一种高性能I／O方法

并存文伴系统是解决I／O瓶颈问题的重要途径。研究表明，科学应用中跨越式的文件访问模式与现存并行文件系统访问这些数据的方法的结合，对于大型数据集的访问其I／O性能是难以接受的。为了提高并行文件系统中对不连续数据的I／O性能，创建了一种新型高性能I／O方法：用户自定义文件视图结合合并I／O请求。并且在WPFS并行文件系统中实现了该方法。研究和实验结果表明，该方法具有增强科学应用性能的潜力。     

集群计算系统中并行I/O访问的自适应调度策略

现代计算机系统的性能已经由受限于CPU转变为受限于I／O，因此，并行I／O是缓解这一难题的有效方法。文章通过对集群计算系统中I／O调度策略的研究，提出了一种新的自适应平等划分的I／O调度策略，并将它们与已经存在的调度策略进行比较。实验结果表明了所提出策略的优越性。     

并行I/O中大型多维数据集合分配策略研究

在大型多维数据集合处理中,对多维数据集合的拆分及其在磁盘上的存储分配是重要的研究课题。由于磁盘的机械运动已形成了数据I/O时的速度瓶颈,因此通过采用并行I/O技术,将多维数据进行有效的拆分,并在多个磁盘间进行分布存储是克服瓶颈的有效办法。基于此,论文中提出了一种多维数据的循环拆分方法,它是对二维数据集合循环拆分分配方法的扩展,性能比较与分析表明了新算法的有 效性。     

并行网络文件系统PNFS性能评测与分析

传统的网络文件系统难以满足高性能计算系统的I/O 需求,并行网络文件系统——PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题。首先对PNFS的体系结构进行了设计,实现了元数据服务器与存储服务器的分离,消除了由于集中服务器结构引发的I/O瓶颈问题。然后,对PNFS的原型系统进行了性能测试,并与相同环境下NFS的测试结果进行比较与分析,结果表明PNFS能够为客户端提供并行访问文件数据的能力,有着较高的I/O读写带宽和较低的访问延迟,同时实现了客户端I/O带宽与存储服务器规模之间的线性可扩展关系,能较好地满足高性能计算中的I/O需求。     

分布式计算中可扩展的并行I/O数据分配策略研究

为了提高分布式异构环境中磁盘写文件的效率，并满足系统可扩展性要求，在数据并行I／O分配存储方面提出了可用百分比决策（APD）以及分段选择与可用百分比决策相结合（CSSAPD）二种自适应数据分配策略，实验结果表明了所提出新策略的有效性．     

自主协助动态并行I/O调度策略研究

随着处理器速度和网络传输速度的快速提升，I／O成为限制计算机性能的一大瓶颈，并行I／O提供了解决这一问题的有效途径。在并行I／O的实现中，数据访问调度策略对系统的性能有着重要的影响。文章通过对集群计算中现有I／O数据访问调度策略的研究，针对调度器瓶颈问题，提出了自主协助动态I／O调度策略，实验结果表明了所提出策略的有效性。     

并行I/O中一种基于服务时间最小变化的文件分配策略

论文中对于文件访问的服务时间进行了较深入的研究,提出一种并行I/O文件分配算法——启发式文件分类分配策略,它在负载基本均衡前提下,按照相似的访问服务时间对每个待分配的数据文件进行磁盘分配。通过对启发式文件分类分配策略与已有的贪婪文件分配法进行实验比较,结果表明:系统处理重负载时,访问响应时间提高了30%左右,而且数据访问速率越高,由启发式文件分类分配策略所提高的性能就越明显。     

基于HDF5的结构网格计算流体动力学程序并行I/O技术

大规模计算流体动力学(CFD)计算对数据I/O能力提出了很高需求。层次式文件格式(HDF5)可有效管理大规模科学数据,并对并行I/O具有良好的支持。针对结构网格CFD并行程序,设计了其数据文件的HDF5存储模式,并基于HDF5并行I/O编程接口实现了其数据文件的并行I/O,在并行计算机系统上进行了性能测试与分析。结果表明,在使用4~32个进程时,基于HDF5并行I/O方式的写文件性能比每进程独立写普通文件的方式高6.9~16.1倍;基于HDF5并行I/O方式的读文件性能不及后者,为后者的20%~70%,但是读文件的时间开销远小于写文件的时间开销,因此对总体性能的影响较小。     

集群计算并行I/O中动态文件分配策略

针对集群计算系统中并行I／O文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法一启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超过负载平衡的极限值,从而在所有结点磁盘间既基本实现负载均衡,又使每个磁盘上文件间的服务时间变化最小化。实验结果表明了该策略在性能提高方面的有效性。     

SCSI子系统中间层多启动互连多路径I/O的存储方式的研究

面对当前应用对现代存储的高性能以及可用性、可靠性的新的要求，在Multi—Initiator—Uni—Port的基础之上提出了SCSI中间层多启动互连多路径I／O的存储方式．它能够在Multi—Initiator—Uni—Port的连接中对同一个Target端口采用不同的I／O路径进行存储，减少了由于单路径I／O传输错误导致系统单点失效的可能性，增强了存储系统的可用性和可靠性；同时，这种存储方式还能够很好地平衡系统的I／O负载，提高系统的吞吐率，提供比传统单路径更好的传输性能．在Linux2．4内核中的SCSI子系统的基础之上实现了这种存储方式，向系统屏蔽了SCSI子系统中的设备具体细节，并且不依赖于SCSI上层的实现，减少了对系统内核的资源占有率，提高了SCSI底层的执行效率．分析了SCSI中间层多启动互连多路径I／O的存储方式的原理，并且将iSCSI的体系结构应用到它的模拟测试中，得到了R—R路径选择分配策略的性能临界点，取得了令人满意的结果．     

一种SAN文件系统raw磁盘访问授权方法

操作系统通常仅提供超级用户进程直接访问raw磁盘的方法。为使非超级用户进程也能够利用SAN文件系统访问raw磁盘,SAN文件系统必须对非超级用户进程进行授权。该文提出了一种基于访问权力传递的raw磁盘访问授权方法,实现了非超级用户进程对SAN文件系统的透明访问,并结合一个实际的SAN文件系统,给出了该方法的具体实现例子。     

一种性能优化的小文件存储访问策略的研究

在分布式文件系统中,小文件的管理一般存在访问性能较差和存储空间浪费较大等缺点.为了解决这些问题,提出了一种性能优化的小文件存储访问(SFSA)策略.SFSA将逻辑上连续的数据尽可能存储在物理磁盘的连续空间,使用Cache充当元数据服务器的角色并通过简化的文件信息节点提高Cache利用率,提高了小文件访问性能;写数据时聚合更新数据及其文件夹域中的相关数据为一次I/O请求写入,减少了文件碎片数量,提高了存储空间利用率;文件传输时利用局部性原理,提前发送批量的高访问率的小文件,降低了建立网络连接开销,提升了文件传输性能.理论分析和实验证明,SFSA的设计思想和方法能有效地优化小文件的存储访问性能.     

一个基于CORBA的网络文件系统模型

该文提出了一个基于CORBA技术的网络文件系统模型,使用该技术能够将现有的各种异构平台上的文件系统集成为一个单一的虚拟文件系统,并提供用户对整个系统的透明访问。     

一种P2P文件共享监控系统的实现

点对点(P2P)文件共享软件的广泛应用对现有的网络安全造成严重的影响。针对这些问题,该文设计了P2P文件共享监控系统。系统采用分布式防护的方法,安全策略由管理员集中定义,但安全策略的实施位于各个终端之上。与现有监控手段相比,避免了可能造成的性能瓶颈,具有更好的可扩展性,能实现更细的策略控制粒度。     

一种改进的基于缓存池机制的小文件I/O策略

Lustre文件系统对大文件的I/O性能较好,但对小文件不佳。针对这个问题,提出建立一个基于MDS节点的小文件缓存池机制,在缓存池里缓存经常被访问的小文件。在该机制中,小文件缓存池与OST使用全相联映射方式对应,并且使用贯穿读出式和直写式策略保持文件的一致性;缓存池更新策略综合考虑了文件的访问时间和次数等因素,使用改进的近期最少使用算法（LRU）更新替换。实验结果表明,改进后的Lustre文件系统减少了小文件的网络传输开销和访问时间,对小文件的I/O性能有较明显的提高。虽然它对大文件的I/O性能有所降低,但在可接受范围之内,仍具有一定的实用价值。     

Practical experience with OS/2 installable file systems

The installable file system (IFS) faculty on OS/2 offers an efficient mechanism for expanding the abilities of the OS/2 kernel. Two prototypes illustrate the usefulness of the IFS facility. An OS/2 port of the Andrew File System (AFS) allows users to access global community files while retaining the private local file system on the OS/2 machine. An IFS implementation of a network protocol mapper, which maps TCP/IP socket calls to SNA Advanced Program-to-Program Communication (APPC) calls, provides the ability to run any socket program on an APPC network after simply re-linking with the mapping library. The only impediment to the development of these prototypes is the lack of kernel-level interfaces to operating system devices, resulting in time-consuming data movement back up to the user level to access the network and the local disks. This impediment will disappear as OS/2 and its associated support software matures.     

一种基于目录数据分离存储的文件存储方法的研究与实现简

针对现有文件系统安全存储的问题设计了一种目录数据分离存储的文件存储方法。打破以往文件存储的固有模式,将文件存储拆分为目录数据存储与文件数据存储两部分,将两部分数据采取单独存储分别管理的方法,提高了文件存储的安全性,并且节省了文件存储的空间。通过编程将这种文件的存储方法进行了设计实现     

Authenticating network attached storage

We present an architecture for network-authenticated disks that implements distributed file systems without file servers or encryption. Our system provides network clients with direct network access to remote storage     

并行文件系统自适应的文件条带化技术

研究并行文件系统自适应的文件条带(Striping)策略对改进文件访问性能的影响,并开发动态的文件条带分析模型,利用自动访问模式分类和实时文件系统性能数据为文件条带策略选择模糊逻辑规则库,来优化文件访问性能。研究结果表明：当文件系统负载低时,可以尽量将文件分布到所有磁盘上来最小化I/O的反馈时间;反之,在系统负载高时,使文件分布的范围小一些以便最大化文件系统整体的吞吐量。并通过实验给出了请求大小、请求宽度、请求到达率与系统性能的相互关系,实证了自适应规则库的正确性。