基于层次结构的元数据动态管理方法的研究

在大规模分布式存储系统中,元数据高性能服务和扩展性已成为一个重要的研究热点.在元数据服务器(metadata server,MDS)中,将元数据分解为目录对象和文件对象.目录对象为定位性元数据,提供文件所在位置和访问控制;文件对象为描述性元数据,描述文件的数据特性.每个MDS负责所有目录对象和自身的文件对象,同时,以目录对象ID和文件名为关键字的Hash值作为局部元数据查找表的索引,通过Bloom Filter算法将每个MDS的局部元数据查找表压缩成一个摘要,这样既可利用MDS中Cache,提高Cache的命中率,减少磁盘I/O次数,动态扩展MDS,又能够实现快速的元数据查找.     

网络磁盘阵列中基于任务排队的多用户请求动态调度策略

在存储系统中,底层I/O调度策略十分重要,它决定了整个存储系统的效率.一个良好的调度策略可以有效地提高系统的性能.结合网络磁盘阵列的工作特点,提出了一种基于任务排队的动态调度算法,其基本思想是充分利用多个网络用户的请求数据在网络磁盘阵列上的空间连续性,最大限度地减小磁头寻道延迟和旋转延迟,从而降低系统的响应时间.     

基于InfiniBand的RPC优化

随着无限带宽(IB)网络技术的发展,IB网络以其高性能、低延迟以及低功耗和低成本的优势逐渐在数据中心占据重要的地位.而作为重要的网络通信模型,远程过程调用(RPC)协议如何利用IB网络的远程内存直接访问RDMA特性是一个重要议题.NFSover RDMA解决了内核态下网络文件系统(NFS)利用RDMA协议传输数据的问题.然而,面向跨越内核态和用户态的RPC应用,目前仍然没有基于IB的RPC相关优化.通过将IB协议族中的套接字直接协议(SDP)集成到现有RPC协议中,使内核态以及用户态RPC程序都能使用IB网络的RDMA协议,从而提升网络传输性能.经测试,此方案与传统的基于TCP/IP协议的RPC实现相比,用户态RPC与内核态RPC可分别获得10％00和35％的性能提升.     

面向海量高清视频数据的高性能分布式存储系统

通过对视频监控数据的特点和传统存储方案进行分析,提出一种高性能分布式存储系统解决方案.不同于传统的基于文件存储的方式,设计了一种逻辑卷结构,将非结构化的视频流数据以此结构进行组织并直接写入RAW磁盘设备,解决了传统存储方案中随机磁盘读写和磁盘碎片导致存储性能下降的问题.该方案将元数据组织为两级索引结构,分别由状态管理器和存储服务器管理,极大地减少了状态管理器需要管理元数据的数量,消除了性能瓶颈,并提供精确到秒级的检索精度.此外,该方案灵活的存储服务器分组策略和组内互备关系使得存储系统具备容错能力和线性扩展能力.系统测试结果表明,该方案在成本低廉的PC服务器上实现了单台服务器能同时记录400路1080P视频流,写入速度是本地文件系统的2.5倍.     

PLC与变频器通讯的应用分析

工业设备当中应用PLC以及变频器当中的通讯非常广泛,工业现场当中各种干扰会严重威胁到两者正常的数据通讯,将硬件设计需要考量的抗干扰因素除去之后,PLC软件程序设计方面更加应该考量其可靠稳定性.经过科学的通讯程序设计,包含了对数据访问的先后次序、定时轮询以及随机通讯等软件手段可以有效的将PLC控制系统在干扰环境中和变频器可靠的数据交换实现,实践经验表示,同样的硬件条件中能够将通讯程序算法改进有效的将通讯质量改善,具备非常实用的使用价值.文中重点对PLC与变频器通讯的应用进行了深入分析.     

单片机在应用中的软件抗干扰技术

当前,现代工业领域当中单片机已经被广泛的使用.可是在使用单片机的过程中非常容易受到各种干扰,影响其正常运转,因此应用单片机的过程中抗干扰技术是十分需要值得深思的一项技术问题,由于抗干扰技术对单片机应用当中的可靠稳定性起到了非常大的影响.     

一种基于对象的多媒体存储系统优化策略

设计一个实用的分布式多媒体服务系统,存储子系统是其中的一个研究重点.根据多媒体系统的存储特点,从全新的视角提出一种存储子系统设计方案--基于对象的多媒体存储系统(Multimedia Object-based Storage System,MOSS),并分析了MOSS的系统架构和工作流程.与传统的多媒体存储技术相比,对象存储不仅能有效地改善系统I/O性能,还具有较好的安全性.以对象存储原型系统为基础,讨论了热点对象文件的分布和均匀分块优化策略.通过建立与系统相对应的数学模型,对数传率、I/O请求丢失率等性能指标作了定性分析.该研究工作对消除多媒体服务系统I/O瓶颈、进行存储子系统设计具有实际的指导意义.     

不同负载分布下磁盘阵列响应时间分析

计算分析了磁盘阵列在不同负载分布下的响应时间和最大吞吐量,以及它们与请示到达率和构成盘阵列系统的盘数、通道数传率等诸因素的关系,在相同应用环境下,构成盘阵列的驱动器数目越多,则I/O响应时间越短、系统吞吐量大,I/O请示中读请示概率大或概率大,则响应时间短。     

MT2RAID:一种高可靠大规模磁盘阵列结构

传统的磁盘阵列一般采用集中式控制结构,其连接的底层磁盘数受系统总线的制约,容易出现性能瓶颈,且不能容两个以上磁盘出错。从模块化系统的组织方法出发,提出一种采用标准模块化存储单元组成的通过胖树结构互连的大规模磁盘阵列结构MT2RAID,分别就其各种数据分布的性能和可靠性进行了分析和讨论。原型系统测试结果表明,相比集中式磁盘阵列结构,MT2RAID也具有较高的性能。