基于VI的高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2020-04-22 20:35
【摘要】: 為了滿足地理信息系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)高帶寬、低延遲的廉價(jià)海量存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的巨大需求,基于VIA(Virtual Interface Architecture)通信協(xié)議和以太網(wǎng)技術(shù)的VISA(Virtual Interface Storage Architecture)應(yīng)運(yùn)而生。VISA系統(tǒng)是一個(gè)融合了內(nèi)核級(jí)VIA通信協(xié)議和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)技術(shù)的高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),由存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)、元數(shù)據(jù)服務(wù)器及客戶結(jié)點(diǎn)三部分組成,實(shí)現(xiàn)了塊級(jí)存儲(chǔ)虛擬化、存儲(chǔ)資源的分配與映射策略和數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分布與布局。 VIA協(xié)議作為一種廣泛應(yīng)用于集群計(jì)算環(huán)境下的輕量級(jí)通信協(xié)議,已經(jīng)在實(shí)踐中證明了比傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議更優(yōu)的通信性能。在開源的M-VIA代碼的基礎(chǔ)上,將用戶級(jí)VIA協(xié)議改進(jìn)為內(nèi)核級(jí)VIA協(xié)議,使其更適合于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。采用Syskonnect公司的SK9821網(wǎng)卡,在linux平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)了支持VIA協(xié)議的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序,使VIA協(xié)議能夠運(yùn)行在千兆以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)上。經(jīng)過(guò)在該平臺(tái)上測(cè)試內(nèi)核級(jí)VIA協(xié)議及TCP/IP協(xié)議,已經(jīng)證明了內(nèi)核級(jí)VIA協(xié)議在性能上的優(yōu)勢(shì)。 VISA系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)建立緩存、采用數(shù)據(jù)聚合、多線程并行操作等技術(shù)來(lái)提高性能,并且配合得非常合理,對(duì)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)性能提升很大。VISA系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物理設(shè)備和邏輯設(shè)備的塊地址空間之間的映射,支持動(dòng)態(tài)地址映射、動(dòng)態(tài)塊重分配和熱塊冗余技術(shù),從而有效地改善了VISA存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)布局,提高了存儲(chǔ)管理的靈活性。VISA存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)已在與iSCSI的測(cè)試對(duì)比中得到證明。
【圖文】:
段長(zhǎng)度 內(nèi)存句柄緩沖區(qū)虛擬地址保留 遠(yuǎn)端內(nèi)存句柄 遠(yuǎn)端緩沖區(qū)虛擬地址數(shù)據(jù)段圖 2.7 RDMA 描述符格式2.2.6 描述符處理模型數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求是由描述符來(lái)描述的,描述符包括了所有需要處理請(qǐng)求的信息,例如傳輸類型,,傳輸狀態(tài),排隊(duì)信息、立即數(shù)和一個(gè)分散-收集類型的緩沖區(qū)鏈表。圖 2.8 描述了 VIA 描述符處理模型,稱為工作隊(duì)列模型和完成隊(duì)列模型。它們不同在于通告 VI 消費(fèi)者描述符完成的方式。兩種方式下,描述符都要在一個(gè) VI 的工作隊(duì)列中排隊(duì)和出隊(duì)。在工作隊(duì)列模型下,VI 消費(fèi)者通過(guò)測(cè)試一個(gè)特定工作隊(duì)列頭部的描述符的狀態(tài)輪詢是否完成,當(dāng)一個(gè)描述符完成時(shí),它的 ID 寫入完成隊(duì)列,一旦 VI 消費(fèi)者從完成隊(duì)列獲得一個(gè)描述符完成的通知,VI 消費(fèi)者必須從合適的工作隊(duì)列中把這個(gè)描述符解隊(duì)列。VI 提供者應(yīng)該提供一種機(jī)制支持 VI 消費(fèi)者要么等待描述符在 VI 的工作隊(duì)列上完成,或者等待來(lái)自與完成隊(duì)列的通告。
VISA存儲(chǔ)
【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】:2006
【分類號(hào)】:TP333
本文編號(hào):2636930
【圖文】:
段長(zhǎng)度 內(nèi)存句柄緩沖區(qū)虛擬地址保留 遠(yuǎn)端內(nèi)存句柄 遠(yuǎn)端緩沖區(qū)虛擬地址數(shù)據(jù)段圖 2.7 RDMA 描述符格式2.2.6 描述符處理模型數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求是由描述符來(lái)描述的,描述符包括了所有需要處理請(qǐng)求的信息,例如傳輸類型,,傳輸狀態(tài),排隊(duì)信息、立即數(shù)和一個(gè)分散-收集類型的緩沖區(qū)鏈表。圖 2.8 描述了 VIA 描述符處理模型,稱為工作隊(duì)列模型和完成隊(duì)列模型。它們不同在于通告 VI 消費(fèi)者描述符完成的方式。兩種方式下,描述符都要在一個(gè) VI 的工作隊(duì)列中排隊(duì)和出隊(duì)。在工作隊(duì)列模型下,VI 消費(fèi)者通過(guò)測(cè)試一個(gè)特定工作隊(duì)列頭部的描述符的狀態(tài)輪詢是否完成,當(dāng)一個(gè)描述符完成時(shí),它的 ID 寫入完成隊(duì)列,一旦 VI 消費(fèi)者從完成隊(duì)列獲得一個(gè)描述符完成的通知,VI 消費(fèi)者必須從合適的工作隊(duì)列中把這個(gè)描述符解隊(duì)列。VI 提供者應(yīng)該提供一種機(jī)制支持 VI 消費(fèi)者要么等待描述符在 VI 的工作隊(duì)列上完成,或者等待來(lái)自與完成隊(duì)列的通告。
VISA存儲(chǔ)
【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】:2006
【分類號(hào)】:TP333
【引證文獻(xiàn)】
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1 楊雷;集群系統(tǒng)的通信性能分析與優(yōu)化[D];遼寧師范大學(xué);2010年
本文編號(hào):2636930
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