本文選題：混合存儲(chǔ)系統(tǒng)　切入點(diǎn)：TrinityFS　出處：《華中科技大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，比如高速的讀寫性能、低功耗、強(qiáng)數(shù)據(jù)容錯(cuò)糾錯(cuò)及恢復(fù)的能力等等。而目前現(xiàn)有的基于磁盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)法滿足上述需求，因此人們寄希望于新出現(xiàn)的新型非易失存儲(chǔ)介質(zhì)，比如閃存（Flash Memory）、相變存儲(chǔ)器（PCRAM）等。每一種新介質(zhì)的出現(xiàn)，雖然提升了存儲(chǔ)系統(tǒng)某些屬性上的性能，但由于每種介質(zhì)自身的特性或制造工藝的限制，新介質(zhì)的引入也會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)一些制約。 綜合考慮傳統(tǒng)磁盤、閃存以及相變存儲(chǔ)器在性能、容量、可靠性、能耗和性價(jià)比的特點(diǎn)，提出一種結(jié)合PCRAM-Flash-HDD三種存儲(chǔ)介質(zhì)特性的文件系統(tǒng)TrinityFS。TrinityFS的主要思想是讓每種介質(zhì)都“趨利避害”，主要實(shí)現(xiàn)了三個(gè)模塊：首先，PCRAM介質(zhì)具有接近內(nèi)存級(jí)別的讀寫性能和可靠性、字節(jié)級(jí)的讀寫粒度的優(yōu)點(diǎn)，，但由于生產(chǎn)工藝的限制，目前相變存儲(chǔ)器普遍價(jià)格高而容量小。因此將系統(tǒng)中最頻繁被讀寫和更新但又占容量很小的元數(shù)據(jù)存放在性能最好的PCRAM中，以期對(duì)元數(shù)據(jù)的訪問(wèn)可以達(dá)到RAM級(jí)速度；其次，由于磁盤設(shè)備容量大，順序?qū)懶阅芎茫遗c閃存介質(zhì)相比有更長(zhǎng)的使用壽命，則需盡量把對(duì)數(shù)據(jù)的寫操作以log的方式定向到磁盤上，以減少對(duì)閃存不利的更新和擦除操作；再次，閃存存儲(chǔ)器具有低能耗、高可靠性及抗震等優(yōu)點(diǎn)，且與磁盤相比，閃存存儲(chǔ)器具有更好的讀性能，因此定期對(duì)磁盤中的數(shù)據(jù)掃描，發(fā)現(xiàn)讀操作的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，將其遷移到閃存介質(zhì)中，以提高系統(tǒng)的整體性能。 基于Linux的文件系統(tǒng)LogFS，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)混合存儲(chǔ)系統(tǒng)TrinityFS，并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試工作，結(jié)果表明TrinityFS在不同的負(fù)載下對(duì)系統(tǒng)的整體性能都有較好的提升。
[Abstract]:With the development of Internet and computer storage technology, people are demanding more and more information storage system, such as high speed reading and writing performance, low power consumption, strong data fault tolerance and error correction and recovery ability, and so on.However, the existing disk-based storage system can not meet these requirements, so people are looking to the new non-volatile storage media, such as flash memory, phase change memory (PCRAM) and so on.The emergence of each new medium improves the performance of some properties of the storage system, but the introduction of the new medium will also bring some constraints to the system because of the characteristics of each medium or the limitations of the manufacturing process.Considering the characteristics of traditional disk, flash memory and phase change memory in performance, capacity, reliability, energy consumption and performance-to-price ratio,This paper presents a file system, TrinityFS.TrinityFS, which combines the characteristics of three storage media. The main idea of TrinityFS.TrinityFS is to make each medium "seek advantages and avoid disadvantages". Three modules are implemented: first of all, the PCRAM-Flash-HDD medium has read and write performance and reliability close to memory level.The advantages of byte level read and write granularity, but due to the limitations of production process, phase change memory is generally high in price and small in capacity.The flash memory has better reading performance than the disk, so it scans the data in the disk regularly, finds the hot data of the read operation, and migrates it to the flash memory.To improve the overall performance of the system.A hybrid storage system, Trinity FS, is implemented based on LogFS, which is a file system based on Linux. The results show that TrinityFS can improve the overall performance of the system under different loads.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP333

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1709423