基于用户态NVMe驱动的存储系统研究

发布时间：2021-07-22 04:41

　　传统的基于磁盘和串行接口（SATA）的固态硬盘设计的分布式存储系统,已经不能满足当前的超大规模存储需求。而新型存储设备NVMe SSD为超大规模存储系统带来了新的突破口。针对传统存储软件栈的巨大软件开销导致不能够发挥NVMe SSD的硬件性能问题,借助于Intel存储软件开发工具SPDK提供的用户态NVMe存储软件栈,设计并实现一种满足超大规模、高性能的存储系统的本地存储系统NVMeStore。结合用户态NVMe软件栈的超低延迟和高并发I/O共享架构的应用场景,提出针对NVMe SSD的数据读写优化方案,资源分配和性能隔离方案。固态硬盘内部存在写干扰问题,写干扰导致SSD读性能大幅下降。通过读写队列分离技术将读写请求分离,并提交到不同的NVMe队列对,以减少读写请求间的相互干扰,从而提高读性能。提出读写队列动态比例调整方案和应用动态绑定方案,在不影响系统总体性能的前提下,提高CPU资源使用率。在不同读写比例混合负载下,该方案相比于默认方案,性能提升3%¹02%;相比于Fqueue方案,性能提升1%¹5%。NVMe软件栈旁路内核I/O调度层,在... 

【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】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高并发I/O共享架构示意图


本文编号：3296456