异构存储共享系统的设计与实现

对基于SAN的异构系统间文件共享问题进行研究,采用异步I／O访问模式、缓冲I／O及双重缓冲区等优化方法,提高了系统运行性能,使得大型机与开放系统对SAN的磁盘子系统的存储共享效率更高。通过SAN连接大型机、Unix工作站、Window工作站和磁盘阵列,同时系统还提供一组文件访问API供上层应用程序调用。系统具有海量存储、高速数据存取、高可用性以及高可靠性等突出特性。     

SAN异构存储共享系统实现技术研究

以SAN异构存储共享系统的实现技术为核心，提出了一个基于SAN的用户级应用型存储共享系统模型，无需改变开放系统内核，可利用开放系统的系统调用来优化磁盘I／O性能，易于实现、维护和移植。详细描述了系统的设计思想和实现方法，并重点对动态库模块进行了研究。在与日本某大公司的合作项目中已实现了该系统，性能评测表明其具有接近于本地存储系统的性能。     

基于Linux的软件DSM实现

分布式共享存储系统在分布式存储器的基础上构造逻辑上的共享存储模型。提出了在操作系统层实现分布式共享存储的系统框架，并以Linux操作系统为平台介绍了其实现。该系统提供简单的调用接口，并与Linux内存管理框架紧密结合。通过采用合适的DSM一致性协议提高了整体性能。     

基于JIAJIA系统的消息传递和共享存储编辑模式比较

为了研究基于软件DSM系统的OpenMP实现，该文以一类具有代表性的用户题为例，分别测试了其基于JIAJIA系统的两种实现力的加速比：一种是用JIAJIA提供的消息传递系统调用，实现了个类MPI版本（方式1）：另一种是用多个处理机对共享数组的读写来替代消息传递系统调用（方式2），测试结果发现，对少量处理机系统，两种方式还具有可比性，但是，随着处理机数的增多，共享存储应用的性能急剧下降。通过对测试结果的分析及对用户题的进一步测试，发现方式2的时间主要花费在做一致性处理和缺页中断处理而导致的大量小消息通信上，测试表明，JIAJIA共享存储程序一般会比MPI程序导致更重的网络负载，要在JIAJIA共享存储基础之上建立一种实用的共享并行计算环境，尤其在支持OpenMP等共享编程语言方面，还有待进一步工作。     

一种云存储服务客户端增量同步算法

随着云计算技术的飞速发展,越来越多的用户选择使用云存储服务来保存个人文件。云存储共享与协作技术允许用户之间共享云端文件,支持其他用户通过各种智能终端上的客户端对文件进行读写操作。云存储共享与协作技术带来了文件历史版本大规模共享场景的需求,这对云存储系统的并发I/O性能是极大的考验。针对云存储服务共享场景的特点,挖掘文件历史版本之间的关系,采用基于增量传输的优化技术来提升云存储系统的传输性能。在此基础上,优化算法中强弱校验过程的内存占用和磁盘读写,利用文件历史版本数据优化同步流程,有效的减少数据传输量,并且提高系统的存储性能,适用于带宽有限和网络不稳定和大规模共享同步等极端场景。     

基于云计算的线上优质教学资源共享系统

针对现有线上教学资源共享系统存在压缩效果差、传输效率低的问题，研究基于云计算的线上优质教学资源共享系统。首先，对等连接虚拟云服务器访问节点，部署线上优质教学资源；其次，建立虚拟服务器节点，将教学资源映射到服务集群中进行存储，建立教学资源数据库，实现云端资源存储；最后，设定不同云计算模块进行资源属性划分，参考共享信号在传输中的延迟条件，构建教学资源流通信道。系统测试结果表明，运用该方法后系统压缩效果良好，传输效率高，能够实现优质教学资源共享系统的高效应用。     

云计算技术在网络数据库平台建设中的应用

大数据时代,网络数据海量增长。为提升网络数据库的存储容量、数据处理效率、共享服务能力,将云计算技术应用于网络数据库平台建设中。在网络数据库的具体建设中,围绕云计算的虚拟化技术和MapReduce技术应用展开分析,从平台操作系统、Hadoop集群、数据存储、数据整合和预处理、数据挖掘和分析等几个方面对网络数据库平台进行搭建。结果表明,云计算技术能全面实现网络数据库的性能优化。     

一种基于Hadoop的关联规则挖掘算法

传统的并行关联规则算法对每一次迭代都定义一个MapReduce任务,以实现候选项集的生成和计数功能,但多次启动MapReduce任务会带来极大的性能开销。文中定义了一种并行关联规则挖掘算法PST-Apriori,该算法采取分治策略,在每个分布式计算节点定义一个前缀共享树,通过递归调用的方式将事务T生成的候选项集逐层压缩到前缀共享树(PST)中。然后广度遍历PST,逐层将每个节点对应的〈key,value〉作为map函数的输入,并由Map-Reduce框架自动按照key值进行聚集。最后调用reduce函数对多个任务的处理结果进行汇总,得到满足最小支持度阈值的频繁项集。算法只使用两个MapReduce任务,且PST按照key值排序便于Mapper端的shuffle操作,提高了运行效率。     

以操作系统为中心的存储一致性模型--线程一致性模型

分布共享存储系统为保证程序的正确执行，必须通过存储一致性模型对共享存储访问顺序加以限制，而现有模型在可扩展性和操作系统级实现方面存在不足。结合多线程的特点，提出了一种以操作系统为中心的线程一致性模型，通过并行程序执行过程中线程状态的变化来观察和限制存储访问事件的正确顺序，有利于系统的可扩展性、一致性维护信息获取的方便性和完备性以及操作系统本身的设计和实现。分别从模型的定义、正确性证明、实现方案和性能分析等几个方面展开了论述。     

基于MSA的SMIM实现机制

提出基于元数据存储访问的共享管理信息模型实现机制,以解决异构系统互操作问题,保证数据一致性。该实现机制基于已有异构系统和已有数据,使用分层的逻辑划分,将实现过程划分为数据应用层、数据访问适配层、数据访问代理层、元数据存储层及数据存储层5个层次,并介绍了各个层次的功能和相关算法。     

基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化

密码技术是云计算安全的基础,支持SR-IOV虚拟化的高性能密码卡适用于云密码机,可以为云计算环境提供虚拟化数据加密保护服务,满足安全需求.针对该类密码卡在云密码机使用过程中存在的兼容性不好、扩充性受限、迁移性差以及性价比低等问题,本文提出了基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化方法,利用共享内存或者VIRTIO作为通信...     

基于主从式并行系统结构的红外图象序列产生系统的硬件设计

在并行计算机应用系统设计中，存储系统及各处理器之间的通信方式对系统总体性能的发挥具有非常重要的作用．文中介绍了一个红外图象序列产生系统中主从处理器之间所用的通信方式及其相关的系统硬件设计，系统中采用了共享存储通信方式和Ｉ／Ｏ通信方式     

共享式Web应用服务器集群的资源整合方法研究

PaaS(platform as a service)平台是一种重要的云计算服务类型,但传统的Web应用服务器集群管理方式无法为PaaS平台多承租和动态资源管理提供有效支持。针对上述问题,提出了一种基于进程隔离的共享式集群拓扑结构,支持多个Web应用服务器集群共享相同的物理服务器环境。同时给出了针对此共享集群的服务器整合方法,以满足租户应用的性能需求和提高服务器的有效资源使用率。实验证明,平台能够根据当前共享集群的状态选择适当数量的服务器,服务器整合方法有效可行。     

Virtual machine consolidation based on interference modeling

Server consolidation is very attractive for cloud computing platforms to improve energy efficiency and resource utilization. Advances in multi-core processors and virtualization technologies have enabled many workloads to be consolidated in a physical server. However, current virtualization technologies do not ensure performance isolation among guest virtual machines, which results in degraded performance due to contention in shared resources along with violation of service level agreement (SLA) of the cloud service. In that sense, minimizing performance interference among co-located virtual machines is the key factor of successful server consolidation policy in the cloud computing platforms. In this work, we propose a performance model that considers interferences in the shared last-level cache and memory bus. Our performance interference model can estimate how much an application will hurt others and how much an application will suffer from others. We also present a virtual machine consolidation method called swim which is based on our interference model. Experimental results show that the average performance degradation ratio by swim is comparable to the optimal allocation.     

存储模型仿真器的设计与实现

存储一致性问题和高速缓存一致性问题是共享存储并行计算机中两个最关键的问题,通过仿真器对它们进行了量化研究,设计并实现了一个存储模型仿真器MMS．基于MMS仿真了不同并行机结构模型下多种存储一致性模型的行为;针对不同类型的计算问题比较了不同的存储一致性模型,并对实验结果进行了分析;实现了几个不同的高速缓存一致性协议,并比较了它们的性能．     

一种新的分布式共享存储协议:用户级共享存储协议

在大规模并行处理系统中,采用共享存储和消息传递两种通信模型均存在各自的局限性,本文提出了一种新的改善共享存储系统性能的设计策略：用户级共享存储协议,并在基于Ｘ８６处理器的分布式共享存储系统仿真器ＳｉｍＤＳＭ上对两个典型应用问题进行了测试,实验结果表明,它的性能比采用传统协议有显著提高．     

PAMM:一种面向基于内存共享的域间通信的优化模型

云计算平台和虚拟化技术的结合为虚拟机域间通信带来了新的需求,基于内存共享的域间通信可以提高运行在同一物理机上的虚拟机间的通信效率。但是,基于内存共享的域间过程中产生的上下文状态切换限制了其优化能力。引入一种新的内存共享模型PAMM,即通过添加一个管理模块对内存共享过程中所传递的内存页进行聚合管理,减少申请超级调用的次数,以达到减少状态切换的目的。实验表明,PAMM能够提升基于内存共享的域间通信的通信效率。     

基于盲签名的云共享数据完整性审计方案

云端共享数据完整性审计用来验证一个用户群组共享在云端的数据的完整性。传统方式下,成员用户需要为每一个数据块生成认证器,再将数据块和对应的认证器上传到云服务器中保存。然而用户的计算资源有限且计算能力不高,由用户产生数据块认证器需要消耗用户很大的计算开销。为了节省用户的计算资源,提高认证器生成的效率,提出基于盲签名算法的云共享数据完整性审计方案。用户先对数据块进行盲化再发送到认证器生成中心生成相应的认证器,此外,方案中对第三方审计者TPA进行审计授权,有效地避免了攻击者对于云服务器的DDoS攻击。安全性分析和实验结果表明该方案是安全、高效的。     

Super－Object模型：在分布存储器多计算机上实现共享存储器程序设计模式

Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型提出了一种新的方法，在分布存储器多计算机上实现语言级虚拟共享存储器以支持共享存储器通信模式．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型引入新的概念ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，不同于其它模型，基于ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，它提出了新的共享数据定位方法，全局地址标识（ｎａｍｅ，ｏｆｆ－ｓｅｔ）．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型与Ｆｏｒｔｒａｎ７７结合，我们实现了一个运行时间系统和库调用，支持程序员使用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写并行程序，最后介绍了系统的实现和取得的性能．     

一种基于内存服务的内存共享网格系统

内存密集型应用对运行环境的物理内存要求严格,在物理内存不足时将会引发大量磁盘IO,降低系统性能．传统的网络内存致力于在集群内部通过共享空闲节点的物理内存解决该问题,但受集群负载和内部网络影响较大．通过结合网络内存和服务计算、网格计算等技术,提出一种基于内存服务的内存共享网格系统——内存网格,并分析和讨论了实现内存服务的关键技术和算法．内存网格弥补了网络内存的不足,扩展了网格计算的应用范围．通过基于真实应用运行状态的模拟,证明了内存网格与网络内存相比具有性能的提高．