一种基于混合存储的矩阵结构键值存储系统的研究与实现

发布时间：2021-06-10 20:12

　　键值存储系统由于其优秀的性能及可无限扩展的特性被广泛地应用到现代数据中心。然而随着大数据时代的来临,业界对于存储系统的性能需求度越来越大,人们对KV键值系统的性能提出了更高的需求。非易失性存储（Non-Volatile Memory,NVM）的出现,使得这样的需求成为了现实。NVM是一种新型存储设备,具有磁盘的非易失特性及DRAM的高速特性,能够给传统存储系统的性能带来一个质的提升。针对于当前时代背景,以及传统日志结构合并树（Log-Structured Merged Tree,LSM树）键值存储系统的性能波动与写放大等问题,本文提出了一种基于LSM树结构的混合存储系统MatrixKV。MatrixKV系统修改了传统LSM树结构,在NVM中设置了一种大容量的矩阵形式数据结构Matrix-Table,代替LSM树的L0层,Matrix-Table内部采用table堆叠成行的方式形成多层结构,并在每层table之间建立相应的索引关系,加速Matrix-Table内部的数据查找;同时针对于Matrix-Table设计了一种以列为单位的细粒度Compaction策略,减少单次Compactio... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与论文结构组织
2 相关技术分析
    2.1 非易失存储设备分析
    2.2 PMDK开发工具分析
    2.3 LSM树结构分析
    2.4 典型LSM树系统RocksDB分析
    2.5 本章小结
3 MatrixKV系统设计
    3.1 问题分析
    3.2 MatrixKV整体结构设计
    3.3 Matrix-Table结构设计
    3.4 细粒度Compaction流程设计
    3.5 本章小结
4 MatrixKV系统实现
    4.1 系统主要结构模块
    4.2 Matrix-Table模块实现
    4.3 细粒度Compaction流程实现
    4.4 读写流程实现
    4.5 本章小结
5 MatrixKV系统测试与结果分析
    5.1 测试环境
    5.2 性能波动测试
    5.3 读写性能测试
    5.4 系统写放大性能测试
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]STT-MRAM存储器的研究进展[J]. 赵巍胜,王昭昊,彭守仲,王乐知,常亮,张有光.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(10)
[2]摩尔定律发展述评[J]. 逄健,刘佳.  科技管理研究. 2015(15)
[3]基于相变存储器的存储技术研究综述[J]. 冒伟,刘景宁,童薇,冯丹,李铮,周文,张双武.  计算机学报. 2015(05)
[4]RRAM的阻变特性研究[J]. 宋玲.  微处理机. 2014(04)
[5]大数据时代已经来临——人机物融合的大数据时代[J]. 武延军.  高科技与产业化. 2013(05)
[6]铁电存储器技术[J]. 黄寅,徐子亮.  半导体技术. 2000(03)



本文编号：3223046