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随着信息的迅速膨胀,传统的直连式存储(Direct Attached Storage,DAS)模型已经无法跟上人们对存储的需求,其在动态性、易用性和管理性等方面存在明显的缺陷。国家高性能计算机工程技术中心以存储和计算分离的理论模型为基础,自主研发了蓝鲸动态服务部署系统(Service on Demand,SonD),将数据集中存储的同时使用数据通道把数据映射到宿主机本地,有效的解决了上述问题。然而数据集中造成I/O也随之集中,进而带来的I/O瓶颈问题则严重地制约了服务部署系统的可扩展性。
为了有效改善SonD服务部署系统的可扩展性,客户端缓存技术成为首要选择,但是这并不能从根本上解决存储集中管理所带来的服务器I/O瓶颈问题。本文提出了通过客户端之间P2P数据共享的技术,来有效减少客户端对服务器端的I/O压力,进而消除集中存储对系统性能产生的负面影响,提高SonD服务部署系统的可扩展能力。
本文以SonD服务部署系统为基础,通过详细分析当前SonD服务部署系统的性能瓶颈,并深入调研现有的P2P系统,提出了把集中式P2P系统引入SonD服务部署系统中的方案。
本文所取得的主要成果如下:
1)修改客户端nHD卡的缓存策略
原有nHD卡采用写缓存策略,在客户端缓存所有的写数据,这样能有效的减少客户端个性数据对服务器的I/O压力,一定程度上减轻了服务器的负载。为了更有效地发挥缓存的优势,我们在nHD卡上添加了读缓存策略,针对不同的应用,可以通过编译选择支持的缓存类型。
2)客户端nHD卡上读缓存的预取机制
结合nHD卡上缓存介质nandflash的具体特性设计读缓存的预取机制,每次读数据都以128K为单位对齐,并根据具体情况判断是否进行预取。
3)把集中式P2P系统应用到SonD服务部署系统中
通过引入集中式P2P系统,使多客户端并发操作时对SonD服务器端的I/O压力减少了约27%-51%,客户端的单点性能约提高了13%-30%,很好地提高了SonD服务部署系统的可扩展能力。