面向Linux非逻辑卷块设备的快照系统

为满足Linux操作系统下非逻辑卷块设备需要在不添加额外块设备存储数据的场景下创建临时快照的需求,设计实现了一种针对Linux非逻辑卷块设备的快照系统.系统基于写时拷贝(COW),分为应用层和内核层中的通用块层两部分.应用层部分对用户的快照创建或删除命令分析并传递到通用块层部分,通用块层部分创建或删除快照设备,在快照创...     

一种基于PCI总线的缓存磁盘存储控制卡的设计及实现

结合一块用于新型高速缓存磁盘（DCD）系统的PCI存储控制卡的设计,阐述了PCI设备配置空间的功能并给出其配置方法,同时还介绍了Linux操作系统下设备驱动程序访问该PCI扩展卡的编程接口。     

一种高效的虚拟机磁盘快照系统

提出了一种带缓存的虚拟机磁盘快照系统(LiveDiskSnap),以支持不停机的虚拟机磁盘快照.通过在虚拟机监控器层加入了缓存块设备驱动,并采用写时重定向技术,使得快照中无需中断虚拟机的运行,同时保证了快照前后虚拟机磁盘状态的一致性.实验结果表明,LiveDiskSnap可在虚拟机不停机的情况下进行磁盘快照,且快照过程中的平均性能损失小于8％.     

用NiosⅡ搭建的固态盘设备系统

使用NAND型闪存（Flash）作为存储介质,而使用与硬盘完全一致的ATA接口作为设备接口的固态盘（Solid-State Disk,SSD）是一种全新的存储设备。本文介绍一种基于NiosⅡ的SOPC系统的固态盘设备系统实现方法,给出一种可行的系统结构,包括硬件系统以及软件中内部数据缓存策略、闪存擦写/存储策略的模块化实现方式,并给出具体的实现细节。     

存储高手速成：磁盘阵列概念七问七答

1.什么是磁盘阵列（Disk Array）？ 磁盘阵列（Disk Array）是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘的读写同步,减少错误,增加效率和可靠度的技术。     

一种基于DOM盘的安全Linux系统的设计与实现

提出并实现了一种基于Linux的安全操作系统模型——NisecLinux。该系统以DOM（Disk on Module）盘为存储介质,实现了基于网络访问的强制访问控制机制。通过防火墙和入侵检测系统的联动大大增强了系统的安全防护能力;通过VPN技术使数据传输的安全性得到了保障;精简了内核和文件系统,使系统本身的性能得到改善;使用DOM盘加强其物理安全性。该系统在安全性方面达到了系统审计级的标准。     

基于带外存储虚拟化的逻辑卷高性能快照

在逻辑卷级别实现快照既能屏蔽物理存储设备的异构性,又能为各种应用提供透明的数据保护支持.提出了一种基于带外存储虚拟化系统的高性能快照方法LVHPsnap,它通过可扩展的元数据组织策略,能够灵活使用多种类型的快照适应不同应用的需求;通过以Finesnap卷、Checkpoint卷两种类型快照卷构建混合快照链表和压缩快照索引数据实现了高性能快照,以高频度生成快照时系统能保持较高的性能和存储空间利用率;引入自适应快照机制,通过监控数据块修改频度,使自动生成快照的时间间隔随应用负载的变化动态调整,实现数据按需保护.基于真实工作负载和基准测试程序的实验表明,在构建混合快照链表的条件下,LVHPsnap的性能和存储空间利用率随Finesnap卷的比例增加而提高,例如当Finesnap卷与Checkpoint卷比例分别为4:1和8:1时,LVHPsnap的性能分别较集群虚拟化系统LVM2提高了109.45%和130.86%,存储空间使用量分别仅为LVM2系统的43.40%和31.35%.     

虚拟机管理器中面向虚拟块设备的一种通用快照扩展机制

基于虚拟机环境下虚拟块设备多样性的特点以及对高可用、容错等能力的需求,本文针对目前主流的虚拟机体系结构,提出了一种在虚拟机管理器中为虚拟块设备扩展通用快照功能的机制,能够为虚拟机环境下的多种虚拟块设备提供统一和可扩展的快照服务,有效避免了大幅修改底层的多种具体的虚拟块设备驱动。基于Linux平台,为QEMU扩展了通用的快照功能,验证了快照扩展机制的可行性,并通过实验测试分析了快照对虚拟机性能的影响。     

USB Flash Memory Disk Drive系统模型

本文提出了USB Flask Disk Drive(UFDD)设备架构，并对在这个设备架构之上系统的数据流行为进行了描述。同时，分析和阐述了UFDD设备架构中子模块的工作流程。     

权利移交——如何调试引导过程中的故障

上一期我们讨论了如何调试显示器点亮前的故障,在文章中我们提到,CPU复位（Reset）后,首先执行的是固化在主板上的POST程序（图1）。POST程序的核心任务是检测系统中的硬件设备,并对它们做基本的检查和初始化,并根据需要给它们分配系统资源（中断、内存和10空间等）。POST程序成功执行后,系统接下来要做的一个重要任务便是寻找和加载操作系统（OS）。对于不同的计算机系统和不同的使用需求,需要加载的操作系统可能位于不同的地点。最常见的情况是操作系统位于硬盘（Hard Disk）上,但是也可能位于光盘、优盘、软盘或者网络上。     

WindowsNT环境下缓存磁盘技术驱动程序的设计与实现

随着计算机性能的迅速提高,系统越来越强烈地要求所配置的高速外存储器有更好的联机性能,I／O性能增长与CPU速度增长的严重失配,使I／O并颈问题日超严重,本文研究了Windows NT系统下的一种用来改善磁盘小写I／O（写请求的长度小于16K）性能的新途径0－缓存磁盘技术,它采用了多级Cache的存储思想,在办公／工程负载环境中的
峰值性能相对于常规磁盘有很大的提高。本文深入了研究了缓存磁盘技术在Windows NT环境下驱动程序的结构和原理,并详细阐述了具体的实现机制和方法。     

嵌入式NHD系统I/O性能分析及优化

嵌入式NHD（Network Hard Disk）系统是一种动态连接计算资源和存储资源的装置,它以硬件的方式对ATA存储控制器的访问接口进行功能模拟,即将对标准磁盘访问的ATA协议转化为对网络存储设备访问的NBD协议,从而为计算子系统提供虚拟的存储空间.文章对NHD系统的I/O性能进行分析,并针对性采用了DMA流水、零拷贝和TCP校验和卸载等优化技术.实验数据表明,在不改变硬件配置条件下,优化后NHD系统的I/O性能由原来的1.05MB/s提升为3.45MB/s,基本达到实用化需求.     

基于VDL的附网存储快照及在线备份新技术

针对现有NAS系统在快照及在线备份技术方面存在的问题,该文提出了一种通过虚拟设备层(VDL:VirtualDeviceLayer)实现了NAS的快照和在线备份技术。在VDL中:通过一个快照盘保存在快照和备份期间系统的写操作,实现NAS的快照和在线备份;以设备驱动模块实现,与具体的文件系统无关,使其适用性更为广泛,并让现有的离线备份软件实现在线备份功能;在驱动模块内部对数据的小写进行了优化,较大的提高了办公/工程环境下工作负载的小写性能;备份的初始化时间几乎可以忽略不计,大大提高了存储系统的可用性;实现了存储虚拟化功能,从而将多个存储接点整合成单一的存储池。通过大量的测试表明,VDL对系统整体I/O性能和应用程序影响很小,同时表现出优良的小写性能,达到了预期的效果。     

网络RamDisk的设计与实现

在当前计算机产业中,有效的数据存储通常还是由磁盘来实现的。现在,磁盘传输速度不断改善,但远没有微处理的速度增加快,因此,磁盘存取的代价相对于处理器来说,变得越来越大。本文设计并实现一个网络RamDisk,其主要思想是利用远地空闲PC机的内存,来作为一个比本地磁盘快的存储设备。我们的网络RamDisk是在Linux操作系统下,作为一个块设备驱动程序来实现的,因此,不需要修改任何Linux系统的内核代码。我们使用了一些应用程序进行测试,获得了较好的性能.     

基于分组卷积和快照集成的图像隐写分析方法

现存的大多数隐写分析方法的泛化能力较弱,无法对未知隐写算法有效检测,使得其分类的准确性在实际运用过程中大幅度降低。针对这个问题,提出了一种基于分组卷积和快照集成的图像隐写分析方法(snapshot ensembling steganalysis network, SENet)。首先,残差卷积块和分组卷积块对图像的特征进行提取并利用;其次,在每个训练周期中得到性能最好的模型作为快照模型;最后将选定的快照模型进行集成后对图像进行分类。该方法应用分组卷积和快照集成的技术,避免了传统集成方法的高训练成本以及单一分类器泛化能力有限的问题。实验结果表明,该方法可以提升隐写分析模型的准确率,并且在训练集和测试集失配时,也能够有效地进行分类,具有较高的模型泛化能力。     

一种迭代式快照系统的设计与实现

VSVM是一个提供了迭代式快照机制的逻辑卷管理系统。该快照机制针对于普通应用,允许快照逻辑卷正常读写,支持对任意快照逻辑卷(可能是经过多次快照迭代操作产生的逻辑卷)继续创建快照。快照的可迭代性确保了对快照数据的高效灵活的管理。VSVM在快照逻辑卷的数据映射上采用了直接映射的方式,使得快照迭代操作次数的增加并不影响其处理复杂度,并在设计方面理论上消除了对快照操作迭代次数的限制。论文实现了VSVM的迭代快照原型并给出了性能分析。试验结果表明系统具有较强的快照性能,单个系统可以支持上百个迭代式快照逻辑卷的并发密集读写,迭代快照适于普通应用使用。     

Low-cost checkpointing and failure recovery in mobile computingsystems

A mobile computing system consists of mobile and stationary nodes, connected to each other by a communication network. The presence of mobile nodes in the system places constraints on the permissible energy consumption and available communication bandwidth. To minimize the lost computation during recovery from node failures, periodic collection of a consistent snapshot of the system (checkpoint) is required. Locating mobile nodes contributes to the checkpointing and recovery costs. Synchronous snapshot collection algorithms, designed for static networks, either force every node in the system to take a new local snapshot, or block the underlying computation during snapshot collection. Hence, they are not suitable for mobile computing systems. If nodes take their local checkpoints independently in an uncoordinated manner, each node may have to store multiple local checkpoints in stable storage. This is not suitable for mobile nodes as they have small memory. This paper presents a synchronous snapshot collection algorithm for mobile systems that neither forces every node to take a local snapshot, nor blocks the underlying computation during snapshot collection. If a node initiates snapshot collection, local snapshots of only those nodes that have directly or transitively affected the initiator since their last snapshots need to be taken. We prove that the global snapshot collection terminates within a finite time of its invocation and the collected global snapshot is consistent. We also propose a minimal rollback/recovery algorithm in which the computation at a node is rolled back only if it depends on operations that have been undone due to the failure of node(s). Both the algorithms have low communication and storage overheads and meet the low energy consumption and low bandwidth constraints of mobile computing systems