适配器驱动层并行I/O调度性能分析

对适配器驱动技术进行了研究，提出了一种可扩展的并行I／O方法．这种方法将多DMA通道和I／O接口集成到适配器中，可实现I／O命令的多通道并行处理，从而以较低代价实现外围设备I／O性能扩展．建立并行I／O的SPN模型，对这种结构下各I／O环节对设备栈I／O性能的影响进行了分析，重点研究I／O请求量与系统IRP流量和I／O通道利用率的关系，并结合测试数据对分析结论给予了证明．     

基于磁盘阵列的多队列实时I/O调度算法

研究磁盘阵列的Ｉ／Ｏ调度问题．给出了建立在实时操作系统上的系统调度模型;在分析磁盘的Ｉ／Ｏ调度算法的基础上,提出一种适合磁盘阵列的多队列实时调度算法．该算法为每个磁盘指定了一个请求队列,并根据请求之间的依赖关系确定可并行执行的任务组．测试结果证明,新算法具有很好的性能     

数据网格中存储I/O的SPN建模与性能评价

针对数据网格中存储资源的结构、协议和I/O模式的复杂性问题,分析了存储网络的并行存储I/O请求模型,采用随机Petri网(SPN)建立了SPN并行存储I/O传输的数学模型,描述了系统请求响应时间与系统负载、网络带宽和节点处理能力之间的关系,然后通过排队论进行了并行I/O的性能分析,最后归纳了影响存储网络系统I/O性能的因素,在并行策略和数据组织与分配等方面提出了提高整体存储性能的改进方法.为改进提高数据网格的整体存储I/O性能提供了有效的建模方法和具体的理论依据.     

虚拟化存储技术的I/O调度研究

虚拟存储是存储技术发展的重要方向,它屏蔽了大量异构设备的差异性,向用户提供简单的逻辑存储访问接口。通过虚拟层的I/O调度,应用程序对虚拟存储空间的I/O请求被转化为对物理存储设备操作的I/O命令。介绍了虚拟化存储技术的I/O调度的三个层次：主机级、设备级和网络级,分析了中间驱动层虚拟存储I/O调度机制和适配器驱动层虚拟存储I/O调度机制,最后探讨了虚拟存储I/O调度的智能化和并行化。     

光纤磁盘阵列中的流水线技术

根据流水线技术,将光纤通道适配器的数据传输阶段与SCSI适配器的I／O任务执行阶段按流水线技术并行执行,能充分减少系统总的处理时间,提高系统总的数据传输速度．以FC—RAID3000为例,分析了磁盘阵列中I／O流水线技术的适用性与基本原理,介绍了通过设置多进程来并行处理光纤卡和SCSI适配器的数据传输过程,对实现流水线前后的性能进行了测试和比较．经测试发现,阵列系统最大数据传输率与未采用流水线技术的系统相比提高了1倍．     

高性能I/O架构与系统研究

本文探讨了高性能I/O的关键技术,指出了并行技术和调度策略是提高I/O性能重要手段,深入分析了各种调度策略。并总结了目前研究中的热点问题,指出未来的研究方向。     

基于磁盘阵列的多队列实时I／O调度算法

研究磁盘阵列的Ｉ／Ｏ调度问题,给出了建立在实时操作系统上的系统调度模型,在分析磁盘的Ｉ／Ｏ调度算法的基础上,提出一种适合磁盘阵列的多队列实时调度算法,该算法为每个磁盘指定了一个请求队列,并根据请求之间的依赖关系确定可并行执行的任务组,测试结果证明,新算法具有很好的性能。     

LSF:一种面向S-RAID 5的能量管理算法

S-RAID 5是一种适于顺序数据访问的节能磁盘阵列,为了提高其性能并保持节能效率,提出一种能量管理算法:逻辑空间预测法（LSF）,该算法对S-RAID 5的I/O请求地址进行动态聚类分析,以获得I/O请求在逻辑地址空间内的分布区,然后求出各分布区的动态特性,并结合S-RAID 5的特殊数据布局,预测磁盘的工作状态并根据预测状态调度磁盘. 实验表明,在节能效果相当的情况下,与典型算法TPM、Markov相比,LSF可有效消除S-RAID 5的响应时间延迟.      

光纤通道的高速低延迟RDMA协议研究

提出了一种FC-AE-RDMA(光纤通道-航空电子环境-远程直接内存访问)协议的实现方法,采用内存区域作为目标端设备以缩短I/O访问路径,同时取消写操作中的流量控制信息单元以减少延迟时间.根据FC-AE-RDMA协议所描述的特征,为采用现场可编程门阵列实现的定制光纤通道控制硬件设计了支持RDMA传输的发起端和目标端驱动程序,并进行了光纤通道RDMA和FCP I/O访问的对比测试.测试结果显示:光纤通道RDMA比FCP具有更短的延迟,当执行最小的I/O请求(512byte)时,光纤通道RDMA的I/O读请求延迟时间为FCP I/O读请求延迟时间的49%;光纤通道RDMA的I/O写请求延迟时间为FCP I/O读请求延迟时间的29%,其中取消流量控制信息单元令使得请求延迟时间减少22%.     

基于交换网络的并行PC体系结构性能评价

针对传统的PCI总线结构形成系统通信瓶颈的缺陷，提出了以交换网络为中心的可扩展并行PC体系结构设计思想．用面向对象的分析方法对传统计算机硬件结构进行分析，设计了新的基于交叉开关的PC系统结构，并用Petri网分别对传统PC的I／O结构和并行PC的I／O结构进行建模分析，并作了定量计算，对这两种结构的性能进行了比较与分析，结果表明，并行PC系统结构可以在很大程度上提高系统设备的利用率和进程的执行效率．     

基于多模块的RAID的设计与实现

本文在多模块结构性能评估模型的基础上,设计了一个RAID的I/O请求处理性能的模拟测试软件,随机产生一组I/O请求,通过计算各级RAID的数据传输率,测试出其性能的高低。     

One method for improving RAID5 performance

As a kind of parallel storage system, RAID5 has been becoming a popular solution for providing better performance at low cost and without sacrificing much redundant data, its main disadvantage is poor performance. It is a general method to improve RAID5 performance by using cache. However, it often happens that the data is not hit in cache, in this case, the RAID5 performance also will be very poor. The method based on combination of disk I/O operations has been proposed for impriving the I/O response time through reducing the number of low-level operations. According to theoretic analysis and experimental test, we find that RAID5 access time and data transfer rate could be largely improved than conventional method. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China under grant 69773046 and (69973017), and Defense Advanced Research Foundation of China under grant (98J15. 1. 1. JW0516) Biography, Chen Qiong (1963-), female, Ph. D candidate, research interests: computer architecture, parallel processing, disk arrays.     

A Network-Attached Storage System Supporting Guaranteed QoS

We propose a network-attached storage system that can support guaranteed Quality of Service （QoS）, called POPNet Storage. The special policy of date access and disk scheduling is enable users to access files quickly and directly with guaranteed QoS in the POPNet Storage. The POPNet Storage implements a measurement-based admission control algorithm （PSMBAC） to determine whether to admit a new data access request stream and admit as many requests as possible while meeting the QoS guarantees to its clients. The data reconstruction algorithms in the POPNet Storage also put more emphasis on data availability and guaranteed QoS, thus it is designed to complete the data recovery as soon as possible and at the same time provide the guaranteed QoS for high-priority data access. The experiment results show that the POPNet Storage can provide more significant performance, reliability, and guaranteed QoS than conventional storage systems.     

一个块同步并行（BSP）的改进I／O代价模型

提出了一个改进的BSP的I／O代价模型,不但易于实现,而且利用该模型能减少I／O,通信及同步时间,显著地提高BSP程序的运行效率,给出了在这两种模型下实现并行排序算法的时间代价比较。     

Parallel scheduling strategy of web-based spatial computing tasks in multi-core environment

In order to improve the concurrent access performance of the web-based spatial computing system in cluster,a parallel scheduling strategy based on the multi-core environment is proposed,which includes two levels of parallel processing mechanisms.One is that it can evenly allocate tasks to each server node in the cluster and the other is that it can implement the load balancing inside a server node.Based on the strategy,a new web-based spatial computing model is designed in this paper,in which,a task response ratio calculation method,a request queue buffer mechanism and a thread scheduling strategy are focused on.Experimental results show that the new model can fully use the multi-core computing advantage of each server node in the concurrent access environment and improve the average hits per second,average I/O Hits,CPU utilization and throughput.Using speed-up ratio to analyze the traditional model and the new one,the result shows that the new model has the best performance.The performance of the multi-core server nodes in the cluster is optimized; the resource utilization and the parallel processing capabilities are enhanced.The more CPU cores you have,the higher parallel processing capabilities will be obtained.     

一种面向HPC Cloud系统的在线作业调度算法

针对HPC Cloud中的作业之间对网络I/O资源的竞争问题,提出了一种基于动态规划算法、二分搜索算法和网络最大流算法的在线作业调度算法——DBMF算法.DBMF算法专注于物理节点上网络I/O的负载均衡,通过物理节点之间的网络I/O负载均衡来减少对网络I/O资源的竞争.通过与FCFS和RSF算法进行对比,DBMF调度算法有效提高了HPC Cloud的系统负载,减少了作业之间对网络I/O资源的竞争.     

VBR视频的安置策略与接纳控制

讨论了 VBR视频在磁盘特别是 MZ磁盘上的安置策略、视频文件的组织模式、磁盘 I/ O调度及相应的接纳控制策略 .主要给出了一个比例安置算法和基于缓冲支持下的磁盘 I/ O平滑调度策略 ,模拟实验结果显示提出的算法和调度策略是可行而有效的