Lustre并行I/O分析与优化

admin · 发表于 4 小时前

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Lustre是运行在下一代存储架构基于对象存储上的并行文件系统，而并行I/O性能是文件系统最重要的参数之一，也是客户决定使用和评价Lustre的重要因素之一。Lustre并行I/O的分析和优化研究会促进Lustre文件系统的发展和项目中反馈题目的解决，保持系统性能随着Lustre规模而线性增长。本论文从SSD硬盘引入、数据分布算法及请求调度和意图锁构建分布式锁管理三方面着手，重点研究和分析了现有Lustre文件系统的性能瓶颈，提出了三种改进方案，在原来的Lustre基础上，增加了相应功能模块和调度算法。SSD硬盘可以为用户提供更大的缓存空间，增强数据的预读和回写机制的实施能力，以此实现提高数据读写的命中率，减少了常规硬盘的磁头寻道和读写扇区的时间延迟，是提高并行I/O的有效途径。因为SSD硬盘的引入，必须有相应的缓存替换算法来实现SSD上的数据与传统常规硬盘的数据交互。本文描述一种独立读/写的SSD自动缓存替换算法，区分读写操作的不同类型，也采用不同的缓存替换机制。不仅能对数据资源进行管理，还能实时监控系统的负载情况和资源的状态，并能够根据这些信息自动作出调整。数据分布是按照应用需求或数据类型将数据分布在多个OST上，以此实现最大的并行I/O，这样就能适应应用的多样性和动态性。论文根据数据读写热度和数据块的类型采用分级存储，并根据数据的属性信息智能变换级别。另外根据Client发来请求的目标属性信息将请求根据磁盘内建立好的扇区列表排队，使得磁头的旋转方向一致并尽量保持连续读写，将小的数据块尽量放在一起，这样可以压缩磁盘寻道时间。论文引入意图锁的概念，即将大的资源分成小块，并根据意向操作的不同类型，分别加锁读写，因此可以使多个操作并行；另外对小粒度数据采用多个指针，实现读的并行性，而写操作独占。

Lustre并行I/O分析与优化

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