NVM存儲(chǔ)設(shè)備是當(dāng)前解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)墻的有效方法,但NVM存儲(chǔ)設(shè)備與HDD、基于Flash的SSD存在較大區(qū)別,這使得現(xiàn)有的存儲(chǔ)系統(tǒng)難以有效發(fā)揮其接近于DRAM高速讀寫速度和支持字節(jié)讀寫等優(yōu)勢(shì)。在用于支撐KV應(yīng)用程序時(shí),一般使用塊接口訪問(wèn)NVM存儲(chǔ)設(shè)備,接口傳輸速度較低、也無(wú)法支持KV操作語(yǔ)義,訪問(wèn)KV對(duì)時(shí)還需要在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間多次復(fù)制相關(guān)數(shù)據(jù),嚴(yán)重影響了KV應(yīng)用程序的執(zhí)行效率;同時(shí),現(xiàn)有的存儲(chǔ)系統(tǒng)也沒(méi)有有效利用NVM存儲(chǔ)設(shè)備中嵌入式處理器的機(jī)制。因此,需要針對(duì)KV應(yīng)用訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求和NVM存儲(chǔ)設(shè)備的特性,研究和開發(fā)基于NVM陣列的新型KV存儲(chǔ)系統(tǒng)。首先,在分析NVM存儲(chǔ)設(shè)備和KV應(yīng)用程序訪問(wèn)特性的基礎(chǔ)上,分析現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件棧中制約KV對(duì)訪問(wèn)性能的因素,設(shè)計(jì)了新型KV存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),給出了其中主要模塊的功能。其次,針對(duì)現(xiàn)有KV存儲(chǔ)系統(tǒng)沒(méi)有有效利用NVM存儲(chǔ)設(shè)備嵌入式處理能力和NVM存儲(chǔ)設(shè)備訪問(wèn)接口慢等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了嵌入式KV子系統(tǒng)。給出了其結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)布局、KV對(duì)管理算法、新的訪問(wèn)接口和基于兩層日志的一致性機(jī)制等,利用NVM存儲(chǔ)設(shè)備的嵌入式處理能力完成KV對(duì)的查找,避免了查找K... 

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 NVM的分類和特性
        1.1.2 NVM的特點(diǎn)
        1.1.3 KV存儲(chǔ)特點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高效NVM存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究
        1.2.2 KV存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    1.3 本文的主要工作和組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 本文的主要工作
        1.3.2 本文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 基于NVM陣列的新型KV存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
    2.1 直接使用NVM存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)建KV存儲(chǔ)系統(tǒng)的分析
    2.2 新型KV存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 嵌入式KV子系統(tǒng)
    3.1 PMEKV的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
    3.2 PMEKV的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
    3.3 KV對(duì)的管理方式
    3.4 PMEKV的訪問(wèn)接口
    3.5 基于兩層日志的一致性機(jī)制
    3.6 原型系統(tǒng)與測(cè)試
        3.6.1 原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試環(huán)境
        3.6.2 插入KV對(duì)的測(cè)試
        3.6.3 改變線程數(shù)執(zhí)行負(fù)載的測(cè)試
        3.6.4 改變KV對(duì)數(shù)量執(zhí)行負(fù)載的測(cè)試
        3.6.5 改變操作數(shù)量執(zhí)行負(fù)載的測(cè)試
    3.7 本章小結(jié)
第四章 基于NVM陣列的分布管理策略
    4.1 基于NVM陣列分布管理的結(jié)構(gòu)
    4.2 基于BloomFilter的協(xié)作管理算法
    4.3 基于競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)化策略
    4.4 原型系統(tǒng)測(cè)試與分析
        4.4.1 原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試環(huán)境
        4.4.2 插入KV對(duì)的測(cè)試
        4.4.3 讀取KV對(duì)的測(cè)試
        4.4.4 讀寫混合測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于NVM陣列的新型KV存儲(chǔ)系統(tǒng)型原型
    5.1 原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    5.2 原型系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境與測(cè)試工具
    5.3 原型系統(tǒng)測(cè)試與分析
        5.3.1 讀寫混合測(cè)試
        5.3.2 改變KV對(duì)數(shù)量執(zhí)行負(fù)載的測(cè)試
        5.3.3 改變操作數(shù)量執(zhí)行負(fù)載的測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與其他科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向非易失內(nèi)存的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與優(yōu)化綜述[J]. 孫廣宇,舒繼武,王鵬.  華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[2]面向新型存儲(chǔ)的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)與核心算法綜述[J]. 金培權(quán),郝行軍,岳麗華.  計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2013(10)



本文編號(hào)：3687646