基于VISA系统的多级缓存策略的研究-计算机系统结构专业论文.docxVIP

摘 要 HYPERLINK \l _bookmark1 * 在当今网络时代，人们提出并实现了附网存储系统、存储区域网等各种网络存储 体系结构，随着网络技术的飞速发展，网络带宽已逐渐不再成为网络存储系统的性 能瓶颈，存储子系统的 I/O 性能则对整个网络存储系统的性能起着越来越大的制约作 用。 在当前的研究当中，采用 Cache 缓存技术以及预取技术是提高存储子系统性能的 一项重要手段。研究者们已经为基于单机系统和 DAS（Direct Attached Storage）系统 设计并开发了很多 Cache 管理与调度算法，获得了优化的系统性能。但在当今的网 络存储环境下，存储系统结构与 I/O 路径都发生了很大的变化，传统的 Cache 管理与 调度算法并不能很好地适用于新兴的网络应用。 VISA 系统（Virtual Interface Storage Architecture）是利用基于 VIA（Virtual Interface Architecture）的 vSCSI（VI-attached SCSI）作为数据传输协议而构建的一个典型的 提供块接口的分布式网络存储系统。根据网络存储系统的特性为 VISA 系统设计了两 级缓存，并根据两级缓存在系统中的分布特征及存储访问请求特征，为两级缓存分 别设计不同的替换策略，提出了访问即可淘汰的第二级缓存替换策略以及基于存储 地址空间连续性和局部性的智能预取策略。它们可以有效地改善 VISA 系统的存储访 问性能。 整个系统运行在 Red Hat Linux 9.0（内核版本 2.4.20）环境下，使用 IOzone 及 UMass 提供的两类存储应用的 Trace（金融机构的在线事务处理和网页有哪些信誉好的足球投注网站引擎） 进行测试，测试结果表明，采用两级缓存策略能明显提升 VISA 系统的性能。 关键词: 网络存储; 虚拟接口存储体系结构; 缓存; 多级缓存 *本文受“973”项目(2004CB318201)和国家自然科学基金 资助 Abstract HYPERLINK \l _bookmark3 * In the era of Internet, people have designed and implemented Network Attached Storage systems, storage area networks and other network storage architecture. With the rapid development of the network technology, network bandwidth has gradually ceased to be a performance bottleneck of the network storage system. Instead the performance of I/O storage subsystem is playing an increasing role. At current study, researchers use Cache technology and prefetching technology as an important tool to improve the performance of storage subsystems. By now, researchers have designed and developed a lot of cache management and scheduling algorithm for a single computer system and DAS (Direct Attached Storage) System to achieve optimal performance. But in the network storage environment, storage systems and storage path structure have undergone great changes. These traditional cache management and scheduling algorithms are not suitable for the emerging network applications. VISA (Virtual Storage Interface Architecture) is one kind of distributed network storage systems which provides b