可以任意缓存，所以会导致多个集群节点同时缓存有同一个数据块的多个不同版本的副本，从而导致一致性问题。解决的办法则是效仿多CPU缓存一致性管理方面的思路，采用MESI一致性基本协议及其变种，可以在尽量减少广播通信的前提下实现任意关联分布式缓存一致性。

　　该设计的优点则是可以充分利用缓存空间，且学院派高逼格凸显。劣势则是成本高，因为需要一个低时延的网络来实现MESI协议流量，否则性能将很差;另外，需要一个高速搜索算法来搜索对应目标数据块在缓存中的位置，必要时引入硬加速比如TCAM等，成本再次增加。

　　1.3 固定关联对称式分布式缓存

　　相比上一种实现方式，固定关联的思想则是通过牺牲缓存利用率来降低广播流量，换取性能。固定关联指的是集群中的节点不能缓存任意数据块，而是每个节点只能缓存部分数据块，比如，可以按照对应Lun ID+LBA地址段的hash值来索引集群节点，索引到谁就缓存在谁那里，并且只有单一的副本。其开奖直播节点如果接收到访问该LBA段的读IO请求，则需要通过网络向用用该LBA段缓存的节点发出请求，获取数据;对于写，也是一样，必须将数据转发到有权限缓存该段LBA的节点，自己不能缓存。

固定关联对称式分布式缓存

　　这样做的优势在于能够避免缓存一致性问题，因为只有一份副本。劣势在于极端条件下可能导致缓存利用不均衡，因为数据块与其缓存位置是一一对应的，可能导致某些节点缓存空余很多，而某些则近满。

　　2. 浪潮AS18000高端存储的缓存管理技术

　　AS18000是浪潮的一款高端存储系统，其在架构上与北美厂商的高端存储产品有着本质区别，也正是这种架构成就了该系统相对更高的可靠性。

AS18000架构

　　AS18000最大支持16个控制器，每个控制器可以支持12-144GB的本地缓存。在AS18000中，虽然缓存物理依附于本地控制器，但是存储系统启动之后，各个控制器的本地内存将组合为一个全局的缓存逻辑视图。也就是说每个控制器都可以“看到”整个逻辑视图。

　　全局的逻辑视图可以让每个控制器站在全局的高度来“审视”存储中的LUNOwener、路由链路等资源信息，减少决策和仲裁耗时。

　　2.1 AS18000缓存一致性管理

　　AS18000并没有将数据缓存分拆且集中存放，本地CPU访问本地RAM依然使用DDR接口高速率访问，同时本地CPU也可以访问其开奖直播节点的RAM，此时则通过PCIE Switch的NTB桥方式，将各个节点的一部分内存相互映射到本地，本地控制器将需要同步给远端的消息、数据写入本地的这块内存空间，底层硬件就会自动将这些消息向目标端传递。

　　经过这样的设计，其访问效率就不会向集中缓存方式的高端存储那样低下。AS18000采用的是固定关联方式，其关联粒度为一个Raid Group，也就是说，某个Raid Group中的全部数据只能缓存在某个节点，这样做的目的是充分保证缓存的局部性，避免跨网络交换数据，从而保证系统的性能。对于高端存储系统所处的应用环境，都是少量核心关键业务，所以，缓存的整体利用率并不是问题，此时保证性能的稳定无抖动，不跨网络保证时延最低，才是最关键的考量点。

　　除了在缓存一致性方面的优良设计之外，浪潮AS18000在后端的存储介质管理方面采用的则是全对称式后端共享架构，能够在保证性能的前提下，极大提升系统的可靠性及扩展性。这也是为何该架构如今仍然生命力顽强，而其开奖直播的架构已经陨落的原因之一。

浪潮AS18000