基于设备驱动栈的虚拟存储技术的研究与实现

发布时间：2019-06-14 15:34

【摘要】：虚拟存储能够将异构设备进行统一集中的管理,降低存储设备的投资,提高设备的存储效率。典型虚拟化管理方案分别从主机,设备和网络的角度提供了一些通用的解决方法,但是仍有很多特定的问题亟待解决,如并行I/O调度,高带宽任务条件下产生的传输瓶颈,网络应用中“热点”数据的服务损失等。这些问题是通用虚拟化方法难以兼顾的,有必要深入到操作系统底层进行研究。 本论文的主要工作和成果如下： 第一,分析了设备驱动栈中逻辑驱动和接口驱动虚拟化原理,在此基础上设计并实现了虚拟网络磁盘阵列系统,提高了系统的整体I/O性能。 第二,结合逻辑驱动层虚拟存储的优势,在网络磁盘阵列系统构建分布存储和基于分布存储的并行调度策略,实现了传输的并行化,缩短数据传输路径。 第三,针对虚拟网络磁盘阵列系统中热点数据访问导致负载失衡的问题,在逻辑驱动层构建了动态拷贝数据迁移策略,并对负载信息获取,热点数据的判定,拷贝数量管理及迁移空间的管理等关键技术进行了详细的分析。测试结果表明动态的增减数据的拷贝能很好的缓解热点数据产生的负载失衡和单个磁盘阵列I/O瓶颈问题。 第四,为了进一步优化虚拟磁盘阵列系统的I/O性能,在接口驱动层排队线程中实现了的改进后合并请求队列任务(MQT)的算法,为每个请求任务设置了插队变量。与传统的算法相比较,MQT算法能很好消除某些请求的“饥饿”现象,使寻道时间和旋转延迟显著减小,提高系统平均吞吐率,降低请求的平均响应时间。 因此在通用虚拟存储方案不能很好的解决存储带来的特定问题时,在底层驱动实现虚拟化存储是一个比较好的选择。
[Abstract]:Virtual storage can manage heterogeneous devices uniformly and centrally, reduce the investment of storage devices and improve the storage efficiency of devices. Typical virtualization management schemes provide some general solutions from the point of view of host, device and network, but there are still many specific problems to be solved, such as parallel I 鈮，

本文编号：2499492