基于持久內(nèi)存文件系統(tǒng)的可擴展性優(yōu)化研究.pdf

1、存儲級內(nèi)存Storage Class Memory既具有內(nèi)存的低延遲和隨機存取的特性，又具有類似磁盤、固態(tài)盤等存儲設備的可持久存儲特性，被認為是未來計算機存儲發(fā)展的重要趨勢而逐漸被越來越多的研究機構(gòu)所關(guān)注。
　　受保護的持久內(nèi)存文件系統(tǒng)（Protected and Persistent RAM File System，簡稱PramFS）是一種基于嵌入式非易失性內(nèi)存的linux開源文件系統(tǒng)。由于PramFS針對的平臺是嵌入式系統(tǒng)，將

2、其直接應用在桌面或者服務器存儲級內(nèi)存系統(tǒng)中，存在非常嚴重的擴展性問題。因此本文以PramFS為基礎，從文件目錄結(jié)構(gòu)和文件索引結(jié)構(gòu)兩個方面進行研究，設計具有良好可擴展性的面向存儲級內(nèi)存的文件系統(tǒng)SPFS（Scalable Persistent RAM FileSystem）。
　　首先針對PramFS采用多級雙向鏈表的結(jié)構(gòu)組織文件目錄，這種組織方式不適用于現(xiàn)代文件系統(tǒng)，本文中SPFS使用平衡二叉樹形目錄結(jié)構(gòu)替代原有鏈表結(jié)構(gòu)。樹結(jié)構(gòu)中

3、以哈希值作為鍵值，同一目錄下不同鍵值索引節(jié)點以樹形結(jié)構(gòu)管理，相同鍵值以鏈表結(jié)構(gòu)進行組織。SPFS采用設置哈希表輔助索引節(jié)點查詢，每次元數(shù)據(jù)查詢先通過查詢哈希表中表項獲取索引節(jié)點節(jié)點號，如果哈希表中不存在所查找節(jié)點則進入到樹目錄結(jié)構(gòu)中進行查找。優(yōu)化方案有效地增加查找的速度，提高文件名映射效率。其次，文件索引結(jié)構(gòu)是指文件在外存的存儲組織形式，SPFS采用索引表的方式將邏輯地址映射到物理存放地址，通過元數(shù)據(jù)中層級信息存儲文件索引結(jié)構(gòu)的高度，從