Intel OpenCAS缓存加速方案_网络技术_宿州市腾雀网络科技有限公司

Intel OpenCAS缓存加速方案

发布时间 - 2025-07-12 00:00:00 点击率：次

open cas 架构概览：数据从hdd盘读取后被复制到open cas的缓存中，后续的读取操作从内存中进行，从而提高读写效率。在write-through模式下，所有数据同步刷新到open cas的ssd和后端的hdd中。在write-back模式下，数据同步写入到open cas的ssd中，然后异步刷新到hdd中。当open cas缓存满时，采用其淘汰算法，用新写入的数据替换旧数据，以确保open cas始终能够缓存数据。

系统组件依赖于sed、make、gcc、kernel-devel、kernel-headers、python3、lsblk和argparse（Python模块）。安装Linux Open Cas的步骤如下：

Open Cas由内核模块和CLI工具组成。
为了获得最佳性能，强烈推荐在SSD设备上采用noop的IO调度策略。

具体安装步骤：

下载Open Cas Linux源码：

git clone https://github.com/Open-CAS/open-cas-linux

获取子模块：

cd open-cas-linux
git submodule update --init

配置和安装：
```
./configure
make
make install
```

检查和验证：

cas_disk.ko  // Open Cas磁盘内核模块
cas_cache.ko // Open Cas缓存内核模块
casadm       // Open Cas管理员工具
casadm -V    // 安装验证

Open Cas配置文件位于utils/opencas.conf中，包括缓存和核心设备的配置。

缓存配置说明：

1. cache id: 执行设备的启动实例ID，整型取值范围在1~16384
2. path: 指向SSD的磁盘路径
3. desired mode: 预期模式，有五种模式：write-through/write-back/write-only/pass-through
4. extra fields: 用户自定义IO配置
   4.1 ioclass_file：允许用户加载自定义IO策略
   4.2 cleaning_policy：允许用户选择缓存清理策略，包括acp/alru/nop
   4.3 promotion_policy：允许用户选择缓存推进策略，包括always/nhit

核心设备配置说明，配置样例：

## Caches configuration section [caches] ## Cache ID Cache device Cache mode Extra fields (optional) 1 /dev/disk/by-id/nvme-INTEL_SSD WT ioclass_fi

le=/etc/opencas/ioclass-config.csv

Core devices configuration

[cores]

Cache ID Core ID Core device

1 1 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee0aed22393 1 2 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee0042769ef 1 3 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee00429bf94 1 4 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee0aed45a6d 1 5 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee6b11be556 1 6 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee0aed229a4 1 7 /dev/disk/by-id/wwn-0x50014ee004276c68

Cas管理工具：

在write-only模式下，缓存系统首先将数据写入缓存，然后通知应用端写操作完成。后续周期性地同步写入核心设备。当有新的读请求时，如果之前写入的数据仍在缓存设备中，读请求将绕过缓存软件，直接从缓存设备中读取数据。该模式仅提高写性能，但存在数据丢失的风险。
手动配置pass-through模式：
```
casadm -S -i 1 -d /dev/sdc -c pt
```

手动配置write-back模式：

casadm -S -i 1 -d /dev/sdc -c wb
casadm -A -i 1 -d /dev/sdb  // 匹配/dev/sdb到缓存

在write-through模式下，缓存软件将数据写入闪存设备，然后顺序地写入核心设备。这种模式100%保证核心设备中的数据与缓存中的数据一致，同时可以共享给其他服务读取，加速读取操作。

手动配置write-through模式：

casadm -S -i 1 -d /dev/sdc  // 创建ID为1的缓存
casadm -A -i 1 -d /dev/sdb  // 匹配/dev/sdb到缓存

手动配置Write-around模式：
```
casadm -S -i 1 -d /dev/sdc -c wa
```
手动配置只写模式：
```
casadm -S -i 1 -d /dev/sdc -c wo
```

# linux # python # git # 工具 # 数据丢失 # red

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