基于語義的I-O分類緩存技術(shù)研究.pdf

1、近幾十年來，計算機(jī)存儲系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化，但I(xiàn)/O性能成為瓶頸的現(xiàn)實(shí)問題并未從根本上發(fā)生變化。為了彌合內(nèi)存與外存之間I/O性能的巨大差距，提升系統(tǒng)的整體性能，最行之有效的方法就是在兩者之間加入緩存，利用緩存提高I/O性能也通常是高端存儲系統(tǒng)的重要設(shè)計。
　　雖然存儲系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜化和智能化，但基于塊存儲的接口仍然沒有改變，如SCSI（Small Computer System Interface）接口。文件系統(tǒng)不能通過塊接口

2、獲得底層塊布局的詳細(xì)信息，存儲系統(tǒng)也僅能通過塊接口觀察讀寫塊的原始數(shù)據(jù)流，而這些數(shù)據(jù)流并不包含有意義的語義信息。I/O請求在進(jìn)入存儲系統(tǒng)之前，語義信息在操作系統(tǒng)的塊層即被剝離，所有I/O請求在邏輯塊設(shè)備中是被一視同仁的，盡管之前包含不同的語義信息。
　　因此，為了更好的利用文件系統(tǒng)的語義信息，進(jìn)一步提高緩存性能。本文提出一種基于語義對I/O進(jìn)行分類的緩存設(shè)計：根據(jù)語義信息將文件系統(tǒng)向通用塊層下發(fā)的I/O分為多種類別，分別構(gòu)建元數(shù)據(jù)

3、緩存與數(shù)據(jù)緩存。由于每類語義信息所代表的數(shù)據(jù)塊訪問模式差別巨大，區(qū)分不同語義信息的I/O可利用語義信息有差別的采用不同的緩存性能策略，更具體而高效的優(yōu)化存儲系統(tǒng)的讀寫性能。
　　本文緩存的實(shí)現(xiàn)是在SCSI目標(biāo)端中間層SCST（SCSI Target mid-level），先完成文件系統(tǒng)層對I/O的語義信息的提取與分類，以及到塊層、SCSI層I/O語義類別信息的傳遞，再在緩存中利用語義信息提高性能。采用多種測試工具測試緩存，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化