并行网络文件系统PNFS性能评测与分析

传统的网络文件系统难以满足高性能计算系统的I/O需求,并行网络文件系统——PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题。首先对PNFS的体系结构进行了设计,实现了元数据服务器与存储服务器的分离,消除了由于集中服务器结构引发的I/O瓶颈问题。然后,对PNFS的原型系统进行了性能测试,并与相同环境下NFS的测试结果进行比较与分析,结果表明PNFS能够为客户端提供并行访问文件数据的能力,有着较高的I/O读写带宽和较低的访问延迟,同时实现了客户端I/O带宽与存储服务器规模之间的线性可扩展关系,能较好地满足高性能计算中的I/O需求。

Readdir++:一种并行网络文件系统中海量小文件读优化技术

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.p NFS采用数据带外访问模式,元数据的访问频率高,对海量小文件的访问性能造成了很大影响.本文扩展了p NFS中的读目录授权机制,并在其框架下提出了一种Readdir++技术,用于批量预取layout等元数据,并确保预取元数据的有效性.Readdir++技术避免了小文件读取过程中同步的元数据获取开销,有效降低了访问延迟,提升了海量小文件的读取访问性能.典型应用环境实测表明,对比p NFS系统,Readdir++技术可将海量小文件读取访问过程中元数据性能提升到14.27倍,总体性能提升到1.78倍.

并行网络文件系统PNFS研究

从解决高性能计算机I/O瓶颈面临的问题着手,首先详细分析并设计了并行网络文件系统——PNFS的结构、存储机制、管理机制和工作机制,然后对并行网络文件系统PNFS的原型系统进行了性能测试,从而验证了并行网络文件系统PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题,能够为高性能文件系统的建立提供一种行之有效的解决方法。

基于合并控制消息的分布式文件系统优化机制

目前将控制消息通信与数据通信分离能大大提高分布式文件系统的性能,但大量的控制消息通信仍然是影响分布式文件系统性能的重要因素.在分析pNFS中控制消息通信协议的基础上,基于操作语义,提出一种基于合并RPC的控制消息通信协议,通过减少控制消息通信的数量,达到提高分布式文件系统读写性能的目的;并在pNFS-2.6.33的基础上实现一个原型系统,使用Filebench以及多种负载数据集进行了测试与分析,实验结果显示在文件大小达到2GB以上时读写性能比之前提高了约5%.

基于pNFS的小文件间数据预读机制研究

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.

基于OSD的pNFS性能评测与分析

传统高性能存储服务如存储局域网(SAN)和网络附加存储(NAS)在性能和扩展性上难以满足海量数据的处理要求。基于对象存储设备(OSD)的并行网络文件系统(pNFS)通过元数据和数据的分离,有效弥补网络文件系统(NFS)性能和扩展性上的不足。为了解其实际性能,文章对基于OSD的pNFS与传统NFS进行了对比测试。首先介绍了pNFS的结构和特点,然后从吞吐率、小文件事务处理性能等方面对其进行测试,并与NFS的性能进行了对比分析,结果表明pNFS在同等硬件条件下可提供较高的吞吐率和扩展性。最后,针对现有原型系统的不足,提出改进方案。