云計(jì)算背景下基于FPGA的文件管理系統(tǒng)與Web緩存的緊耦合研究與分析
發(fā)布時(shí)間:2023-03-04 02:26
在云計(jì)算時(shí)代中,用戶對(duì)于數(shù)據(jù)的吞吐速度、穩(wěn)定性和安全性有了更高的要求,然而隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)快速發(fā)展,WEB應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量不斷增加,互聯(lián)網(wǎng)資源的全球分布日趨分散,在終端用戶和網(wǎng)絡(luò)資源間的“鴻溝”也愈發(fā)明顯。所以提高WEB應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能,在用戶和數(shù)據(jù)服務(wù)之間建立穩(wěn)定、快速、高并發(fā)的數(shù)據(jù)通路,提供具有高吞吐率、高可靠性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)是十分必要的,也是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域的前沿方向。 分布式文件系統(tǒng)和Web緩存機(jī)制的研究是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的兩個(gè)重要研究?jī)?nèi)容,兩者的最終目的是將網(wǎng)絡(luò)資源融合,拉近與用戶間的距離,并最終消除用戶與網(wǎng)絡(luò)資源間的“鴻溝”,然而很少有研究將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái),提高Web服務(wù)器的性能,從而提高服務(wù)效能。本論文著重對(duì)文件系統(tǒng)和Web緩存機(jī)制的融合做了深入的研究,并以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)為平臺(tái)做了相應(yīng)的實(shí)踐。提出了文件管理系統(tǒng)單元(FMSU,File Management System Unit)及基于FPGA的面向應(yīng)用的Web服務(wù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),對(duì)硬件傳輸單元(Hardware Transfer Unit)和專用嵌入式文件系統(tǒng)(ASEFS:Application Sp...
【文章頁(yè)數(shù)】:78 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
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 云計(jì)算中的操作系統(tǒng)及文件系統(tǒng)
1.2.2 Web 緩存技術(shù)的研究
1.3 研究目標(biāo)和主要工作
1.4 文章結(jié)構(gòu)
第二章 分布式文件系統(tǒng)與WEB 緩存機(jī)制
2.1 分布式文件系統(tǒng)
2.1.1 GFS(Google File System)文件系統(tǒng)
2.1.2 HDFS(Hadoop Distributed File System)文件系統(tǒng)
2.1.3 KFS(Kosmos Distributed File System)文件系統(tǒng)
2.2 Web 緩存機(jī)制
2.2.1 Cache 設(shè)計(jì)原理
2.2.2 Web 緩存系統(tǒng)的部署
2.2.3 Web 緩存服務(wù)器的歷史沿革與應(yīng)用模式
2.2.4 Web 緩存的工作機(jī)制
2.3 分布式文件系統(tǒng)與Web 接入的緊耦合
2.3.1 縮短用戶與數(shù)據(jù)之間的距離
2.3.2 緊耦合的若干研究方向
2.4 本章小結(jié)
第三章 WEB 系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)及工作模型
3.1 系統(tǒng)構(gòu)架
3.1.1 嵌入式軟核處理器(MicroBlazeTM)
3.1.2 Web 服務(wù)處理模塊(WPM)
3.1.3 文件管理系統(tǒng)單元(FMSU)
3.1.4 寄存器互聯(lián)(Register Bank)
3.1.5 存儲(chǔ)單元
3.1.6 其他相關(guān)單元
3.2 工作模型
3.3 Web 系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)
3.3.1 軟件處理及硬件功能模塊的設(shè)計(jì)與劃分
3.3.2 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法
3.4 專用嵌入式文件管理系統(tǒng)(ASEFS)
3.4.1 讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)函數(shù)
3.4.2 開(kāi)辟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域
3.4.3 格式化File System
3.4.4 初始化File System
3.4.5 創(chuàng)建、關(guān)閉文件
3.4.6 文件讀寫(xiě)操作
3.4.7 文件的其他操作
3.5 硬件傳輸單元
3.5.1 從DDR 到DDR
3.5.2 從DDR 到BRAM
3.6 軟硬件接口設(shè)計(jì)
3.7 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及性能評(píng)估
4.1 硬件模塊仿真
4.1.1 仿真環(huán)境
4.1.2 設(shè)置激勵(lì)
4.1.3 仿真結(jié)果
4.2 FMSU 實(shí)現(xiàn)結(jié)果
4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果
4.3 資源使用率
4.4 預(yù)期系統(tǒng)的性能評(píng)估
4.4.1 理論依據(jù)
4.4.2 系統(tǒng)性能評(píng)估
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)束語(yǔ)
5.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
本文編號(hào):3753555
【文章頁(yè)數(shù)】:78 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
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 云計(jì)算中的操作系統(tǒng)及文件系統(tǒng)
1.2.2 Web 緩存技術(shù)的研究
1.3 研究目標(biāo)和主要工作
1.4 文章結(jié)構(gòu)
第二章 分布式文件系統(tǒng)與WEB 緩存機(jī)制
2.1 分布式文件系統(tǒng)
2.1.1 GFS(Google File System)文件系統(tǒng)
2.1.2 HDFS(Hadoop Distributed File System)文件系統(tǒng)
2.1.3 KFS(Kosmos Distributed File System)文件系統(tǒng)
2.2 Web 緩存機(jī)制
2.2.1 Cache 設(shè)計(jì)原理
2.2.2 Web 緩存系統(tǒng)的部署
2.2.3 Web 緩存服務(wù)器的歷史沿革與應(yīng)用模式
2.2.4 Web 緩存的工作機(jī)制
2.3 分布式文件系統(tǒng)與Web 接入的緊耦合
2.3.1 縮短用戶與數(shù)據(jù)之間的距離
2.3.2 緊耦合的若干研究方向
2.4 本章小結(jié)
第三章 WEB 系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)及工作模型
3.1 系統(tǒng)構(gòu)架
3.1.1 嵌入式軟核處理器(MicroBlazeTM)
3.1.2 Web 服務(wù)處理模塊(WPM)
3.1.3 文件管理系統(tǒng)單元(FMSU)
3.1.4 寄存器互聯(lián)(Register Bank)
3.1.5 存儲(chǔ)單元
3.1.6 其他相關(guān)單元
3.2 工作模型
3.3 Web 系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)
3.3.1 軟件處理及硬件功能模塊的設(shè)計(jì)與劃分
3.3.2 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法
3.4 專用嵌入式文件管理系統(tǒng)(ASEFS)
3.4.1 讀寫(xiě)驅(qū)動(dòng)函數(shù)
3.4.2 開(kāi)辟數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域
3.4.3 格式化File System
3.4.4 初始化File System
3.4.5 創(chuàng)建、關(guān)閉文件
3.4.6 文件讀寫(xiě)操作
3.4.7 文件的其他操作
3.5 硬件傳輸單元
3.5.1 從DDR 到DDR
3.5.2 從DDR 到BRAM
3.6 軟硬件接口設(shè)計(jì)
3.7 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及性能評(píng)估
4.1 硬件模塊仿真
4.1.1 仿真環(huán)境
4.1.2 設(shè)置激勵(lì)
4.1.3 仿真結(jié)果
4.2 FMSU 實(shí)現(xiàn)結(jié)果
4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果
4.3 資源使用率
4.4 預(yù)期系統(tǒng)的性能評(píng)估
4.4.1 理論依據(jù)
4.4.2 系統(tǒng)性能評(píng)估
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)束語(yǔ)
5.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
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攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
本文編號(hào):3753555
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