论文部分内容阅读
人类迈入信息时代之后,诸如数字通信,数字多媒体,电子商务,搜索引擎,数字图书馆,天气预报,地质勘探,科学研究等海量数据型应用的涌现,各种信息呈现爆炸式的增长趋势,存储成为信息技术的中心,信息数据逐渐成为企业赖以生存和发展的基础,因而人们日益重视数据的保护。
为了满足人们的这种需求,快照技术得到了广泛的研究和应用。但是当前快照系统中普遍存在缓存数据冗余的情况,而缓存资源对于提升存储系统的整体性能有着无可替代的作用。基于这种情况,为了解决当前快照系统带来的缓存数据冗余问题,本文通过对快照系统与缓存系统的深入研究,打破了传统块设备级快照系统设计的固有思维,提出并实现了一种与缓存配合的通用快照系统(CGSS)。CGSS快照系统既支持只读快照,又支持可写快照。CGSS快照系统通过解决缓存数据冗余问题以及精确缓存预取策略极大地提高了系统中缓存资源的利用率,提高了系统性能。同时由于其与缓存的数据接口和控制接口皆采用标准的块设备接口,因此具有较好的通用性。
针对系统中映射元数据的内存开销问题,本文提出并实现了映射元数据的压缩。在降低元数据占用内存空间的同时,对系统性能的影响可忽略不计。
针对只读快照创建速度较慢的问题,本文通过仔细分析,提出了创建只读快照时,同时交换缓存设备与底层物理设备的方案。该方案可避免创建只读快照时,缓存数据的同步,提高了创建只读快照的速度。
本文最后对CGSS快照系统进行了有效性测试,性能测试以及响应时间损失测试。有效性测试证明了CGSS快照系统的数据正确性。性能测试中,选取CMSD[李玮玮2011]和LVM[17eigland2001]作为参照系统。测试结果表明:与上述两个快照系统相比,CGSS快照系统的性能均有不同程度的提升。响应时间损失测试的结果表明,CGSS快照系统在解决缓存冗余问题的同时所带来的二次访问缓存的响应时间损失在可接受的范围内。