FlashCache位运算替换算法的设计与实现
发布时间：2021-01-01 02:53
人类已迈入一个信息以几何级数增长的时代,对存储系统的要求不断提高,存储系统中性能、容量、与成本之间的矛盾日益突出。分层存储作为一种能够有效解决上述矛盾的技术,受到企业界和学术界的广泛关注,在近年来成为研究热点。所谓分层存储,就是通过分层存储软件实现数据客体在不同层次存储设备之间的自动迁移。近十年来,企业界、学术界推动分层存储系统向自动化、智能化方向发展,研制出了众多新型的分层存储系统。FlashCache是由Facebook开发的一种优秀的分层存储软件,可以显著提高存储系统的IOPS（I/O per second）性能。论文以FlashCache软件为基础,研究了FlashCache的工作机制,分析其优缺点,并在其基础上设计并实现了FlashCache位运算替换算法。论文主要工作包括:1)对现有分层存储技术深入研究和分析;2)对固态硬盘SSD和硬盘的特性深入研究和分析;3)深入研究FlashCache的数据结构和算法,分析它的优点和缺点;4)详细设计了FlashCache位运算替换算法。测试表明论文设计的FlashCache位运算替换算法能够提高FlashCache的读写性能,论文提出...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FlashCacheIOPS测试结果图
图 6-2 读吞吐量测试结果图Figure 6-2 Reading throughput testing result6.4 写 I/O 测试测试目的：比较在不同分片大小下，两种 FlashCache 写 I/O 的性能，并与固态硬盘 SSD 和传统硬盘作比较。测试方法：在采用不同的流水线分片（256KB/512KB）大小的情况下，两种FlashCache，以及固态硬盘 SSD 和普通硬盘的性能。测试结果如图 6-3 所示。根据测试结果，可以看出 FlashCache 和位运算替换算法的 FlashCache 的读写性能达到了与纯固态硬盘 SSD 相当的读性能，但是由于测试中的固态硬盘 SSD 性能与传统硬盘相近，所以并在写性能上并没有显示出很大的优势。
图 6-3 写吞吐量测试结果图Figure 6-3 Writing throughput testing result6.5 写 SSD 次数分析分析目的：比较两种 FlashCache 写 SSD 的次数，研究新算法在 SSD 使用寿命上的改进。分析方法：假设不同的情景，例如 80%以上的数据访问是读操作、50%以上的数据访问是读操作等，分析两种 FlashCache 对 SSD 写次数的影响。分析过程：FlashCache 中，SSD 中数据块的元数据保存在本 SSD 中，对元数据的每次访问（无论读写访问）都需要修改元数据中的 LRU_pre 和 LRU_next 值，即不管读还是写访问都需要修改元数据，由以上的设计可知，每个数据块中最多存放 512 个元数据，每次修改元数据后并不是立即写回 SSD，而是延迟写，假设平均每 10 次元数据的修改会写回一次数据块，也就是平均每10次数据的读写操作会增加一次写SSD
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息资源分级存储实现信息生命周期管理[J]. 白广思. 情报杂志. 2007(01)
[2]网络信息生命周期[J]. 罗贤春. 图书馆学研究. 2004(02)
本文编号：2950813
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FlashCacheIOPS测试结果图
图 6-2 读吞吐量测试结果图Figure 6-2 Reading throughput testing result6.4 写 I/O 测试测试目的：比较在不同分片大小下，两种 FlashCache 写 I/O 的性能，并与固态硬盘 SSD 和传统硬盘作比较。测试方法：在采用不同的流水线分片（256KB/512KB）大小的情况下，两种FlashCache，以及固态硬盘 SSD 和普通硬盘的性能。测试结果如图 6-3 所示。根据测试结果，可以看出 FlashCache 和位运算替换算法的 FlashCache 的读写性能达到了与纯固态硬盘 SSD 相当的读性能，但是由于测试中的固态硬盘 SSD 性能与传统硬盘相近，所以并在写性能上并没有显示出很大的优势。
图 6-3 写吞吐量测试结果图Figure 6-3 Writing throughput testing result6.5 写 SSD 次数分析分析目的：比较两种 FlashCache 写 SSD 的次数，研究新算法在 SSD 使用寿命上的改进。分析方法：假设不同的情景，例如 80%以上的数据访问是读操作、50%以上的数据访问是读操作等，分析两种 FlashCache 对 SSD 写次数的影响。分析过程：FlashCache 中，SSD 中数据块的元数据保存在本 SSD 中，对元数据的每次访问（无论读写访问）都需要修改元数据中的 LRU_pre 和 LRU_next 值，即不管读还是写访问都需要修改元数据，由以上的设计可知，每个数据块中最多存放 512 个元数据，每次修改元数据后并不是立即写回 SSD，而是延迟写，假设平均每 10 次元数据的修改会写回一次数据块，也就是平均每10次数据的读写操作会增加一次写SSD
【参考文献】：
期刊论文
[1]信息资源分级存储实现信息生命周期管理[J]. 白广思. 情报杂志. 2007(01)
[2]网络信息生命周期[J]. 罗贤春. 图书馆学研究. 2004(02)
本文编号：2950813
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