基于服務(wù)感知的I-O請(qǐng)求高度算法研究.pdf

1、I/O調(diào)度算法對(duì)磁盤(pán)性能有著至關(guān)重要的影響。傳統(tǒng)的磁盤(pán)調(diào)度算法主要通過(guò)優(yōu)化尋道時(shí)間來(lái)提高磁盤(pán)的I/O帶寬利用率，但沒(méi)有考慮到單個(gè)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，也無(wú)法感知不同類(lèi)型請(qǐng)求的不同QoS需求。實(shí)時(shí)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為滿(mǎn)足實(shí)時(shí)請(qǐng)求或者時(shí)間敏感性強(qiáng)的請(qǐng)求，人們又提出了一些實(shí)時(shí)調(diào)度算法，用以在滿(mǎn)足各個(gè)請(qǐng)求的截止期的基礎(chǔ)上最大化吞吐量。
　　 系統(tǒng)在處理應(yīng)用提交的I/O請(qǐng)求時(shí)，還需要滿(mǎn)足應(yīng)用類(lèi)型提出的各種服務(wù)質(zhì)量(Qualit

2、y of Service，QoS)需求。而不同的應(yīng)用類(lèi)型有不同的QoS需求。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日漸復(fù)雜化，混合負(fù)載工作模式已成為一種趨勢(shì)。不同的應(yīng)用請(qǐng)求有著不同的I/O特征。研究和應(yīng)用I/O特征有利于磁盤(pán)調(diào)度算法的優(yōu)化和設(shè)計(jì)工作的展開(kāi)。
　　 Linux內(nèi)核采用的四種I/O調(diào)度機(jī)制各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。CFQ(Completely Fair Queuing)算法在2.6.18版之后成為L(zhǎng)inux的默認(rèn)調(diào)度算法。本論

3、文分析Linux中的CFQ調(diào)度算法，CFQ算法以調(diào)度的請(qǐng)求個(gè)數(shù)為公平性標(biāo)準(zhǔn)，隊(duì)列間采用RR(Round Robin)算法進(jìn)行輪詢(xún)，過(guò)分依賴(lài)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)，無(wú)法做到完全公平。
　　 本文針對(duì)混合負(fù)載工作模式提出了服務(wù)感知機(jī)制。根據(jù)請(qǐng)求的時(shí)間敏感性特征，服務(wù)感知機(jī)制有效地實(shí)現(xiàn)了請(qǐng)求的分類(lèi)。針對(duì)CFQ算法的缺點(diǎn)，提出一種基于服務(wù)感知的ICFQ(Improved Completely Fair Queuing)調(diào)度算法。該算法通過(guò)服務(wù)感知

4、機(jī)制有效感知請(qǐng)求類(lèi)型，對(duì)不同類(lèi)型的請(qǐng)求給予不同的調(diào)度策略，以磁盤(pán)帶寬為公平性度量標(biāo)準(zhǔn)，采用MDRR(Modifled Deficit Round Robin)輪詢(xún)調(diào)度各個(gè)隊(duì)列，以隊(duì)列中請(qǐng)求個(gè)數(shù)占總請(qǐng)求個(gè)數(shù)的比例為隊(duì)列的權(quán)重，通過(guò)權(quán)重和優(yōu)先級(jí)共同控制隊(duì)列調(diào)度的時(shí)間片長(zhǎng)度。
　　 本文實(shí)驗(yàn)采用IOMeter性能測(cè)試工具，采用吞吐量、帶寬、最大響應(yīng)時(shí)間及平均響應(yīng)時(shí)間作為性能指標(biāo)，分別對(duì)CFQ算法和ICFQ算法進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明IC