傳統(tǒng)的基于磁盤和串行接口（SATA）的固態(tài)硬盤設(shè)計(jì)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng),已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的超大規(guī)模存儲(chǔ)需求。而新型存儲(chǔ)設(shè)備NVMe SSD為超大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來了新的突破口。針對傳統(tǒng)存儲(chǔ)軟件棧的巨大軟件開銷導(dǎo)致不能夠發(fā)揮NVMe SSD的硬件性能問題,借助于Intel存儲(chǔ)軟件開發(fā)工具SPDK提供的用戶態(tài)NVMe存儲(chǔ)軟件棧,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種滿足超大規(guī)模、高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)的本地存儲(chǔ)系統(tǒng)NVMeStore。結(jié)合用戶態(tài)NVMe軟件棧的超低延遲和高并發(fā)I/O共享架構(gòu)的應(yīng)用場景,提出針對NVMe SSD的數(shù)據(jù)讀寫優(yōu)化方案,資源分配和性能隔離方案。固態(tài)硬盤內(nèi)部存在寫干擾問題,寫干擾導(dǎo)致SSD讀性能大幅下降。通過讀寫隊(duì)列分離技術(shù)將讀寫請求分離,并提交到不同的NVMe隊(duì)列對,以減少讀寫請求間的相互干擾,從而提高讀性能。提出讀寫隊(duì)列動(dòng)態(tài)比例調(diào)整方案和應(yīng)用動(dòng)態(tài)綁定方案,在不影響系統(tǒng)總體性能的前提下,提高CPU資源使用率。在不同讀寫比例混合負(fù)載下,該方案相比于默認(rèn)方案,性能提升3%¹02%;相比于Fqueue方案,性能提升1%¹5%。NVMe軟件棧旁路內(nèi)核I/O調(diào)度層,在... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高并發(fā)I/O共享架構(gòu)示意圖


本文編號(hào)：3296456