基于混合存储设备的文件系统TrinityFS的设计与实现
本文选题:混合存储系统 切入点:TrinityFS 出处:《华中科技大学》2013年硕士论文
【摘要】:随着互联网和计算机存储技术的发展,人们对信息存储系统的要求越来越高,比如高速的读写性能、低功耗、强数据容错纠错及恢复的能力等等。而目前现有的基于磁盘的存储系统无法满足上述需求,因此人们寄希望于新出现的新型非易失存储介质,比如闪存(Flash Memory)、相变存储器(PCRAM)等。每一种新介质的出现,虽然提升了存储系统某些属性上的性能,但由于每种介质自身的特性或制造工艺的限制,新介质的引入也会给系统带来一些制约。 综合考虑传统磁盘、闪存以及相变存储器在性能、容量、可靠性、能耗和性价比的特点,提出一种结合PCRAM-Flash-HDD三种存储介质特性的文件系统TrinityFS。TrinityFS的主要思想是让每种介质都“趋利避害”,主要实现了三个模块:首先,PCRAM介质具有接近内存级别的读写性能和可靠性、字节级的读写粒度的优点,,但由于生产工艺的限制,目前相变存储器普遍价格高而容量小。因此将系统中最频繁被读写和更新但又占容量很小的元数据存放在性能最好的PCRAM中,以期对元数据的访问可以达到RAM级速度;其次,由于磁盘设备容量大,顺序写性能好,且与闪存介质相比有更长的使用寿命,则需尽量把对数据的写操作以log的方式定向到磁盘上,以减少对闪存不利的更新和擦除操作;再次,闪存存储器具有低能耗、高可靠性及抗震等优点,且与磁盘相比,闪存存储器具有更好的读性能,因此定期对磁盘中的数据扫描,发现读操作的热点数据,将其迁移到闪存介质中,以提高系统的整体性能。 基于Linux的文件系统LogFS,实现了一个混合存储系统TrinityFS,并对其进行了相关的测试工作,结果表明TrinityFS在不同的负载下对系统的整体性能都有较好的提升。
[Abstract]:With the development of Internet and computer storage technology, people are demanding more and more information storage system, such as high speed reading and writing performance, low power consumption, strong data fault tolerance and error correction and recovery ability, and so on.However, the existing disk-based storage system can not meet these requirements, so people are looking to the new non-volatile storage media, such as flash memory, phase change memory (PCRAM) and so on.The emergence of each new medium improves the performance of some properties of the storage system, but the introduction of the new medium will also bring some constraints to the system because of the characteristics of each medium or the limitations of the manufacturing process.Considering the characteristics of traditional disk, flash memory and phase change memory in performance, capacity, reliability, energy consumption and performance-to-price ratio,This paper presents a file system, TrinityFS.TrinityFS, which combines the characteristics of three storage media. The main idea of TrinityFS.TrinityFS is to make each medium "seek advantages and avoid disadvantages". Three modules are implemented: first of all, the PCRAM-Flash-HDD medium has read and write performance and reliability close to memory level.The advantages of byte level read and write granularity, but due to the limitations of production process, phase change memory is generally high in price and small in capacity.The flash memory has better reading performance than the disk, so it scans the data in the disk regularly, finds the hot data of the read operation, and migrates it to the flash memory.To improve the overall performance of the system.A hybrid storage system, Trinity FS, is implemented based on LogFS, which is a file system based on Linux. The results show that TrinityFS can improve the overall performance of the system under different loads.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP333
【共引文献】
相关期刊论文 前6条
1 尚晓薇;林奕;;一种基于闪存的缓冲区管理算法[J];计算机与现代化;2013年11期
2 Youngjae Kim;Aayush Gupta;Bhuvan Urgaonkar;;A Temporal Locality-Aware Page-Mapped Flash Translation Layer[J];Journal of Computer Science & Technology;2013年06期
3 房俊华;王翰虎;陈梅;马丹;;DB-Tree:一种高性能的闪存数据库索引结构[J];计算机应用与软件;2013年11期
4 彭军;黎福海;罗旗舞;肖祥慧;;一种多通道并行固态存储系统的设计与实现[J];计算机工程;2013年12期
5 金培权;邢宝平;金勇;岳丽华;;能耗感知的绿色数据库研究综述[J];计算机应用;2014年01期
6 郁志平;刘伟;彭虎;张耀辉;;一种混合映射闪存转换层的设计与实现[J];计算机工程;2014年02期
相关硕士学位论文 前9条
1 陈席林;分布式持久化缓存系统的研究与实现[D];重庆大学;2013年
2 赵嘉;面向高性能计算的集群部署管理软件设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 彭军;基于NAND Flash的多路并行存储系统的研究与实现[D];湖南大学;2013年
4 叶宇鹏;安全私有云存储的文件系统数据组织设计[D];华南理工大学;2013年
5 荣益麟;面向SSD的重复数据删除机制设计与实现[D];华中科技大学;2013年
6 刘烈超;基于NAND闪存的固态存储系统设计及优化[D];华中科技大学;2013年
7 涂丹辉;固态盘的闪存转换层设计与优化[D];华中科技大学;2013年
8 汪红敏;基于固态硬盘的倒排索引动态更新策略及其优化研究[D];华中科技大学;2013年
9 叶松;基于多属性的文件组织机制研究[D];华中科技大学;2013年
本文编号:1709423
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/1709423.html