身處互聯(lián)網(wǎng)時代,數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長,這使得存儲系統(tǒng)成為制約計算機系統(tǒng)性能的關鍵因素之一。新型非易失性內(nèi)存（Non-Volatile Memory,NVM）具有持久性、字節(jié)尋址和讀寫性能與DRAM相近的特性;遠程直接內(nèi)存訪問（Remote Direct Memory Access,RDMA）具有高吞吐,低延遲的特性,結合新型存儲和網(wǎng)絡硬件是當前構建高性能存儲系統(tǒng)的有效選擇。但是在結合過程中,會在數(shù)據(jù)的一致性、非易失性內(nèi)存管理效率及壽命等方面出現(xiàn)問題,直接使用現(xiàn)有的本地文件系統(tǒng)構建存儲系統(tǒng)則難以發(fā)揮新型硬件的性能優(yōu)勢。因此本文以面向分布式非易失性內(nèi)存的新型存儲系統(tǒng)為研究和設計的目標。首先,本文從存儲和網(wǎng)絡兩個方面介紹了分布式存儲系統(tǒng)結構的發(fā)展,在分析了非易失性內(nèi)存的數(shù)據(jù)不一致性和本地內(nèi)存管理效率低的問題基礎上,設計了面向分布式非易失性內(nèi)存的新型存儲系統(tǒng)結構。其次,非易失性內(nèi)存的數(shù)據(jù)一致性依賴于CPU主動執(zhí)行硬件指令刷寫緩存實現(xiàn),而這類指令開銷極高,嚴重影響CPU的處理性能;RDMA在服務器端CPU不參與的情況下直接讀寫服務器端內(nèi)存,因此服務器端CPU無法感知數(shù)據(jù)寫入事件,不能及時執(zhí)行數(shù)... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的內(nèi)容和意義
    1.2 非易失存儲器
        1.2.1 NVM的原理和特點
        1.2.2 NVM在計算機體系結構中的應用
    1.3 遠程直接內(nèi)存訪問
    1.4 分布式非易失性內(nèi)存存儲系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
    1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.6 本文的主要工作和組織結構
        1.6.1 本文的主要工作
        1.6.2 本文的組織結構
第二章 面向分布式非易失性內(nèi)存的新型存儲系統(tǒng)結構
    2.1 現(xiàn)有分布式存儲系統(tǒng)的結構
    2.2 分布式非易失性內(nèi)存存儲系統(tǒng)的分析
        2.2.1 一致性機制的分析
        2.2.2 本地內(nèi)存管理的分析
    2.3 面向分布式非易失性內(nèi)存的新型存儲系統(tǒng)結構
    2.4 本章小結
第三章 面向分布式非易失性內(nèi)存文件系統(tǒng)一致性機制
    3.1 新型存儲與網(wǎng)絡設備對一致性的影響
    3.2 一致性機制的結構設計
    3.3 基于操作日志的一致性保障策略
    3.4 服務器端的寫一致性策略
    3.5 服務器端的數(shù)據(jù)異步持久化
    3.6 原型系統(tǒng)測試與分析
        3.6.1 寫帶寬測試
        3.6.2 批處理對寫帶寬影響測試
        3.6.3 異步持久化對寫帶寬影響測試
    3.7 本章小結
第四章 本地非易失性內(nèi)存管理機制
    4.1 非易失性內(nèi)存現(xiàn)狀的分析
    4.2 本地非易失性內(nèi)存管理的結構
    4.3 輕量級日志一致性保障策略
    4.4 非易失性內(nèi)存空間管理策略
        4.4.1 NVM的分配與釋放策略
        4.4.2 NVM的磨損均衡
    4.5 原型系統(tǒng)的測試與分析
        4.5.1 分配速度測試
        4.5.2 一致性開銷測試
        4.5.3 磨損均衡測試
        4.5.4 可擴展性測試
        4.5.5 恢復測試
    4.6 本章小結
第五章 面向分布式非易失性內(nèi)存的新型存儲系統(tǒng)原型
    5.1 通訊效率對存儲系統(tǒng)性能的影響
    5.2 新型存儲系統(tǒng)原型實現(xiàn)與測試
        5.2.1 改變文件大小的讀寫帶寬測試
        5.2.2 綜合負載環(huán)境下的讀寫帶寬測試
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間發(fā)表的學術論文及其他科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]一個基于日志結構的非易失性內(nèi)存鍵值存儲系統(tǒng)[J]. 游理通,王振杰,黃林鵬.  計算機研究與發(fā)展. 2018(09)
[4]基于相變存儲器的存儲技術研究綜述[J]. 冒偉,劉景寧,童薇,馮丹,李錚,周文,張雙武.  計算機學報. 2015(05)
[5]基于相變存儲器的存儲系統(tǒng)與技術綜述[J]. 張鴻斌,范捷,舒繼武,胡慶達.  計算機研究與發(fā)展. 2014(08)
[6]新型非易失存儲研究[J]. 沈志榮,薛巍,舒繼武.  計算機研究與發(fā)展. 2014(02)



本文編號：3682954