中国科学院战略性先导科技专项(XDA06010401)
- 作品数：14 被引量：39H指数：3
- 相关作者：刘振军许鲁张军伟陈明宇付斌章更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学首都师范大学更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 一种基于捎带回收的瓦记录Raid5写顺序化方法被引量：1
- 2018年
- 瓦记录技术(SMR)采用部分叠加相邻磁道的方式增大磁盘碟片的面密度,其磁道相互叠加,使得瓦记录磁盘无法进行原地更新,是因为直接更新某一磁道上的数据可能会覆盖掉相邻磁道上的有效数据,导致瓦记录磁盘的非顺序写需要引入额外的写放大开销。对于由瓦记录磁盘组成的Raid5来说,在非顺序写场景下,最终落盘的IO也是非顺序的,因此单盘性能下降,会极大地影响瓦记录Raid5的非顺序写性能。针对瓦记录Raid5非顺序写性能低的问题,提出了一种基于捎带回收的瓦记录Raid5。该方法改进了传统Raid5的小写过程,在小写读的时候捎带读取附近的可被回收的数据或校验,通过将落盘写IO日志化,实现了落盘写IO的顺序化,避免了瓦记录磁盘的写放大开销。系统维护了地址映射表等元数据,在重构时只需对应用访问过的条带进行读写和计算,这减少了重构时需要读写的数据量。测试显示,在某些非顺序写场景下,写带宽超过了以Bcache作为缓存的MD Raid5。从计算结果看,重构时的读写开销相比普通磁盘组建的MD Raid5也有明显减小。
- 张强李素玲李素玲李猛坤
- 关键词：回收
- I/O访问相关性原理被引量：4
- 2014年
- 作为数据访问的基本原理,局部性一直是以单个数据访问请求为研究对象,忽视了数据之间的一个重要规律:数据访问中存在一些数据会一起访问——访问相关性.而且,相关性是有强度的:一些数据元素之间的相关性比其他元素更紧密.通过对典型数据I/O访问的分析,提出了访问相关性模型,并采用基于LRU堆栈的方法,提出了相关性集合的刻画方法.
- 刘建亮杨琳郭明阳许鲁
- 关键词：数据访问I/O访问
- 基于pNFS的小文件间数据预读机制研究被引量：1
- 2014年
- 随着信息技术飞速发展,小文件的数量越来越多.高效管理海量小文件、提供低延时的小文件访问服务,是并行网络文件系统的研究热点.小文件数据读取访问中,由于数据读取粒度小并且不同小文件之间的数据访问空间连续性差,难以发挥数据存储设备的大粒度顺序访问的性能优势,导致小文件的访问性能远远低于大文件的访问性能.在扩展只读目录授权机制框架下,提出一种小文件间数据预读机制,充分发挥了数据存储设备大粒度顺序访问性能的优势,大幅降低了小文件数据读取访问延迟.典型应用环境实测表明,对比pNFS系统,小文件数据顺序读取访问性能最高可提升8.92倍,随机读取性能最高可提升11.82倍.
- 杨洪章张军伟许鲁刘振军
- 关键词：并行网络文件系统
- 移动设备应用程序的体系结构特征分析被引量：12
- 2015年
- 移动设备如智能手机、平板电脑已成为最主要的电子消费品,且呈现出快速增长的趋势.移动设备上运行的应用程序种类丰富多样,对硬件平台上不同资源的需求也大不相同;而移动设备的硬件平台在性能和功耗上有其自身的局限性.因而,分析移动设备应用程序体系结构层次的特征,对于硬件平台如处理器、内存等资源部件的设计,以及应用程序的优化,具有指导性的意义.文中选取了Android操作系统上的多类常用的应用程序,深入地分析了其在主流移动设备上的微体系结构相关的特征.结果表明,移动设备的应用程序普遍存在较高的指令缓存和指令转换后援缓冲器缺失率,并且分支预测失败率也较高.基于各程序的体系结构特征,文中抽取了部分最具代表性特征的应用程序,并提出了一个用于体系结构研究的移动设备基准测试程序Moby.Moby测试程序包括了浏览器、邮件客户端、音乐及视频播放器、文档阅读器及地图等应用.同时,文中还详细分析了Moby测试程序微体系结构无关的特征,如指令的组成、指令局部性特征、工作集大小及指令执行流等.
- 黄永兵陈明宇
- 关键词：应用程序移动互联网
- 分布式文件系统中海量小文件异步创建技术
- 2015年
- 海量小文件应用已经渗透到高性能计算、企业办公、互联网等多个领域。由于小文件主要存储在分布式文件系统中,海量小文件访问性能已经成为分布式文件系统亟待解决的难题。影响性能的关键因素是高比例高并发的元数据同步访问,尤其在高并发小粒度创建应用中,元数据同步网络交互增加了小文件访问延迟。本文以p NFS分布式文件系统为基础,研究降低海量小文件创建应用延迟的关键技术,设计并实现了一种基于目录可写授权的全异步客户端文件创建框架及其优化技术,测试表明,该技术可将分布式文件系统小文件创建性能提升近500倍。
- 杨洪章张军伟齐颖吴雪丽
- 关键词：低延迟缓存
- 希捷瓦记录磁盘评测
- 2017年
- 分析了可提升磁盘存储密度的瓦记录(SMR)技术的优势及局限性,指出SMR采用部分叠加相邻磁道的方式增大磁盘的面密度,但是这也带来了写覆盖(Write Overlay)问题,即更新某一磁道上的数据时会覆盖相邻磁道上的有效数据,导致瓦记录磁盘(SWD)无法支持原地更新,使其非顺序写性能受到影响。为了促进该技术的应用,通过Fio和Filebench测试工具,对SMR技术的代表性产品——希捷瓦记录磁盘(SSWD)做了比较全面的测试,并对多种应用场景下SSWD的性能做了详细的测试和分析,以便为SSWD在数据中心的应用提供重要的参考。
- 张强刘振军董欢庆马留英李猛坤
- OpenFlow网络数据流路径建立开销的量化分析
- 2015年
- OpenFlow采用数据平面与控制平面分离的架构,以软件实现的OpenFlow控制器作为控制平面对网络进行集中控制。在这种分离架构中,由于交换机需要与控制器进行交互,因此必然会产生一定的时间开销。经实验,数据流建立过程中的信息交互导致数据包传输时延至少增长2倍,严重降低了网络性能。因此,量化分析OpenFlow网络中流建立开销具有重要意义。分析流建立开销产生的原因,对导致数据包传输时延增长的影响因素进行量化分析。评估流建立开销对网络性能的影响是量化分析数据流路径建立开销的重点。
- 吴洁付斌章陈明宇张立新
- 一种面向FPGA异构计算的高效能KV加速器被引量：1
- 2016年
- 网络功能虚拟化等新兴应用的蓬勃发展对Key-Value查询的能效提出了更高要求。传统的解决方法要么采用基于软件Hash表,要么采用专用的三态内容可寻址存储器(TCAM)芯片进行加速。其中,软件方法实现成本低,但是在数据冲突较高时会导致查表性能急速下降;硬件TCAM方法具有优良的时间特性,但其价格昂贵、耗能巨大。目前,随着基于现场可编程门阵列FPGA的异构计算技术的高速发展,利用系统已经提供的FPGA资源对基于软件实现的Hash表结构进行加速成为一种性价比更佳的解决方案。探讨如何利用FPGA上的RAM资源来实现一种具有高扩展性和高能效比的TCAM逻辑。与传统的TCAM结构不同,提出的架构支持查表范围的动态缩放,从而可以有效减少查表功耗。为了验证方案的有效性,利用Virtex-7系列FPGA对本文方案进行实现和评估,并与软件查表的性能进行详细比较。实验表明,本文方案吞吐量可达到234 Mpps,查表延迟为25.56ns。相比软件的方法,吞吐量提高780倍,延迟降低240倍。
- 孙征征兰亚柱付斌章
- 关键词：现场可编程门阵列
- 数据访问模型的现状被引量：1
- 2015年
- 数据访问模型是系统性能理解和优化的先决条件,针对不同类的应用,提取出其共用的访问特征,可以提高访问模型的适用性。数据访问模型的研究主要是探索数据访问的规律,根据研究对象的不同,现有模型主要分为两类:微观模型和宏观模型。本文认为在大规模数据下,研究数据访问之间的宏观规律——访问相关性为优化系统性能提供了新的机会。
- 刘建亮郭明阳许鲁
- 关键词：数据访问数据模型
- Nimble:一种适用于OpenFlow网络的快速流调度策略被引量：16
- 2015年
- 突发流量是导致网络拥塞和丢包的重要原因之一.减少网络拥塞的一种方法是在多条可达路径间均衡网络流量,如等价多路径(Equal-Cost Multi-Path,ECMP)路由.然而,大多数等价多路径路由或者静态地将不同的流/数据包哈希到不同的路径,或者依赖于局部的/过时的路径状态信息.OpenFlow技术利用集中式控制器控制网络行为,为控制器根据全局网络状态信息进行动态的数据流优化提供了可能.然而,采用基于轮询的网络状态探测机制在处理突发流量问题上面临诸多困难.文中提出一种用于OpenFlow网络的快速流调度策略,称为Nimble.Nimble架构扩展了OpenFlow协议的packet-in消息,由网络设备自主监测设备状态,并在网络出现拥塞时通过扩展的packet-in消息主动向控制器通告拥塞信息.模拟结果显示Nimble策略能够以近于零的时延检测网络链路拥塞,从而有效提高网络性能.
- 李龙付斌章陈明宇张立新
- 关键词：数据中心网络流调度负载均衡
