固態盤I/O優化技術研究pdf

2018年9月29日20:24:25 發表評論 37

固態盤I/O優化技術研究 內容簡介

固態硬盤(簡稱固態盤)具有明顯的性能優勢,《計算機科學學術文庫·計算機系統結構:固態盤I/O優化技術研究》從元數據管理方法、新的內部混合架構的固態盤、針對固態盤的I/O調度程序、減少到固態盤的寫流量、利用固態盤的冗余高效能云存儲系統架構及構建由固態盤和機械硬盤組成的混合式存儲系統Hsstore等六個方面對固態盤的I/O優化技術展開研究,以提高其存儲系統的性能和可靠性,同時降低系統能耗。

該書可供高校及科研單位人員開展研究工作使用,也可供從事相關工作的工程技術人員作為參考用書使用。

固態盤I/O優化技術研究 目錄

第1章 緒論

1.1 信息存儲概述

1.2 固態盤技術分析

1.3 固態盤的研究現狀

1.3.1 關于固態盤性能的研究

1.3.2 采用固態盤的存儲系統研究

1.4 本書主要內容

第2章 塊級連續數據保護系統元數據管理方法研究

2.1 研究背景

2.2 元數據管理設計與實現

2.2.1 重要的數據結構

2.2.2 全量恢復算法

2.2.3 增量恢復算法

2.2.4 具體實現

2.3 實驗結果與分析

2.3.1 測試環境

2.3.2 檢索時間與恢復數據量的關系

2.3.3 增量和全量恢復的選擇

2.4 本章小結

第3章 一種結合SLC和MLC的混合固態盤架構設計

3.1 SLC和MLC閃存體分析

3.2 SMARC設計和實現

3.2.1 哪些數據放在SLC區域

3.2.2 SMARC中的耗損均衡

3.2.3 SLC和MLC區域之間的數據遷移

3.3 性能評價

3.3.1 性能

3.3.2 可靠性和能源消耗

3.4 本章小結

第4章 一種基于區域的高效固態盤調度策略

4.1 研究背景和動機

4.2 I/O調度器及固態盤內部并行性分析

4.2.1 閃存和固態盤

4.2.2 I/O調度器

4.2.3 固態盤內部并行性

4.3 對固態盤性能特征的分析

4.3.1 隨機操作和順序操作的不同

4.3.2 固態盤內部并行性

4.4 分區調度器的設計與實現

4.4.1 結構概述

4.4.2 空間分區

4.4.3 請求的隊列組織

4.4.4 讀/寫請求的調度

4.4.5 分區調度器工作流程

4.5 實驗評估

4.5.1 工作負載的性能

4.5.2 微測試

4.6 本章小結

第5章 利用重刪和增量編碼的固態盤寫優化

5.1 概述

5.2 設計動機和考慮因素

5.3 設計方法

5.3.1 如何識別語義元數據塊

5.3.2 消除重復數據塊

5.3.3 管理元數據塊的增量變化

5.4 實驗測試

5.4.1 實驗設置

5.4.2 性能比較

5.4.3 CPU和RAM利用率

5.4.4 減少寫流量

5.5 本章小結

第6章 利用固態盤的冗余高效能云存儲系統設計

6.1 研究背景

6.2 REST設計原理和實現細節

6.2.1 系統架構

6.2.2 能耗感知的數據布局

6.2.3 instructOr

6.2.4 loggers

6.2.5 能耗模型

6.3 系統評估

6.3.1 實驗設置

6.3.2 數據塊服務器狀態轉移

6.3.3 節省功耗和性能影響

6.3.4 實際工作負載實驗

6.4 本章小結

第7章 基于固態盤緩存的混合式存儲系統

7.1 提出背景和研究動機

7.2 LinuX操作系統dcvicc-mappcr簡介

7.2.1 device-mappcr中的主要概念

7.2.2 目標設備的操作接口

7.3 HSStore的設計與實現

7.3.1 HSStorc系統架構

7.3.2 緩存模式與替換算法

7.3.3 HSStorc使用的主要數據結構

7.3.4 請求處理流程

7.4 系統性能測試

7.4.1 測試環境

7.4.2 微測試結果及分析

7.4.3 工作負載結果及分析

7.5 本章小結

第8章 總結與展望

8.1 全書小結

8.2 未來工作展望

參考文獻

致謝

固態盤I/O優化技術研究 精彩文摘

2.對存儲系統性能要求越來越高

目前,計算機的主要應用模式已經轉化成數據的存儲和訪問。隨著計算機硬件技術和網絡技術的發展,CPU的計算機能力和網絡帶寬已經不再是計算機系統的性能瓶頸。大數據時代,海量數據使得存儲系統在計算機系統中占有越來越重要的地位,已經成為計算機系統新的性能瓶頸,即I/O瓶頸。傳統的存儲系統結構單純依靠提升服務器的軟硬件和增加網絡帶寬已經無法解決這一問題。采用新型存儲結構,大幅提高存儲系統性能的需求已經越來越迫切。近年來,分布式存儲技術快速發展,并越來越引起業界關注,如亞馬遜等公司開發了云存儲應用等,采用新型存儲結構來存儲和管理海量數據,并提供快速、可靠、高效的計算和存儲服務的需求越來越迫切。

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