IOMan:一种支持多操作系统远程启动和运行的I/O管理方法

为了降低用户使用和维护计算机系统的成本,基于透明计算模式提出了一种工作在局域网环境下的I/O管理方法:IOMan. IOMan只是用软件方法在客户端设置磁盘I/O重定向机制,按需动态下载数据,而不需要修改当前常用的操作系统如Windows的启动机制,也不影响其他I/O操作,能够支持多种操作系统的远程启动和应用程序的运行 . IOMan基于客户机/服务器模型,包括I/O Client和I/O Server两个部分,其中I/O Client工作在客户端,I/O Server工作在服务器端 . I/O Client通过重新定义访问磁盘的BIOS中断处理程序以及创建虚拟本地磁盘,将I/O请求发送给服务器;I/O Server响应客户端请求,读写服务器上存储的虚拟硬盘文件,然后以扇区形式将数据发送给I/O Client.     

Lustre文件系统I/O锁的应用与优化

分布式文件系统需要有一种机制对来自各个客户端的并发访问进行控制,维护文件数据的一致性。锁是实现并发控制最流行的机制。研究了Lustre文件系统的分布式I/O范围锁的模型,并对它的各种应用进行了优化。介绍了Lustre分布式锁的基本概念,对基于锁实现数据客户端写回缓冲以及多写者文件大小的动态获取的算法进行了分析;提出自适应I/O锁策略,基于区间树的范围锁冲突检测优化策略以及客户端锁淘汰策略来增强Lustre锁服务的性能和扩展性。     

SNFS并行文件系统负载均衡技术的研究与实现

在大规模集群系统的并行运算环境中,I/O效率一直是影响系统整体性能的关键因素,并行文件系统技术是目前解决I/O性能瓶颈的有效途径之一。介绍当前并行文件系统的发展现状以及并行文件系统的类型,阐述SNFS并行文件系统的架构以及负载均衡DLC(分布式LAN客户端)技术的实现原理,并给出大规模集群系统环境中SNFS文件系统负载均衡技术的实现方法,最后,通过实际应用分析说明该技术在提升I/O性能上的优势。     

针对固态硬盘的拥塞控制I/O调度器

针对固态硬盘( SSD)存储系统在高并发访问时出现的I/O路径局部拥塞效应,设计并实现了动态拥塞控制调度器。该调度器通过设置动态拥塞阈值,分化处理I/O请求,显著提高了固态硬盘存储系统的系统性能,有效改善了系统I/O路径的局部拥塞效应。实验结果表明,相对于内核NOOP调度器,该调度器使得系统平均响应时间减少20%左右,局部拥塞效应减少90%左右。     

基于Java NIO开发高性能并发型服务器程序的研究

分析了应用传统阻塞型网络I/O在进行服务器程序设计时的不足,在此基础上研究了非阻塞型网络I/O(NIO)的特性以及工作机制,给出了应用NIO设计高性能并发型服务器程序核心代码,以实现服务器与客户端无阻塞的、流畅的数据读写。     

基于给定访问序列的NFS预取技术

网络文件系统(Network Filc System)由于其稳定、易用而得到了广泛的应用。为了提高NFS服务器端的I/O性能,提出一种在给定客户端访问序列的NFS服务器端伪随机序列预取(NPRP: NFS Pseudo Random Prefetch)机制。实验测试结果表明,NPRP机制对特定应用的NFS服务器的I/O带宽提升超过2倍。     

基于AsyP_Web平台的XMLRPC服务器的实现

介绍了所研制的Web服务器开发工具AsyP_Web,它用事件驱动的方式管理异步I/O,用它开发的服务器运行在单进程内,通过多路复用I/O连接客户端。研究了基于AsyP_Web的XMLRPC服务器,分析了该服务器的数据流、注册器、用户开发模式。     

力控~组态软件的OPC支持

力控实时数据库支持OPC标准，作为OPC客户程序，它可以从其他OPC服务器程序中访问数据。与DDE类似，当力控数据库作为客户端访问OPC服务器程序时，是将OPC服务器程序当作一个I/O设备。数据库中的点参数通过I/O数据连接与OPC服务器程序进行数据交换。OPC适应范围力控利用OPC技术，主要实现：(1)在线数据监测实现了应用程序和工业控制设备之间高效、灵活的数据读写。(2)报警和事件处理提供了OPC服务器发生异常以及OPC服务器设定事件到来时，向OPC客户发送通知的一种机制。(3)历史数据访问实现了读取、操作、编辑历史数据库的…     

基于异构分布式存储系统的动态反馈负载均衡技术

Samba分布式存储系统通过根服务器向用户提供全局名字空间,当用户提出访问请求时,根服务器只按照静态的方式返回逻辑名对应的物理目标位置.当存在多个物理目标时,大多数用户的访问请求都将被定位在一台服务器上.多目标只保证了服务可用性,而没有对系统的负载均衡作出贡献.针对这一问题,提出了一种基于服务器性能指标的动态反馈负载均衡策略,并给出了基于Samba分布式存储系统的实现方案,旨在提高整个系统的存储能力、网络吞吐率、服务平均响应时间等指标.实验表明,优化后系统的I/O性能得到了很大提升.     

并行网络文件系统PNFS性能评测与分析

传统的网络文件系统难以满足高性能计算系统的I/O 需求,并行网络文件系统——PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题。首先对PNFS的体系结构进行了设计,实现了元数据服务器与存储服务器的分离,消除了由于集中服务器结构引发的I/O瓶颈问题。然后,对PNFS的原型系统进行了性能测试,并与相同环境下NFS的测试结果进行比较与分析,结果表明PNFS能够为客户端提供并行访问文件数据的能力,有着较高的I/O读写带宽和较低的访问延迟,同时实现了客户端I/O带宽与存储服务器规模之间的线性可扩展关系,能较好地满足高性能计算中的I/O需求。     

集群环境中影响NFS文件系统带宽的测试与分析

NFS是集群系统中提供全局文件共享的主要手段，研究影响NFS带宽的因素对于优化集群系统的性能十分重要。该文针对集群系统中I/O特征建立了NFS的带宽模型，设计和实现了基于MPI开发的并行文件系统测试工具Mpbonnie，在集群系统中测试和分析了多种因素对NFS性能的影响。结果表明，除已知的存储和网络因素外，与NFS带宽关系密切的因素还包括客户端数量、服务器文件系统类型、读写方式和服务器处理能力等。     

一种基于网络地址转换的负载均衡算法

本文探讨集群服务器使用的负载均衡技术及负载分配的策略,并将网络地址转换应用于VOD集群,将负载分给多个服务器分担,以解决VOD集群服务器面临的大量并发访问造成的CPU或I/O的高负载问题。为了达到最佳的负载均衡效果,负载均衡器需要根据各个服务器的当前CPU和I/O状态来分配负载,这就需要动态监视服务器的负载,并应用优化的负载分配策略,达到平均分配负载的目的。     

基于对象存储文件系统的协作式缓存一致性策略

基于对象存储文件系统引入了客户端缓存机制以加快文件访问速度,由此也带来了缓存数据一致性问题。针对多客户端访问共享文件时缓存更新策略存在的延时、网络和服务器负载过大及网络消耗大等问题,基于Lustre对象存储文件系统实现了一种改进的协作式缓存一致性策略。实验结果表明,改进后的缓存更新策略,不仅可以保证缓存数据的一致性,而且减少了客户端与服务器交互次数,降低了访问延迟,提高了系统I/O性能。     

基于Web的污水处理远程监控系统设计

详细阐述了针对一个中型污水处理过程中产生的温度、流量、压力、浓度等多个I/O数据进行实时采集与远程监控系统的设计与实现。监控系统整体基于分布式结构并采用B/S架构实现,在介绍污水处理系统整体结构的基础上,重点分析了中心服务器与现场PLC控制层的通信模式,阐述了Web监控层的画面设计过程以及功能实现,远程客户端可以通过浏览器实时观测到现场的状况。     

AsyP_Web:一个异步WEB服务器开发工具

介绍了Web服务器开发工具AsyP_Web,它用事件驱动的方式管理异步I/O.和目前使用的一些服务器如Apache等不同,用它开发的服务器运行在单进程内,通过多路复用I/O连接客户端.分析了AsyP_Web的体系结构、实现细节、用户开发模式.对用AsyP_Web开发的服务器进行了测试,证明了AsyP_Web是有效的.     

AsyP_Web:一个异步WEB服务器开发工具

介绍了Web服务器开发工具AsyP_Web,它用事件驱动的方式管理异步I/O。和目前使用的一些服务器如Apache等不同,用它开发的服务器运行在单进程内,通过多路复用I/O连接客户端。分析了AsyP_Web的体系结构、实现细节、用户开发模式。对用AsyP_Web开发的服务器进行了测试,证明了AsyP_Web是有效的。     

基于透明计算模式的I/O Server的设计

设计并实现了一个基于透明计算模式的I/O Server系统，I/O Server和I/O Client是一个在透明计算环境下，支持多操作系统远程启动和运行的网络存储访问服务I/O Manager的2个软件模块，I/O Server工作在服务器端，I/O Client工作在客户端。在透明计算模式中，各客户机硬件与操作系统分离，用户需要的操作系统的应用程序存储在服务器端。在客户机启动时，I/O Server和启动协议将I/O Client下载到端系统上运行，然后I/O Client向I/O Server发出I/O请求，I/O Server对收到的I/O请求加以分析，进行优先级分类，在优先级分时轮转调度I/O请求、操作服务器上的虚拟硬盘文件，并通过预取和缓存策略减少磁盘I/O操作，将处理结果返回给客户端，支持操作系统的远程启动，并为系统运行时的各种请求提供服务。     

大规模集群中一种自适应可扩展的RPC超时机制

在基于RPC(remote produce call)构建的分布式系统中,超时是一种通用的失效检测手段.在超大规模Lustre存储集群的压力测试中,发现传统的固定超时机制会导致很多不必要的超时而存在缺陷.提出了一种综合考虑了网络条件、服务器负载、扩展性和性能等因素的自适应可扩展的RPC超时机制(Adaptive Scalable RPC Timeout mechanism,简称AST).在其控制下,客户端超时值可以根据网络和服务器的拥塞情况动态地调整设置,而且服务器可以通过额外消息传递通知客户端修改原超时值.经过一系列的模拟和验证,其结果表明,AST是一种更适合的RPC失效检测模型,增强了系统的响应性、可靠性和稳定性,而且对系统的性能没有过大的负面影响.     

管控系统中DCS组件通信的实现

本文以智能采暖管理控制系统为例，论述了现场控制级I／O站与工程师站的交互通信。工程师站的通信服务器使用了Windsock控件，可以自动查找端口并同时与多个客户端应用的程序相连接。现场控制级I／O站通过DB－Library/ C直接从工程师站的SQL Server提取数据。     

分布式VoD系统中一种分层的缓存管理策略

相对于传统网络服务系统的客户端/服务器构架,分布式VoD系统通过系统中节点问的协作能够获得更好的性能.而节点的存储空间和网络带宽是有限的,因此缓存管理的研究对流媒体服务系统的研发具有重要的意义.该文基于一种灵活的热度估计方法对系统中的存储资源进行分层分析,给出一种减小服务器磁盘I/O负载的优化式及其次优解,同时针对客户节点的不稳定特性提出一种以二次规划为基础的数据置换算法.仿真实验结果表明热度的计算能够较好的反映用户行为的变化,而缓存管理策略有利于减小服务器磁盘数据的读写以及增加系统的可利用资源.