近年來(lái),新出現(xiàn)的非易失性內(nèi)存(Non-Volatile Memory,簡(jiǎn)稱NVM)是一種高性能的存儲(chǔ)設(shè)備,其具有可字節(jié)尋址、納秒級(jí)別的讀寫(xiě)延遲、掉電不丟失數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。學(xué)術(shù)界針對(duì)這種新型的存儲(chǔ)介質(zhì)做了許多富有創(chuàng)新型的工作,設(shè)計(jì)了許多新型的文件系統(tǒng)。但是這些文件系統(tǒng)大多都是傳統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn)文件系統(tǒng),單節(jié)點(diǎn)文件系統(tǒng)由于存儲(chǔ)插槽的天然限制,其存儲(chǔ)容量非常有限并且難以擴(kuò)展存儲(chǔ)容量,不適應(yīng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用。針對(duì)這種高性能存儲(chǔ)介質(zhì),如何快速擴(kuò)展存儲(chǔ)容量而又不會(huì)較大地?fù)p失其讀寫(xiě)性能,是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)了一種基于RDMA技術(shù)的多節(jié)點(diǎn)非易失性內(nèi)存文件系統(tǒng)(RDMA Memory File System,簡(jiǎn)稱RMFS)。RMFS可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)靈活地快速擴(kuò)展NVM存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),并通過(guò)RDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的文件數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。為此,本文進(jìn)行了如下的研究:(1)靈活快速擴(kuò)展的存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)。RMFS文件系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu),Master節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)以及對(duì)Slave節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理,而Slave節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)提供文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。Slave節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)向Master節(jié)點(diǎn)注冊(cè)的方式加入到RMFS文件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)靈活快速擴(kuò)展...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1Linux操作系統(tǒng)頁(yè)表結(jié)構(gòu)

大學(xué)碩士學(xué)位論文2研究背2研究背景知識(shí)虛擬地址空間與頁(yè)表為了便于高效的管理和使用有效的物理內(nèi)存，并給用戶編程提供統(tǒng)一的視圖，Linux操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)并采用了虛擬內(nèi)存管理技術(shù)[32]。通過(guò)虛擬內(nèi)存，Linux操作系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行在系統(tǒng)上的進(jìn)程提供統(tǒng)一內(nèi)存地址空間抽象即連地址空間....

圖2.2RDMA數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程

移到頁(yè)表進(jìn)行五次查找定位到真實(shí)的物理地址，這一過(guò)程由CPU中集成的MMU硬件來(lái)完成。因此，CPU訪問(wèn)虛擬地址時(shí)會(huì)首先通過(guò)MMU硬件翻譯成物理內(nèi)存地址，然后通過(guò)物理地址來(lái)訪問(wèn)內(nèi)存。2.2RDMA技術(shù)簡(jiǎn)介RDMA是一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相比傳統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，....

圖2.3TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程

面臨著復(fù)雜的協(xié)議處理過(guò)程、多次的內(nèi)存拷貝以及處理延時(shí)大等問(wèn)題。RDMA技術(shù)就是在這樣的背景下誕生，RDMA具有零拷貝、內(nèi)核旁路以及CPU負(fù)荷小的優(yōu)點(diǎn)[33,34]。①零拷貝圖2.2RDMA數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程Figure2.2RDMAdatatransmission....

圖2.4RDMA網(wǎng)卡DMA控制器工作機(jī)制Figure2.4RDMAnetworkcardDMAcontrollerworkingmechanism

協(xié)議的緩沖中，最后拷貝到用戶態(tài)緩沖中。可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，發(fā)送端和接受端都有一次內(nèi)核數(shù)據(jù)拷貝的過(guò)程。而在RDMA的數(shù)據(jù)傳輸中，網(wǎng)卡DMA控制器直接從用戶的數(shù)據(jù)緩沖中讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，接收方網(wǎng)卡接受到數(shù)據(jù)后由網(wǎng)卡DMA控制器直接將數(shù)據(jù)寫(xiě)....

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