一种面向应用服务器的分布式缓存机制

针对应用服务器对数据库的大规模并发访问所产生的性能下降问题,设计了面向应用服务器的缓存对象管理组件。集成了分布式对象缓存系统Memcached客户端,并采用基于分级队列思想的缓存替换算法。根据队列中元数据内容将可缓存对象存储在不同级别的分布式缓存池中。模拟实验表明该机制能够有效减少数据库I/O负载,降低应用服务器的访问延迟,提高了系统的并发处理能力。     

基于生存期的云存储元数据缓存算法

针对元数据管理子系统成为云存储中性能瓶颈的问题,研究了云存储元数据缓存算法.在分析元数据被访问特性的基础上,提出了元数据缓存生存期的概念;依据云存储的特性设计了元数据缓存生存期的计算规则,给出了基于生存期的元数据调出策略和元数据缓存写回策略,提高了云存储元数据管理的效率;分析了基于生存期元数据缓存算法适应用户访问特性的能力,讨论了使用基于生存期元数据缓存算法后如何保证元数据一致性的问题;使用基于生存期元数据缓存算法,实现了云存储元数据缓存原型系统,并使用通用数据集和测试工具进行了测试与分析.结果表明,该算法能提高云存储15％的I/O速度和16％的操作处理速度.     

并行文件系统客户端缓存对系统I/O性能的影响

对浪潮天梭并行文件系统(LCTS-PFS)客户端缓存性能进行了测试,提出了多客户端访问、带客户端缓存的并行文件系统排队模型.分析了不同缓存命中率、不同缓存空间大小和不同文件长度情况下,客户端缓存对I/O响应时间的影响.分析结果表明:I/O响应时间随缓存命中率提高而减少且在有/无缓存情况下的I/O响应时间曲线存在唯一交点,在此交点之前无缓存情况下I/O响应时间小于有缓存情况,而交点之后结果相反;缓存命中率不发生变化时,缓存空间越大I/O响应时间越长;相比无缓存情况下I/O响应时间,若客户端请求生成率固定,则访问文件越大,缓存对I/O响应时间提升越少;若请求生成率发生变化,则相同缓存命中率情况下,访问的文件越大缓存对I/O响应时间提升越多.性能测试和理论分析一致.     

一种基于固态盘和硬盘的混合存储架构

为提高基于固态盘和硬盘的混合存储系统的I/O性能并降低固态盘的硬件磨损,提出了一种新型混合存储架构RAF(Random-Access First).该架构利用序列侦测算法识别负载请求队列中的随机I/O请求和顺序I/O请求,通过重定向模块使固态盘作为内存之外的第2层磁盘缓存来服务随机I/O访问请求,从而使硬盘服务过滤后的顺序I/O请求,使两者的优势得以发挥.原型实验证明,该架构可以有效地提升混合存储系统的性能和可靠性.     

基于多级缓存的网络考试系统设计探讨

网络在线考试的安全性与可靠性至关重要,为解决在线网络考试过程中可能出现的网络或硬件设备故障等问题,设计了一种基于多级缓存机制的分布式网络考试系统,通过考生电脑本地一级缓存、考区服务器二级缓存及中心服务器三级缓存冗余架构及存储与传输加密机制,确保了考试过程的可靠性和安全性。该系统已在省级大型网络统考中得到应用。     

一种新的iSCSI存储系统缓存策略研究

提出了一种新的缓存管理算法——远程i SCSI缓存,基于高速的FCOE网络,将RMP(Remote Memory Pool)应用于改进后的i SCSI存储系统中,并通过试验对改进后的系统性能进行测试,最后对实验结果进行分析.结果显示系统的性能和吞吐量都有一定的提高.     

一种基于分段的网络流媒体代理缓存策略

针对大量用户访问网络流媒体系统时出现的响应速度慢、网络拥塞严重、缓存利用率低和容量不足的问题,提出了一种IPTV环境下的PSU代理缓存策略,利用分段缓存和动态调整存储比例的方法,提高流媒体代理服务器的存储效率和服务性能.给出了流媒体文件的分段方法和热度概念,通过增加前缀缓存数量的方法,优化了IPTV三层结构的存储比例,...     

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.     

基于iSCSI的虚拟化存储系统引擎设计

利用iSCSI存储技术标准设计了一个虚拟存储系统引擎VSSE(Virtual Storage System Engine).采用分层结构模型处理远程主机对存储区域网络中存储设备的I/O访问请求.实现基于快速以太网的存储区域网络中存储设备的虚拟化和透明访问,并取得了较好的I/O请求响应速度与I/O传输速度.     

基于SQUID的Web缓存加速的实现

WEB缓存技术是目前用来提高Internet用户响应速度及相关网络性能的关键技术。本文介绍了WEB缓存的基本原理、优点及应用。Squid缓存代理的结构、工作机制。Squid的安装、配置实例。     

对象存储系统的合作缓存方案

结合对象存储系统的数据访问模式,综合设计客户端和元数据服务的缓存,构造存储系统的合作缓存方案.该方案将客户端和元数据服务器的缓存作为整体进行设计,以达到提高缓存利用率的目的;通过缓存准入策略合理选择数据传送模式,减少数据传送的通信量;同时,合作缓存方案根据数据对象的大小、访问成本和网络负载动态地调整缓存策略,提高存储系统的服务质量.实验显示,合作缓存方案能较好地适应不同的工作负载,有效提高了系统的输入输出性能.     

应用控制的Web服务器磁盘缓冲方法

针对大数据负载时磁盘I／O阻塞造成的Web服务器性能下降的问题，提出了应用程序控制缓冲（ACC）方法．其核心是，缓冲跟踪模块根据应用程序的文件访问过程来跟踪内核中的文件缓冲状态，缓冲控制模块进行缓冲替换和预取，保持文件缓冲有足够的空闲空间．这样，服务器可在用户空间控制文件缓冲，从而准确判断文件是否在缓冲之中，并依此来调度请求，以提高处理器和磁盘的I／O并行度．同时，服务器可采用适应自身特点的缓冲和预读策略，以提高缓冲的命中率．作为示例，将ACC在Flash服务器中实现，实现中选用了“金字塔选择”缓冲算法．实验表明，在大数据负载下使用ACC的Flash服务器性能有很大的提高，即便在数据负载稍大于物理内存空间的情况下，服务器的吞吐率仍可提高约24．4％，而当数据负载超出物理内存2～3倍时，吞吐率可提高3～4倍。     

一种统一存储网的Cache方案

统一存储网融合了NAS和SAN的优点,但对小写数据其I／O性能不高．在客户端采用NVRAM和日志磁盘构成一个两层的Cache,可以将小写数据积累成大写数据,达到提高性能的目的;采用基于租约的Cache一致性协议可以保证网络中断或客户出错时USN的可用性和数据的一致性;实验显示Cache方案可以使USN的性能最大提高50％．     

Challenge and Methods of Synchronous Disk I／O

At present, I/O is the performance bottleneck limiting the speed of computer systems. A large number of I/O operations are synchronous read/write operations of only small data blocks. However, reducing the latency of synchronous I/O operation is a non-trivial problem. In this paper, we propose two methods to address this problem. The first method, FastSync, uses a cache disk optimized for write operation via use of a disk-head position prediction algorithm. In this way, disk capacity is traded for synchronous I/O performance. The second method, LND, uses free memory capacity in a network environment as a cache disk for the buffeting of synchronous I/O operation. Data integrity in FastSync is ensured by using a data log on the cache disk, whereas in LND, integrity is ensured by the storage in distributed memory of multiple copies of each data block. Both methods succeed in dramatically increasing the performance of synchronous I/O operation. The performance of LND is limited by the network speed, whereas performance of FastSync is determined mostly by the data block size.     

Web高速缓存服务器网络I/O操作性能存在的问题及改善途径

使用事件驱动机制的Web高速缓存服务器在实际工作环境下性能很差,通过分析,发现网络I/O操作是一个主要瓶颈.实现了一个整合了event poll事件驱动机制的Web高速缓存服务器,它大幅度地提高了系统处理客户请求的能力,解决了系统处理网络I/O操作的瓶颈问题.     

客户机/服务器下的数据缓存技术

为了在客户机，服务器网络环境下的数据库检索系统中，引用数据缓存技术改善数据检索效率，通过对现有的数据缓存系统进行分析、归纳和总结，并参照借鉴存储器缓存技术的一些理论，阐述了数据缓存技术在客户机，服务器网络环境下应用模式，系统的进行了理论归纳，给出缓存一致性问题的解决方法，实现了数据缓存技术的高效使用。     

基于主动网络的最佳缓存位置计算

主动网络是一种新型的智能性网络,其中的任何一个主动节点都可以用于放置缓存。基于主动网络,通过使用ILP算法,解决了在哪个节点中进行缓存为最佳的问题,从而使整个网络缓存系统的花费较小、效率较高。并使用ANTS对这个算法进行了模拟实现。     

采用路选择技术实现的低功耗高速缓存设计

为了降低高速缓存的动态功耗,提出了一种路预测选择结构来降低传统的高速缓存的功耗。通过选择一路访问,而不是访问所有路高速缓存,使得功耗得到降低。同时,提出的路预测选择结构通过增加特定的标志寄存器,具备可配置功能,实现了路选择高速缓存和直接映射高速缓存之间的切换。实验结果表明:同传统的2路组相联高速缓存相比,采用路预测选择技术实现的高速缓存在访问期间的动态功耗降低约32%~40%,高速缓存缺失率基本相同。     

支持大规模地震探测数据快速可视化的云端数据缓存技术

首先, 基于云计算应用模式, 提出一种能有效利用云存储架构的双层缓存技术. 通过在客户端和服务器端建立分布式缓存, 能有效避免用户频繁访问远端数据, 为用户构建轻量级的客户端, 解决了目前地学数据可视化软件大量占用用户本地存储容量的问题. 同时服务器端也避免了多次访问云存储文件系统, 减少了大量的数据检索与加载时间. 其次, 提出一种ARLS(association rule last successor)访问预测算法, 根据用户的历史访问记录, 利用关联规则挖掘用户的访问模式, 对其访问行为进行预测, 进而提前加载数据, 提高缓存命中率, 解决了用户在可视化过程中不断移动兴趣区域, 频繁更换渲染数据的问题, 能有效应对用户具有多种访问模式的情况, 提高了预测准确率. 实验结果表明, 该云存储架构显著减少了本地资源消耗, 访问预测算法的准确率在最差情形下可达47.59%, 平均准确率达91.3%, 分布式缓存的平均缓存命中率达95.61%, 可有效支持云端大规模地震数据的快速可视化.     

针对顺序数据访问应用的分离式数据缓存器设计

高速缓存器技术可以有效地弥补处理器和内存之间的速度差异;但是随着待处理的数据规模的增大,顺序数据访问越来越多,当前的高速缓存器在面临这类没有太多时间局部性,会造成大量高速缓存器污染的顺序数据时并不是很有效。为解决这一问题,提出了分离式顺序数据缓存器（SSDC）,可以通过顺序数据流检测器动态检测出来的顺序数据访问并将其存入专用缓存器,以减少顺序数据造成的主缓存器污染,并且由于子缓存器采用顺序数据预取技术和写不分配策略,可以有效地降低缓存器的失效率。实验结果表明SSDC能够有效地降低顺序应用的失效率,并且在带宽使用等方面具有优势。另外,SPEC2000Int的评测也表明SSDC对非顺序应用的性能没有负面影响。