基于边际增益的二级缓存动态分配策略

现有的ULC机制可有效减少多级缓存的数据冗余,并解决存储服务器端缓存访问的局部性较弱问题,但在存储服务器连接多个应用服务器的情况下,现有ULC在分配缓存容量时不能使存储服务器端缓存资源的边际收益最大化。为此,提出一种多应用共享缓存的二级缓存动态分配策略MG—ULC。该策略以ULC机制为基础,给出以边际增益为考虑因素的缓存分配的理论依据,并根据各应用的访问模式在二级缓存的边际增益动态分配缓存容量。实验结果表明,随着各应用服务器访问模式的变化,MG—ULC能比ULC更合理地分配二级缓存,从而达到更高的缓存利用率。     

缓存替换算法研究综述

缓存技术作为提高系统性能的重要手段一直是研究的热点。随着网络存储等新技术的出现，存储的层次越来越复杂，原有的简单缓存管理技术已经不合适日趋复杂的应用。频率和时间综合考虑的缓存替换方法、多级缓存的替换技术成为研究的热点。本文综述了缓存替换算法的研究现状，首先介绍传统简单的缓存替换算法及其存在的局限性，而后对单级缓存算法和多级缓存算法当前最新的研究进行了介绍。最后对研究的趋势进行了简单的展望。     

流媒体缓存分散式存储转换方法

在移动网络环境下为了降低访问终端位置变化给流媒体缓存应用效果带来的影响,借鉴分段缓存的思路,提出一种在流媒体缓存应用中使用的分散存储转换方法.在分散式存储转换方法中,利用分散函数的技术对流媒体缓存算法的缓存内容选取和释放内容选取两方面工作进行了修改.针对典型的流媒体缓存算法,通过模拟测试表明了分散式存储转换方法能提升流媒体缓存在移动网络环境下的工作效果.     

面向云应用的存储缓存子系统

性能是云应用的重要指标,云应用与现有应用在数据存储与管理方式和访问模式等方面存在较大差异,这使得传统的缓存管理算法难以适应云应用的要求。针对云应用的特性,设计了基于影响因子的缓存策略,亦即将元数据和数据缓存分开管理,使用影响因子综合管理影响缓存被再次访问的几率的多种因素,区别创建、打开、读取和修改等操作对缓存再次访问的几率的影响;设计了缓存关联管理策略,即利用元数据和数据之间的关联提高缓存管理的性能;设计了缓存主动调度策略,即通过主动淘汰较低影响因子的缓存项和动态调整元数据与数据缓存的大小来提高缓存子系统的适应能力和性能。最后实现了原型系统,并使用Filebench和Postmark进行了测试和分析,验证了面向云应用缓存子系统原型能提高1%~120%的I/O性能以及2%~87%的操作处理速度。     

基于分布式缓存的消息中间件存储模型

消息中间件的存储模型对中间件性能影响极大。基于此,分析消息中间件的多种存储模型原理,并通过性能测试对各种存储模型进行比对分析。分布式缓存在读写速度和扩展性上较传统存储方式有较大优势。在传统存储模型的基础上,提出一种基于分布式缓存的消息中间件存储模型。实现基于该模型的原型系统,并通过性能测试数据证明该模型的可行性。     

一个分级存储的信息生命周期管理系统设计与实现

信息生命周期管理是一种可持续发展的存储策略,以其独特的优势在存储成本和高效信息管理之间取得平衡.本文设计并实现SAN、NAS存储网络下基于分级存储(HSM)的清华信息生命周期管理系统(THILM).提出一种新的文件重解析实现技术,实现ILM系统中HSM应用服务器端和系统应用层对动态存储数据的透明访问和多级存储数据的统一管理.讨论通过对应用元数据管理的优化和菱略缓存(PolicyCache)技术的改进实现高效的管理策略的执行,通过系统性能测试表明表文提出的文件重解析实现技术带来的额外负载几乎可以忽略,策略缓存技术使系统的策略执行性能提高了一个数量级.另外针对原策略缓存初始化性能低下的问题,采用策略元数据池(PMC)进行优化,采用PMC后THILM策略缓存的初始化时间降低了16～20倍.     

基于伸展树的文件数据缓存管理策略研究

针对企业内部网络存储,研究并提出了一种基于伸展树的缓存管理策略,以对网络缓存空间进行组织和管理。在内部网络存储缓存链的基础上,引入并改进了伸展树结构和操作,将改进后的伸展树作为缓存节点数据组织和管理的索引结构,分析并设计了基于伸展树的文件数据缓存管理策略。实验结果表明,基于伸展树算法的缓存管理策略提高了缓存空间利用率和用户访问数据的效率,有较好的实时性。     

基于J2EE与XML的Web打印系统

提出一种Web打印系统的设计思想,该系统综合运用XML与J2EE技术,设计可重复调用的打印包,为打印配置信息设计XML描述,采用缓存和存储过程有效提高系统的性能.     

一种针对存储系统设计的应用级缓存回收策略

针对存储系统中的缓存管理单元设计一种区分应用优先级的缓存回收策略,简称PARP.该策略基于分区缓存管理模型,它能够根据应用优先级区分回收缓存资源以实现对各应用缓存分区容量的在线动态调节进而达成应用级缓存管理语义.实验数据表明PARP策略能够在实际系统中有效的支持区分应用优先级,这不仅可以用于实现存储系统的服务质量保证同时也能够改善存储系统的整体性能.     

内容中心网络中基于多样化存储的缓存污染防御机制

针对内容中心网络(CCN)中的缓存污染攻击问题,提出一种基于多样化存储的缓存污染防御机制。对不同业务内容采取差异化缓存从而减小网络受攻击面,将业务划分为三类并采用不同缓存策略:对隐私及实时性业务不予缓存;对流媒体业务以概率推送至网络边缘缓存;对其他文件类内容业务由上游到边缘逐步推送缓存。在不同节点分别配置不同的缓存污染攻击防御手段:对于边缘节点通过内容请求到达概率的变化对攻击进行检测;对于上游节点通过设置过滤规则将请求概率较低的内容排除出缓存空间。仿真结果表明,相比CNN传统缓存策略下的防御效果,该机制使网络平均缓存命中率提高了17.3%,该机制能够有效提升网络对于缓存污染攻击的防御能力。     

Dynamic Buffer Management for Near Video-On-Demand Systems

Advances in networking and storage technology have made it possible to deliver on-demand services over networks such as the emerging video-on-demand (VOD) applications. A variety of studies have been focused on designing a video server suitable for VOD applications. However, the number of concurrent on-demand services supported by the server is often limited by the I/O bandwidth of the storage systems. This paper describes a discrete buffer sharing model which uses batching and buffer sharing techniques in video servers to support a large number of VOD services. Two operations, splitting and merging, enable the model to fully utilize system resources such as buffers and disk bandwidths. Moreover, this paper also introduces the concept of imprecise video viewing which assumes that a limited amount of quality loss is acceptable during video playback. Based upon this assumption, three shrinking strategies are explored to reduce buffer requirements. Finally, the results of experiments show that our methods perform better than traditional buffer management techniques for VOD systems.     

一种高效嵌入式协议栈缓冲区管理机制

提出一种MYBUF高效嵌入式协议栈两级缓冲区管理机制,该机制基于内存保护模式,具有可配置性,支持静态、动态分配和回收.使用该缓冲区管理机制可使嵌入式TCP/IP协议栈各层之间实现零拷贝数据传递.在基于自主开发的HDTV(High Definition Television)双向系统平台上的测试结果表明,该管理机制完全满足嵌入式系统网络通信的应用需求,是一种高效、简洁、可靠的缓冲区管理机制.不失一般性,本文设计的MYBUF缓冲区管理机制可适用于其它嵌入式网络通信系统.     

HFC网络的缓冲区管理和分组调度联合算法

以HFC网络为背景,针对嵌入式设备的存储资源有限性、网络带宽有限性以及宽带网络中多业务流的特点,提出一种缓冲区管理和分组调度联合算法.该算法通过控制业务流队列长度和设置业务流优先级方程的方式来管理缓冲区和带宽的分配,使内存管理和分组调度协调配合,从而为不同类型的网络数据提供区分服务.通过测试,在本文的仿真设置下,当网络资源紧张时,使用该算法后,可以达到实时业务流的超时数据比未使用该算法时的超时数据少89.6%的效果;而非实时业务流也可以达到平均丢包率比不使用该算法时的平均丢包率低90%的效果.     

HAT： an efficient buffer management method for flash-based hybrid storage systems

Flash solid-state drives （SSDs） provide much faster access to data compared with traditional hard disk drives （HDDs）. The current price and performance of SSD suggest it can be adopted as a data buffer between main memory and HDD, and buffer management policy in such hybrid systems has attracted more and more interest from research community recently. In this paper, we propose a novel approach to manage the buffer in flash-based hybrid storage systems, named hotness aware hit （HAT）. HAT exploits a page reference queue to record the access history as well as the status of accessed pages, i.e., hot, warm, and cold. Additionally, the page reference queue is further split into hot and warm regions which correspond to the memory and flash in general. The HAT approach updates the page status and deals with the page migration in the memory hierarchy according to the current page status and hit position in the page reference queue. Compared with the existing hybrid storage approaches, the proposed HAT can manage the memory and flash cache layers more effectively. Our empirical evaluation on benchmark traces demonstrates the superiority of the proposed strategy against the state-of-the-art competitors.     

基于预测缓存的低功耗TLB快速访问机制*

基于存储器访问局部性原理,提出了一种基于预测缓存的低功耗转换旁置缓冲器（TLB）快速访问机制。该机制采用单端口静态随机存储器（SRAM）代替传统的内容寻址存储器（CAM）结构,通过匹配搜索实现全相连TLB的快速访问,在两级TLB之间设计可配置的访问预测缓存,用于动态预测第二级TLB访问顺序,减少第二级TLB搜索匹配的延时,并有效降低第二级TLB访问功耗。采用该机制明显降低了TLB的缺失代价,当第一级TLB缺失时访问第二级TLB的平均访问延时接近1个时钟周期,约为原有平均访问延时的20%,增加的面积开销仅为     

Historical index structure for reducing insertion and search cost in LBS

A major issue in LBS (Location Based Service) is the handling of numerous historical moving object data, affecting query performance and service quality in application systems. In order to store and search lots of data rapidly, an effective index structure is required for improving not only the insertion method, but also the search performance.In order to improve the performance of both applications, we propose the GIP⁺ (Group Insertion tree with Projection Plus) for historical data management such as the trajectory of a vehicle. This index structure, based on the GIP, employs the separated buffer node method for reducing overlaps. The GIP⁺ also uses projection storage for improving search performance by grouping the intersected child node in a node. Additionally, the link between the buffer nodes is designed to directly connect to the next buffer node. To effectively combine these methods and improve the performance, different node levels in the GIP⁺ are also arranged for applying the separated buffer node, the projection storage, and the link. The designed historical index structure is useful for inserting and searching data which is arranged on a time axis.     

基于闪存的混合存储系统缓冲区管理算法

由于基于闪存的混合存储系统充分利用了闪存的高速随机读和磁盘的快速顺序写的特性,近年来已经成为了数据库管理系统的二级存储层的高效存储模式,但其I/O访问开销是一个继续提高存储性能的瓶颈.为了降低混合存储系统的I/O访问开销,提出了一种自适应缓冲区管理算法DLSB.该算法根据数据页的逻辑代价和物理代价进行自适应的数据域选择;并在选择的数据域中,比较闪存队列和磁盘队列容量的实际值与理想值来确定数据页的置换,达到了提高I/O访问效率的目的.实验结果表明,该算法有效且可行,显著降低了混合存储系统的I/O访问开销.     

以太网交换控制芯片的缓存结构

为实现交换控制,需要为以太网交换控制芯片选择合理的数据缓存结构。采用数据包缓存空间的分页管理模式、空闲缓存空间的调度方法和出口端口队列管理技术,通过数据包缓存空间描述符设计方法和对应的目的端口结构分析,提高交换控制芯片缓存空间的使用效率并增强芯片性能。     

网络结点缓冲区动态占用特性分析

针对网络结点的阻塞控制与结点缓冲区的关系问题,利用交叉开关网络结构及其非阻塞特性,采用概率论分析方法,结合网络流量的非线性特征,对通过结点缓冲区的流量以及缓冲区的动态占用情况进行了分析,得出了缓冲区动态占用情况的定量描述函数,并作了相关的证明和验证,为基于网络结点缓冲区占用情况的流量控制建立了一定的基础,有利于结点缓冲区优化控制机制的建立,提高结点缓冲区的适应能力,降低因为缓冲区不适应流量而造成的阻塞概率。