EnhanceIO實現(xiàn)原理與改進方案研究.pdf

1、混合存儲系統(tǒng)解決了以傳統(tǒng)機械硬盤為主的存儲系統(tǒng)性能不佳，使用固態(tài)硬盤替換機械硬盤成本又過高的問題，具有很高的應用價值。EnhancelO是由STEC公司開發(fā)，應用于Linux平臺下的一款開源混合儲存系統(tǒng)軟件，在內(nèi)核空間實現(xiàn)了處理應用程序數(shù)據(jù)讀寫請求的塊設(shè)備驅(qū)動程序，對存儲系統(tǒng)的性能有顯著提升。
　　本文闡述了混合存儲系統(tǒng)設(shè)計所需要的關(guān)鍵技術(shù)，分析了EnhancelO系統(tǒng)的實現(xiàn)原理，提出并完成對其改進方案。一方面，EnhancelO

2、系統(tǒng)實現(xiàn)的三種緩存替換算法中，隨機替換算法完全沒有考慮緩存中數(shù)據(jù)塊的歷史使用情況，先入先出替換算法只考慮緩存中數(shù)據(jù)塊加入緩存的先后順序，最近最少使用替換算法只考慮緩存中數(shù)據(jù)塊的最近使用情況。由于沒有綜合考慮緩存中數(shù)據(jù)塊的訪問時間和訪問頻率，不能對存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問模式做出很好的判斷和預測，這三種替換算法的緩存命中率還有提升空間。論文在最近最少使用替換算法的基礎(chǔ)上，使用兩條最近最少使用鏈表，即一條低頻訪問鏈表和一條高頻訪問鏈表，實現(xiàn)了綜合

3、考慮訪問時間和訪問頻率特性的替換算法。另一方面，EnhancelO系統(tǒng)沒有區(qū)分讀寫請求類型，對于隨機讀寫請求和順序讀寫請求都會進行緩存。磁盤掃描和文件拷貝等大數(shù)據(jù)量、低頻率的順序讀寫，會給整個存儲系統(tǒng)的讀寫性能造成波動。固態(tài)硬盤相對于機械硬盤，在隨機讀寫速度上的優(yōu)勢比順序讀寫速度上的優(yōu)勢更加明顯。區(qū)分讀寫請求的類型，優(yōu)先對隨機讀寫請求進行緩存，會對存儲系統(tǒng)性能帶來更大的提升。針對這一問題，在EnhancelO系統(tǒng)中加入了順序讀寫過濾功能