基于混合存储的无盘网络服务器数据优化分布方法

无盘网络服务器需处理大量I/O操作,导致其存储子系统成为系统性能提升的瓶颈。为解决该问题,提出基于固态硬盘(SSD)和硬盘驱动器(HDD)混合存储的数据分布方法,使工作站共享的操作系统和应用程序镜像数据分布于SSD,而将工作站运行过程中的镜像修改数据分布于HDD。根据无盘网络服务器I/O数据块访问特性,建立块分布模型,由此设计SSD和HDD间的数据块动态迁移方法,根据SSD和HDD中块的访问信息计算数据分布概率,并动态决定数据块的保存位置。实验结果表明,该方法可有效提高工作站启动速度及存储系统带宽,减少SSD写次数。

分布式系统卷重构过程的改写块预取方法

从多同构主机分别由同一共享系统卷远程启动与配置过程中对共享卷改写情况的统计分析入手,提出了透明计算模式下分布式系统卷重构过程的改写块预取模型.通过在共享系统卷的改写相似集元素上留下一种标识来进行信息传递,以此指导该主机以后对改写相似集的快速定位,并指导其他主机重构其系统卷时快速预取相应的改写块.设计了基于二度局部特征的改写块预取算法,使得改写块预取能在横向顺序预取、纵向跳转预取两方向并发完成.算法对共享系统卷扩展块改写感知判别和改写块地址重定位的时间复杂度始终是O(1).结果表明该预取策略具有良好的性能和稳定性.

基于iSCSI网络存储协议的映射SCSI磁盘启动方法

文章基于iSCSI网络存储协议研究开发了一种新的远程启动技术。首先扩展DHCP选项以便从应答包中获得iSCSI登录参数,针对扩展ROM运行特点,设计了一种简洁、高效、且对存储资源要求很少的iSCSI启动器,该策略基于数据收发共同维护同一个4KB的缓冲区,且严格按序执行命令发送和接收相应命令的响应,保证了原子性操作,不会出现发送缓冲和接收缓冲数据被覆盖现象。设计了磁盘访问重定向服务和引导连接向量,按上述方法开发设计了iSCSIBIOS并应用于无本地存储设备的刀片服务器上,真正做到网络启动和网络存储,便于安全管理和升级维护。

iSCSI网络计算模式下的可靠多播策略

在基于iSCSI的网络计算系统中,当多客户主机同时向存储服务器发出I/O请求时,由于I/O到达模式和访问模式在不同尺度下都具有相似的突发性,因此如何根据I/O负载特征,提升iSCSI网络计算环境下的数据传输性能就成为一个必须解决的问题.通过对iSCSI网络计算系统下的I/O特征进行相似负载建模分析,针对多客户端之间存在相似负载特性,提出了一种iSCSI网络计算环境下的可靠多播策略:基于相似负载的iSCSI可靠多播.通过对I/O请求数据块进行相似负载判定和对iSCSI协议的扩展,在iSCSI网络计算系统中构建数据传输双路径:iSCSI协议数据包路径和相似负载的多播路径,来加速网络计算数据的加载性能,设计了基于树的广度优先搜索算法来判定相似负载、一种基于相似负载实现I/O路径选择的多播监控代理及Cache优化算法.测试结果表明,该策略能够提升多个客户主机的并发I/O性能.

支持IP-SAN远程映射与引导的固件协议栈

设计了一种基于IP存储区域网络的远程引导技术,该技术的核心是运行在裸机下的固件协议栈。针对固件协议栈运行特性,提出了一种非路由iSCSI/TCP通信协议原型,并实现了基于固件的iSCSI/TCP协议。同时提出了几种优化算法以提升远程引导性能与可靠性,包括乐观预测、固定回避重传算法和避免协议栈重入的输出请求挂起策略。建立了一种便于操作系统内核iSCSI启动器平滑接管的固件iSCSI启动器有限状态模型。通过将固件协议栈集成到IP-SAN扩展BIOS中,并应用于无本地存储设备的主机上,实现了基于IP-SAN的网络引导,测试结果表明该固件协议栈有很好的性能和可靠性,并且部署、移动和重新分配主机与存储卷之间的映射关系变得更加便利。

基于RAID50的存储系统高速缓存设计

设计了一种多个控制卡分条的RAID50模型和主机虚拟卷地址到所属高级别阵列、低级别阵列分条的二级地址映射模式,以提高I/O访问的并发性。定义多个连续I/O块为扩展块并等同于Cache页大小,且作为RAID50传输粒度,进一步改善内存与存储设备之间的传输效率。设计了基于Cache描述符控制块的哈希链式查找算法和基于Cache页访问频率计数的二次机会置换算法,实现了一种主机数据接收与RAID50存储设备预读并发进行的策略。结果表明,该设计有效地提高了存储系统的I/O性能。

基于iSCSI网络存储协议的虚拟SCSI HBA驱动方法

iSCSI已成为网络存储的重要协议。基于该协议设计一种将普通的以太网卡虚拟成SCSI HBA的方法．并在Windows和Linux操作系统下开发了相应的虚拟设备驱动程序。根据本方法设计的虚拟SCSI HBA驱动在Linux和Windows平台上映射的SCSI硬盘呈现出和本地主机物理硬盘一样的访问机制,即由该虚拟SCSI HBA驱动向主机应用程序或文件系统的I/O请求提供磁盘访问重定向服务。并且进行映射SCSI硬盘的读写性能测试。结果表明,读写映射SCSI硬盘性能接近1000M以太网络线速度的70%。应用证明,该虚拟驱动方法是一种最经济的SAN网络存储模式,它突破SCSI连接的物理距离限制,实现远距离工作主机共享SCSI磁盘阵列的需求。该方法可在不改变现有网络结构的前提下,实现SCSI直接连接存储(DAS)模式向IP SAN存储模式的平滑过渡。

网络计算环境分布式COW盘构建方法

针对大规模网络计算环境的分布式计算和数据集中存储特点,结合COW(copy-on-write)磁盘记录改写块的稀疏和突发特性,提出了一种分布式COW网络盘体系结构,将服务器处理所有客户主机相应COW盘的聚合开销分摊到各个客户主机自身,以加速网络计算环境系统构建速度;设计了一种改进的64bit位图压缩算法以有效减少COW盘位图文件大小,节省服务器磁盘空间和降低分布式COW盘网络传输开销;提出一种适合COW盘改写块突发特性的预取算法,以提高分布式COW盘相应Cache的命中率。实验结果表明基于改进的COW位图压缩和预取算法实现的分布式COW盘降低了多客户主机网络计算环境构建延迟。

基于嵌入式裸机平台的传输层协议实现方法

基于Request for Comments(RFC)1122兼容性规范提出了一种可移植的非路由传输层协议实现原型.简化设计了适用于嵌入式系统的传输层协议栈.同时提出了几种简化算法以提升性能,包括首部预测、简化重传算法.设计了一种输出挂起队列以解决Trans-mission Control Protocol(TCP)协议栈的重入问题.该TCP无须操作系统的支持,整个协议栈运行在裸机平台上.本实现方法强调对TCP的简化,以提高可靠性,其实现代码规模只有Berkeley Software Distribution(BSD)TCP的30%.应用测试表明,该简化的TCP性能和可靠性与商用TCP相当.最后,将实现源代码移植到X86裸机平台的64K Peripheral Compo-nent Interconnect(PCI)扩展Read-Only Memory(ROM)中,基于该TCP协议设计了iSCSI远程启动系统,并已经应用于无本地存储设备的超级刀片服务器上.

基于量子遗传算法的XML聚类方法

主要用模式分析的核方法与量子遗传算法相结合研究XML聚类,提出了一种基于量子遗传算法混合核聚算法的XML文档聚类新方法。该方法先对XML文档约简,以频繁标签序列建立向量空间核的核矩阵,用高斯核函数求解初始聚类和聚类中心,然后用初始聚类中心构造量子遗传算法的初始种群,通过量子遗传算法与核聚算法相结合求得全局最优解的聚类。实验结果表明,使用该算法的聚类比改进的核聚算法、K均值算法等单一方法具有良好的收敛性、稳定性和更高的全局最优。

三菱PLC在刨床数控系统上的应用

利用日本三菱 PL C定位控制单元的特点 ,研制了特形面数控刨床系统 ,相比传统的单片机控制系统 ,既简化了机床结构和控制系统 ,又简化了用户的编程工作 。

基于InfiniBand的RAID存储系统设计

以Infiniband(IB)体系结构和SCSI远程直接内存访问协议(SRP)为基础,结合RAID技术,设计了一种RAID存储系统,系统与主机接口的前端采用IB,为主机的I/O访问提供无限带宽,与物理存储设备接口的后端设计了多个RAID5控制卡的RAID0分条技术,以提高磁盘访问的并发性。从而获得了很好的主机存取I/O性能。

三维激光烧蚀加工的试验研究

针对激光烧蚀加工出三维表面所存在的几个问题，即沿光轴方向的尺寸精度，必要的表面粗糙度和表面完整性，设计了一种扩束－无球差聚焦光路系统，并配合适当的激光焦斑峰值功率密度，大大改善了直接切削的尺寸精度，从传热学角度分析了激光烧蚀的能量传输，获得了对激光烧蚀过程的了解，以陶瓷为例的激光烧蚀实验证实了这一分析的正确性，从而为改善激光烧蚀加工的表面粗糙度提供了依据。

基于量子遗传谱聚算法的聚类

在处理大数据集聚类问题上,谱聚算法因存在占用存储空间大、时间复杂度高的缺陷而难以推广,针对此问题,提出采用多次分割、向上向下双向收缩的QR算法求得特征值对应的特征向量来实现降维,并在此基础上构造映射空间上的样本来实现量子遗传谱聚算法的聚类。该方法通过映射为后续的量子遗传谱聚算法聚类提供低维的输入,而量子遗传算法具有快速收敛到全局最优并且对初始化不敏感的特性,从而可以获得良好的聚类结果。实验结果显示,使用该算法的聚类比谱聚算法、K-means算法、NJW算法等单一方法具有更好的收敛性、稳定性和更高的全局最优。

基于XML中间件的分布式异构数据库的数据分片策略研究

主要研究XML中间件的分布式异构数据库的数据分片策略,以便能够并行处理XML查询。为了描述XML数据分片,提出了对象树、子树的概念,将一棵XML数据树分割成对象树和子树,对象树在各个站点上复制,子树标签化后均匀分片到各个站点上。为了实现用户数据分片查询工作量的均衡,对最大树深的子树采用减治法策略,减治法策略后的子树又分配到一个新的站点上。基于这一思想,提出并实现其算法。实验结果证明:在分布式异构数据库的检索、查询和访问中,基于对象树、子树的数据分片算法的性能要比PSPIB算法性能优越。

变铸轧条件下铸轧辊三维温度场仿真研究

从常规铸轧入手，建立铸轧过程中铸轧辊三维温度场模型，并利用数值解法求出了温度场分布，在此基础上对不同铸轧条件下铸轧辊温度场进行了仿真，从而为铸轧辊的热变形分析计算奠定了基础。

基于IP-SAN的容灾备份系统数据一致性研究

数据已经成为当今用户越来越重要的战略资源,随着网络的发展,分布式数据存储已经成为对付各种数据灾难的一种有效手段。基于IP-SAN的异地容灾备份系统充分利用了IP-SAN自有的优势。研究了基于IP-SAN备份系统的关键数据一致性问题,设计了一种基于IP-SAN备份系统数据一致性测试方法,利用可靠的摘要算法以及改进的报文传输方式,有效地提高了数据一致性测试速度,降低了对网络的负载,提高了系统的可靠性与响应速度,实验证明是一种代价相对较低且切实可行的数据一致性检测方案。

嵌入式协议栈缓冲区管理的简化实现方法

本文针对嵌入式系统网络协议栈的特点,设计了一种简洁、高效、且对存储资源要求很少的缓冲区管理策略。该策略基于缓冲区单次拷贝技术,克服了有些嵌入式系统存储控制器低效的存储块拷贝。除了提供缓冲区管理例程,还实现了缓冲区的动态分配与回收。最后,我们将实现源代码移植到X86嵌入式裸机平台的64K PCI扩展ROM中,基于该缓冲区管理设计了TCP/IP协议,并已经应用于无本地存储设备的超级刀片服务器上。

基于三菱PLC的刨床数控系统

介绍日本三菱PLC定位控制单元的特点，并将其应用于特形面数控刨床数控系统的开发与研制中，简化了控制系统，提高了可靠性与灵活性。拓展了PLC系列单元或模块的应用领域。

基于量子遗传算法的XML聚类集成

为了改善单一聚类算法的聚类性能,提出一种基于量子遗传算法的XML文档聚类集成解决方法。该方法首先利用KNN分类算法将XML文档划分成k个差异性的聚类成员;其次根据聚类成员的关系获得内联相似度矩阵,并通过多次分割、向下、向上、双向收缩的QR算法分解特征值对应的特征向量来实现矩阵的维数缩减;然后在映射空间上用量子遗传算法实现聚类集成,把每一个样本判别到最优的聚类类别中。这样减少了数据差异性对聚类结果的影响,提高了聚类质量。实验结果表明,在真实的数据集上,该聚类集成算法比其他聚类集成算法具有更好的效果。