基于感知的分布式文件系统拥塞控制机制

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在分布式文件系统中,一个数据服务器同时要处理来自多个客户端的I/O访问请求。如果数据服务器没有足够的资源来处理所有已到达的以及即将到达的I/O访问请求,大量的I/O访问请求将会在数据服务器端挂起,引发拥塞现象,导致数据服务器的性能退化。同时,拥塞程度还会被I/O请求的超时重传放大,从而导致数据服务器吞吐率进一步衰减。如何应对由于负载过重带来的拥塞,避免由此造成的服务性能急剧下降,对保障整个系统的可用性和吞吐率有重要的意义。针对分布式文件系统特点,提出了一种基于感知的拥塞控制机制PbCCM(Perception-based Congestion Control Mechanism),首先设计实现了一种高并发处理模型,提高系统的服务能力,延迟拥塞的发生临界点。然后通过在客户端和服务节点之间加入反馈机制,使得客户端可以感知服务节点的状态,当服务器节点负载过重的时候,客户端采取相应的措施适应服务节点的负载情况,并逐步减轻服务节点的负载。最后通过对重传的写请求进行优化,进一步减少重传给服务节点带来的额外开销。测试结果表明,相对于无拥塞控制方案的分布式文件系统,在服务节点负载过重的情况下。PbCCM机制能够有效保证系统的服务性能,I/O请求的平均响应时间减小了7%~20%,系统的I/O吞吐率提高了25%,因I/O请求不能及时得到响应而引发的请求超时重传率也有相对30%的显著改善。
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