【摘要】： 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展及云計(jì)算概念的提出,用戶對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能及安全性等方面都提出了更高的要求,云存儲(chǔ)也成為目前各存儲(chǔ)廠商進(jìn)軍的領(lǐng)域之一。為了提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能,存儲(chǔ)系統(tǒng)提供商分別在存儲(chǔ)客戶端和存儲(chǔ)服務(wù)器端增加了大容量的內(nèi)存(main-memory buffers)空間作為緩存(caching)使用。然而,隨著硬件的升級(jí)和緩存空間的不斷增加,系統(tǒng)表現(xiàn)出來(lái)的性能卻未隨之提高,有時(shí)甚至出現(xiàn)下降的情況。研究表明,有兩個(gè)原因限制了這種層次緩存有效性的發(fā)揮:第一,隨著緩存能力的增加,存儲(chǔ)客戶端的命中率不斷提高,致使到達(dá)存儲(chǔ)服務(wù)器端請(qǐng)求的時(shí)間和空間局部性較差,從而導(dǎo)致基于局部性的算法如LRU等對(duì)緩存的利用率降低。第二,大量數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)客戶端和服務(wù)器端冗余存儲(chǔ),使整個(gè)系統(tǒng)表現(xiàn)出來(lái)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到系統(tǒng)中層次緩存的總和應(yīng)該達(dá)到的性能。因此,如何才能更有效的利用緩存空間成為目前最為廣泛研究的問(wèn)題。 本文針對(duì)當(dāng)前存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究現(xiàn)況分析發(fā)現(xiàn),目前存儲(chǔ)系統(tǒng)多是直接應(yīng)用單級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的預(yù)取算法,這些算法直接應(yīng)用于多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)將帶來(lái)很多局限,如太過(guò)保守的預(yù)取算法不能有效的利用底層的緩存空間,而太過(guò)積極的預(yù)取算法又有可能穿越多層,產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù),從而浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間等。預(yù)取協(xié)調(diào)算法在不改變?cè)蓄A(yù)取算法的基礎(chǔ)上,只通過(guò)分析當(dāng)前數(shù)據(jù)流的請(qǐng)求方式和Cache的狀態(tài)來(lái)調(diào)整預(yù)取算法的積極性以提高Cache的利用率。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)前的預(yù)取協(xié)調(diào)方法進(jìn)行詳細(xì)分析,發(fā)現(xiàn)其存在兩個(gè)問(wèn)題:第一,對(duì)于隨機(jī)請(qǐng)求的影響較小,不能明顯提高服務(wù)器端的利用率。第二,只能用在同構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,即在客戶和服務(wù)器端使用相同的預(yù)取算法。 針對(duì)預(yù)取協(xié)調(diào)算法存在的兩個(gè)缺陷,本文提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案,不僅提高了其在隨機(jī)請(qǐng)求下的效率,還可將其應(yīng)用在異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)當(dāng)中。為了對(duì)改進(jìn)后的預(yù)取協(xié)調(diào)算法進(jìn)行驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)兩級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別使用不同的預(yù)取算法對(duì)改進(jìn)的預(yù)取協(xié)調(diào)算法進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)后的算法無(wú)論是對(duì)順序訪問(wèn)模式還是隨機(jī)訪問(wèn)模式,都能夠有效的提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。該算法還可以應(yīng)用在異構(gòu)的系統(tǒng)環(huán)境之中,這種異構(gòu)的系統(tǒng)性能幾乎完全取決于服務(wù)器端使用的預(yù)取算法的性能。預(yù)取協(xié)調(diào)算法為提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能提出了一種新的解決方案,不需要任何的額外花費(fèi),具有一定的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TP333

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 田新宇;網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)陣列中CACHE的設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2701393