【摘要】： 龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的通用64位龍芯處理器應用研究的一個重要方向,其主體軟件框架Openfiler的管理界面支持的存儲服務結(jié)構極為豐富,為設計各種層次的附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)提供了良好的可伸縮接口。在網(wǎng)絡傳輸、文件存儲過程中,以高安全性、高性能為前提的附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)給主頻較低的龍芯2F處理器帶來了壓力,所以優(yōu)化龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸、文件存儲性能有著重要的現(xiàn)實意義和應用價值。 龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的基本操作系統(tǒng)的設計、定制與啟動優(yōu)化過程分為五個階段:工具鏈制作、目標系統(tǒng)的設計和定制、kernel的編譯、系統(tǒng)啟動必要配置文件的建立和系統(tǒng)啟動優(yōu)化。本文選取性能基準工具對基于龍芯2F平臺的附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡傳輸性能和文件存儲性能進行了測試,并在同等硬件環(huán)境的X86平臺作了相應的量化對比。測試結(jié)果分析表明龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)總體上具有較好的數(shù)據(jù)輸入輸出(通過建立軟RAID)和網(wǎng)絡傳輸性能(加密網(wǎng)絡協(xié)議Sftp除外)。由于加密網(wǎng)絡協(xié)議Sftp網(wǎng)絡傳輸效率不高,本文首先詳細分析Sftp的工作流程并初步確定優(yōu)化方向;接著從數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?zhí)行時間中取得libcrypto.so的核心耗時函數(shù)AES_encrypt()和AES_decrypt();最后結(jié)合龍芯平臺的體系結(jié)構特征,首次提出了基于多媒體擴展指令(SIMD技術)優(yōu)化AES加解密性能的方法并使用該技術對動態(tài)庫libcrypto.so的AES加解密函數(shù)進行了多媒體優(yōu)化。 優(yōu)化前后,加密網(wǎng)絡協(xié)議Sftp(AES加解密)傳輸?shù)臏y試結(jié)果表明龍芯SIMD技術優(yōu)化AES算法減少了加解密時間,有效地提高了Sftp的網(wǎng)絡傳輸速率。這種基于龍芯SIMD技術的優(yōu)化方法對AES加解密函數(shù)的優(yōu)化取得了比較理想的效果。
【學位授予單位】：中國石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP333
【圖文】：

第一章 緒論本操作系統(tǒng)設計、定制和啟動優(yōu)化完成后，在此平臺上移植龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)后，經(jīng)測試，其總體上具有較好的數(shù)據(jù)輸入輸出和網(wǎng)絡傳輸性能，但與同等硬件條件的 X86 平臺量化對比測試發(fā)現(xiàn)，I/O 操作性能與加密網(wǎng)絡協(xié)議 Sftp 網(wǎng)絡傳輸性能效率不高。本文就是在此背景下提出并展開研究工作的，通過測試分析發(fā)現(xiàn)，加密網(wǎng)絡協(xié)議Sftp 在數(shù)據(jù)傳輸過程中使用 AES 加解密傳輸，在加解密過程中頻繁執(zhí)行移位、異或和內(nèi)存訪存操作，因此，處理器資源過多的消耗在對數(shù)據(jù)的加密和解密過程中。具有完全自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)高性能通用處理器龍芯 2F 是一款實現(xiàn) 64 位 MIPS III指令集的通用 RISCSOC 處理器[2]，基于龍芯 2F 高性能通用處理器的附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的控制主體包括主板、CPU 控制等；網(wǎng)卡負責與外界聯(lián)絡，是接受指令、服務要求的管道；硬盤用來存儲資料。其整體的架構如圖 1-1 所示。

圖 1-2 附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構Fig1-2 The Network structure of Network Attached Storage system文完成了龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)基本系統(tǒng)的設計、定制和優(yōu)化工作。系統(tǒng) Openfiler 界面移植成功后，首次對整個附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的文件傳輸性能進行測試分析，并通過與 X86 平臺的相關性能測試數(shù)據(jù)比較網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)在 I/O 存儲、加密網(wǎng)絡協(xié)議 Sftp 網(wǎng)絡傳輸上的依賴瓶頸使用龍芯 SIMD 技術優(yōu)化，最終實現(xiàn)龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)在文件存有更高性能。章的組織一章 緒論。主要介紹了本課題的背景及意義、課題的研究內(nèi)容、目標結(jié)構；二章 龍芯 2F 基本系統(tǒng)的設計及啟動優(yōu)化。在移植附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng) 首先設計、定制并優(yōu)化了龍芯 2F 基本系統(tǒng)，為龍芯附加網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)

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本文編號：2716519