基于“龙芯”的附加网络存储系统的性能分析与优化

发布时间：2020-06-16 20:11

【摘要】： 龙芯附加网络存储系统是我国自主研发的通用64位龙芯处理器应用研究的一个重要方向,其主体软件框架Openfiler的管理界面支持的存储服务结构极为丰富,为设计各种层次的附加网络存储系统提供了良好的可伸缩接口。在网络传输、文件存储过程中,以高安全性、高性能为前提的附加网络存储系统给主频较低的龙芯2F处理器带来了压力,所以优化龙芯附加网络存储系统的网络传输、文件存储性能有着重要的现实意义和应用价值。 龙芯附加网络存储系统的基本操作系统的设计、定制与启动优化过程分为五个阶段:工具链制作、目标系统的设计和定制、kernel的编译、系统启动必要配置文件的建立和系统启动优化。本文选取性能基准工具对基于龙芯2F平台的附加网络存储系统的网络传输性能和文件存储性能进行了测试,并在同等硬件环境的X86平台作了相应的量化对比。测试结果分析表明龙芯附加网络存储系统总体上具有较好的数据输入输出(通过建立软RAID)和网络传输性能(加密网络协议Sftp除外)。由于加密网络协议Sftp网络传输效率不高,本文首先详细分析Sftp的工作流程并初步确定优化方向;接着从数据传输的执行时间中取得libcrypto.so的核心耗时函数AES_encrypt()和AES_decrypt();最后结合龙芯平台的体系结构特征,首次提出了基于多媒体扩展指令(SIMD技术)优化AES加解密性能的方法并使用该技术对动态库libcrypto.so的AES加解密函数进行了多媒体优化。 优化前后,加密网络协议Sftp(AES加解密)传输的测试结果表明龙芯SIMD技术优化AES算法减少了加解密时间,有效地提高了Sftp的网络传输速率。这种基于龙芯SIMD技术的优化方法对AES加解密函数的优化取得了比较理想的效果。
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333
【图文】：

第一章 绪论本操作系统设计、定制和启动优化完成后，在此平台上移植龙芯附加网络存储系统后，经测试，其总体上具有较好的数据输入输出和网络传输性能，但与同等硬件条件的 X86 平台量化对比测试发现，I/O 操作性能与加密网络协议 Sftp 网络传输性能效率不高。本文就是在此背景下提出并展开研究工作的，通过测试分析发现，加密网络协议Sftp 在数据传输过程中使用 AES 加解密传输，在加解密过程中频繁执行移位、异或和内存访存操作，因此，处理器资源过多的消耗在对数据的加密和解密过程中。具有完全自主知识产权的国产高性能通用处理器龙芯 2F 是一款实现 64 位 MIPS III指令集的通用 RISCSOC 处理器[2]，基于龙芯 2F 高性能通用处理器的附加网络存储系统的控制主体包括主板、CPU 控制等；网卡负责与外界联络，是接受指令、服务要求的管道；硬盘用来存储资料。其整体的架构如图 1-1 所示。

图 1-2 附加网络存储系统的网络结构Fig1-2 The Network structure of Network Attached Storage system文完成了龙芯附加网络存储系统基本系统的设计、定制和优化工作。系统 Openfiler 界面移植成功后，首次对整个附加网络存储系统的文件传输性能进行测试分析，并通过与 X86 平台的相关性能测试数据比较网络存储系统在 I/O 存储、加密网络协议 Sftp 网络传输上的依赖瓶颈使用龙芯 SIMD 技术优化，最终实现龙芯附加网络存储系统在文件存有更高性能。章的组织一章 绪论。主要介绍了本课题的背景及意义、课题的研究内容、目标结构；二章 龙芯 2F 基本系统的设计及启动优化。在移植附加网络存储系统 首先设计、定制并优化了龙芯 2F 基本系统，为龙芯附加网络存储系统

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 范建军;;SSE4指令系统研究及应用[J];咸宁学院学报;2011年06期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相关硕士学位论文 前3条

1 魏海蕊;基于“龙芯”的附加网络存储系统的性能分析与优化[D];中国石油大学;2009年

2 林袁;实时视频编解码系统加速策略研究[D];浙江大学;2003年

3 林建贞;布料运动仿真技术研究[D];浙江大学;2004年

本文编号：2716519