RAID及并行预取技术分析

介绍目前常用的RAID级别,并从I／O响应时间、磁盘调度算法、数据预取策略、Cache替换算法方面分析了并行预取技术．最后提出了设计并行预取系统的若干建议。     

存储系统访问特征提取系统

基准方法是评估存储系统性能的重要方法之一,该方法所需的负载类型与测试结果的准确性关系密切。文章设计了一种存储系统访问特征提取系统,该系统被嵌入到磁盘阵列系统的内部,全程跟踪并记录被部署到实际应用环境中的磁盘阵列系统的实际系统访问特性。通过记录的访问特征信息能够产生与原负载访问特征相同的测试负载。对该系统的性能和准确性进行了测试评估,结果表明该系统能够真实记录实际的负载状况,并且对磁盘阵列系统的性能影响很小。     

一种基于I/O密集型工作负载的智能磁盘架构的研究

嵌入式处理器或智能磁盘与它们的网络接口控制器实际上被视为磁盘上的存储和二级存储的处理单元,当今较大的I/O密集型工作负载的数据大小和访问模式要求其处理与存储容量增加功率表的架构。基于这一问题,研究探讨了智能磁盘的分布式存储架构。实验结果显示,分布式智能磁盘系统具有理想的可扩展性,而且能够有效地处理I/O密集型工作负载。     

一种高效的磁盘队列I/O机制

分析了传统磁盘队列的存储管理开销和读写性能,针对磁盘队列I/O已成为影响消息服务器性能的首要瓶颈,提出了一种高效磁盘队列I/O机制-FlashQ。FlashQ采用物理上连续的磁盘块作为磁盘队列,以紧凑方式组织数据,采用延迟写策略和预先读策略提高读写性能。实验表明,FlashQ的性能比传统磁盘队列好。     

网格环境下加权动态效率的任务调度算法

为了优化网格环境下的任务调度策略,提出了一种加权动态效率任务调度算法WDEA.WDEA任务调度算法根据网格节点资源的CPU利用率、内存利用率、当前网络流量、磁盘I/O访问率以及进程总数等负载参数的变化因素,在WLCA加权最少连接算法的基础上,引入了网格环境中节点资源动态利用率的权值,使得WDEA算法可灵活地根据当前网格环境下不同节点资源的动态负载权重实施任务调度.仿真实验结果表明,WDEA任务调度算法弥补了WLCA算法的不足,优化了任务调度,使节点资源负载趋于均衡.     

LRV负载均衡算法的研究与实现

在研究基于软交换的集群媒体服务器的系统特征的基础上,提出了1种LRV(limited resource vector)负载均衡算法并提供了算法的软件实现方法,该算法考虑了异构系统中资源的协调使用并有效防止了系统性能的剧烈变化. 通过在负载均衡系统Petri网模型上的大量仿真模拟,对LRV负载均衡算法与其他传统负载均衡算法在系统吞吐量、系统响应时间和性能平稳性几个方面做了比较和分析. 结果表明,LRV算法具有更优越的性能,LRV算法的软件实现方法对其他异构集群系统也具有重要参考价值.     

网络视讯系统磁盘I/O策略分析

对多媒体网络视讯系统的磁盘I/O策略进行了建模分析。首先建立一个排队模型对多媒体网络视讯系统进行分析,并得到了一个最佳磁盘I/O策略的公式,然后运用该排队模型对一个系统实例进行分析。     

移臂调度算法研究

移臂调度算法对磁盘I／O性能有很大的影响．总结剖析常用的移臂调度算法,针对同一进程I／O请求序列,给出不同算法的响应次序、运动轨迹及平均寻道时间的数据分析,并且提出算法改进意见,最后给出算法评价及最佳算法的选择分析．     

基于网络构件的软件体系结构抽象模型

为提高分布式网络软件系统的效率和稳定性,提出了基于网络构件缓冲算法的软件体系结构模型.以本地逻辑框架为基础,将系统负荷分配到网络的各个构件结点.采用抽象的形式化方法对构件、构件代理、连接器、构件Cache进行静态语义描述,详细讨论了构件代理的构件映射语义以及构件缓冲算法.系统采用构件Cache的机制和最少最近的动态映射远程构件的调度算法提高调用的命中率.最后通过实验对比了不同构件比率的软件系统,结果表明采用构件调度算法能够提高系统的运行效率.     

性能感知的核心网控制面资源分配算法

针对网络功能虚拟化（NFV）环境下核心网控制面资源分配问题,提出性能感知的资源分配算法. 基于排队网络理论建立核心网控制面性能评估模型,推导出信令流程平均响应时间的近似表达式. 为了确定核心网控制面虚拟网络功能（VNF）实例的最优配置数量,综合考虑处理性能和VNF实例部署成本,建立核心网控制面资源分配多目标优化模型,并提出改进的多目标遗传算法. 仿真结果表明,该性能评估模型误差在10%以内,优于Jackson排队网络模型;与NSGA-II和HaD-MOEA相比,所提算法获得的近似Pareto前沿收敛性和多样性更好,更逼近真实Pareto前沿.     

A hybrid storage technology for low power consumption and high I/O performance in an IPTV set-top box

A new method of prefetching data blocks from the NVCache to the page cache in main memory and cascading prefetching n-blocks from a hard disk to the NVCache together was proposed to reduce the spin-up frequency of a hybrid hard disk drive and thus enhance I/O performance. The proposed method consists of three steps: 1) Analyzing the pattern of read requests in block units; 2) Determining the number of blocks prefetched to the NVCache; 3) Replacing blocks in the NVCache according to the block replacement policy. The proposed method can reduce the latency time of a hybrid hard disk and optimize the power consumption of an IPTV set-top box. Experimental results show that the proposed method provides better average response time compared to an existing adaptive multistream prefetching (AMP) method by 25.17%. It also reduces by 20.83% the average power consumption over that of the existing external caching in energy saving storage system (EXCES) method.     

FusionCache: 采用闪存的iSCSI存储端融合缓存机制

针对原生的iSCSI目标端控制器缺乏独立的缓存模块问题,为了进一步提高存储区域网的整体性能,在iSCSI target软件中引入了一种基于闪存的融合缓存机制FusionCache.FusionCache利用闪存和DRAM组成统一的融合缓存架构,闪存充当DRAM的扩展空间,DRAM分为缓存块元数据区和前端缓存区.元数据区基于基数树管理缓存块元数据,用于加速缓存块的查找;前端缓存区基于回归拟合统计并预测缓存块访问热度,并吸收大量写入对闪存带来的冲击,只允许热点数据进入闪存.FusionCache采用改进的LRU算法对缓存块进行替换,并且在写回过程中考虑iSCSI会话状态.实验结果表明:FusionCache能降低对后端磁盘设备的访问频率,提高I/O响应的速度和吞吐.与只采用DRAM的缓存机制以及原生iSCSI target相比,FusionCache的I/O访问延时分别降低了33%和60%,吞吐分别提高了25%和54%;相较于Facebook提出的Flashcache机制,FusionCache的吞吐性能提高了18%,延时降低了27%;FusionCache还具有良好的读缓存命中率;此外,FusionCache能够减少闪存的写入次数,提高闪存使用寿命.FusionCache提供良好的网络存储效率,并且降低了使用成本.     

数组变换与局部性

数组变换是改善循环数据访问局部性,提高Cache命中率的重要方法。本文在数组变换理论的基础上,结合矩阵初等变换和厄尔标准型矩阵的理论,提出了依据循环中数组引用的下标表达式来进行数组变换的一般算法。最后给出的实验数据表明：数组变换对于减少程序的执行时间有较为明显的效果。     

Load Balancing Algorithm for Cache Cluster

By the load definition of cluster, the request is regarded as granularity to compute load and implement the load balancing in cache cluster. First, the processing power of cache-node is studied from four aspects: network bandwidth, memory capacity, disk access rate and CPU usage. Then, the weighted load of cache-node is customized. Based on this, a load-balancing algorithm that can be applied to the cache cluster is proposed. Finally, Polygraph is used as a benchmarking tool to test the cache cluster possessing the load-balancing algorithm and the cache cluster with cache array routing protocol respectively. The results show the load-balancing algorithm can improve the performance of the cache cluster.     

Heuristic file sorted assignment algorithm of parallel I/O on cluster computing system

1INTRODUCTION Withthedevelopmentofcomputertechnolo gies,dataprocessing,transferringandstoringareadvancedgreatly.ButtheperformanceofI/Osub systemisnotimprovedaccordingly.SotheI/Osubsystembecomesabottleneckofthehighper formancecomputing[13].Theeffectivemethodofsolvingtheproblemreliesonsoftware,thatis,tostoreandaccessdatainparallelI/Oacrossmulti nodesofclusterintermsofsomefileallocatingstrategies[4].TheprofessionalpracticeprovesthatparallelI/Oisaneffectivemethodtoeliminatethebottleneck.T…     

面向新生内容需求的缓存放置与替换联合算法

在内容中心网络中,全局缓存放置算法无法对新生内容实时缓存放置进行优化,对此,提出一种缓存放置与替换的联合优化算法,可减小缓存节点业务负载和用户内容获取的时延.定义了整网缓存收益函数,构建了最大化整网缓存收益的最优化问题,以实现新生内容的缓存放置与已存内容的缓存替换.为了求解所提的优化问题,将所提优化问题分解为缓存放置子问题和缓存替换子问题,提出了一种全局缓存放置优化问题的次优解,缓存放置算法的性能下限为（1-1/e）倍的最优解.在缓存放置之后考虑多点协同的缓存替换算法,最小化由于缓存替换产生的缓存损失,最后通过迭代实现缓存放置与替换的联合优化.仿真结果表明,所提联合优化算法可以提升整网缓存收益,在缓存节点负载、内容获取平均跳数和全网缓存命中率方面均优于传统方法.     

基于分条技术的磁盘阵列自适应数据分布优化

为提高磁盘阵列的响应时间和系统吞吐量,提出了一种自适应选择分条单元的方法.根据请求到达率将文件分为2类:访问频繁的文件通过满足实际所需吞吐量的方法选择分条单元;访问量不大的文件则采用自适应方法,即在相同硬件条件下,分条单元的选择只依赖于请求大小和请求到达率.并且,对分条单元的计算作了一定简化,只需要通过一个简单的公式,就可快速计算出较优的分条单元大小.通过理论分析和实验测试证明:该方法在时间和空间上都具有较好的性能.     

基于混合策略的集群负载均衡算法研究

传统的负载均衡策略仅对某些类型的站点有效,而不能满足各种站点类型的要求。在分析已有方法的基础上,针对不同类型的用户请求特点,提出了一种基于混合策略的负载均衡算法。该算法通过对用户请求的分类调度来获得较高的cache命中率,同时还引入了会话保持技术和反馈环节来解决会话失效和负载不均衡的问题。实验结果表明,这种该算法能有效提高集群系统的整体性能。