一种SAN环境下集群文件系统的元数据缓存研究

为了发挥SAN环境的存储访问优势,阐明了一种以CIFS协议为原型的集群文件系统,通过考察此架构下数据和元数据相互独立又彼此制约的特殊关系,提出了一种元数据缓存方法;为了减少因元数据获取而给数据读写带来的性能损失,对元数据缓存舍弃了原有的管理方法,尽可能地保证其在客户端是可缓冲的;针对可能引起客户端与服务器端元数据不一致的情况进行了分析,并提出了解决方法;最后通过测试进行了初步验证.     

并行虚拟文件系统客户端缓存技术研究与实现

缓存技术是一种提高文件系统性能的关键性技术．在并行文件系统中实现客户端缓存，既能够减轻集群服务器系统的通信负载，又能有效地提高文件系统的性能．对PVFS并行文件系统进行了分析，建立了客户端缓存模型，就客户端缓存实现的一些关键性问题，如一致性、查找、替换等进行了研究，给出了解决方案，并在此基础上实现了一个客户端缓存的原型系统．测试结果表明，加入缓存后，PVFS整体性能有明显的提高．     

一种有效提升广域云存储性能的文件缓存系统

为解决现有存储系统在高延迟低带宽的广域网络环境下出现的数据访问性能问题,设计实现了一个具有较高I/O性能的可扩展多节点文件缓存系统——WANcache。WANcache通过模拟数据源的文件系统命名空间实现缓存数据,异步化数据和元数据的访问,可以为上层应用提供独立持久流畅稳定的数据服务。实验数据表明,缓存命中时,WANcache可以提供和局域网环境下集群文件系统相同的读写带宽;缓存未命中时候,WANcache可以多节点并发通过广域网络读取数据,具有较好的可扩展性。总体来看,WANcache为解决广域数据访问的性能问题提供了一种有效的实现。     

移动环境中的一种缓存失效报告策略

针对传统的缓存失效报告策略对带宽利用率低、客户端电能消耗大的缺陷,提出了动态划分失效报告的广播策略.通过考虑数据项的查询率、更新率及数据大小,对更新数据项采用不同的失效方式进行广播,分析证明此策略的带宽利用率、电能消耗、查询延迟优于传统的失效报告策略.     

广域网存储系统中自适应缓存一致性研究

针对广域网环境中现有缓存一致性机制陈旧率高,扩展性差的缺陷,提出了一种自适应的缓存一致性机制,该机制通过对数据改变频率的量化分析,从多层次的一致性策略中智能化的为数据选择一种最合适的策略。通过仿真实验表明自适应一致性机制灵活性好,陈旧率低,副本更新频率优化。     

GeoFS:一个广域文件系统的设计与实现

GeoFS是一个遵从POSIX标准的广域分布式文件系统,用于站点之间共享数据.GeoFS使用FUSE用户态文件系统库,为应用程序提供标准文件系统接口,现有应用无需修改源代码即可运行其上.详述GeoFS副本及缓存设计,使得GeoFS适用于高时延、低带宽的广域环境的同时,提高GeoFS的可靠性与可用性.性能测试表明GeoFS在不同时延下,并行两副本读比单副本读性能平均提高56%,其中在100ms时延下,并行两副本读比单副本读性能提高66%;而当客户端缓存命中时,读写性能与本地文件系统性能相当.     

基于对象存储文件系统的协作式缓存一致性策略

基于对象存储文件系统引入了客户端缓存机制以加快文件访问速度,由此也带来了缓存数据一致性问题。针对多客户端访问共享文件时缓存更新策略存在的延时、网络和服务器负载过大及网络消耗大等问题,基于Lustre对象存储文件系统实现了一种改进的协作式缓存一致性策略。实验结果表明,改进后的缓存更新策略,不仅可以保证缓存数据的一致性,而且减少了客户端与服务器交互次数,降低了访问延迟,提高了系统I/O性能。     

基于Ceph文件系统的元数据缓存备份

针对Ceph文件系统元数据写操作响应时间较长的问题,提出一种对元数据缓存进行备份的方案。该方案采用多个元数据服务器之间互相备份写缓存数据的方法,保证元数据的可靠性,并设计基于元数据热度的多队列缓存组织结构,以及相应的缓存预取与倒盘算法。实验结果表明,与原始的Ceph系统相比,该方案的元数据访问性能提升15.7%。     

一种机群文件系统的缓存模型

提出了一种新的机群文件系统缓存模型，它充分利用机群系统累积的系统资源和高速的互联网络，将文件系统元数据和内容数据分离，分别使用分布式元数据缓存和统一缓存模型进行管理。元数据缓存使用改进的广播一致性协议和LRU替换算法。内容数据统一缓存则将磁盘缓存整个文件和内存缓存文件块相结合组成一个单一映像的多层次分布协作缓存，并使用单拷贝优先LRU和向前传递调度缓存块替换算法以及一种贪心的数据预取方法。实验结果表明，这两种缓存机制结合使用能极大地提高机群文件系统的性能。     

基于Fuse的用户态文件系统的设计

现有的文件系统大都运行在内核态下,与内核紧密结合,导致难以对其进行功能上的扩展。针对内核文件系统的这个问题,本文提出了一个基于Fuse框架实现的用户级文件系统dbfuse。一方面将文件系统从内核态中解放出来;另一方面使用数据库技术有效地保证文件系统数据的完整性和安全性,给数据共享带来的方便。     

一种命名数据网络的缓存策略

虽然缓存内容复用是命名数据网络的显著特征,但是传统方法的缓存内容利用率并不理想.为了提高命名数据网络中缓存内容的利用率,提出了一种基于缓存价值的缓存策略.本缓存策略在保证内容流行度和兴趣源距离外,还充分考虑了缓存内容大小及多样性因素,由此可有效优化缓存空间,提升缓存的价值.此外,还设计了相应的缓存内容定期更新策略.对比...     

Sloth：一种新的适于缓存服务器的应用层文件系统

针对传统的文件系统(如UFS等)在支持缓存服务器时存在着元数据一致性维护、同步写操作、内存拷贝和多缓存诸多固有的缺陷，我们设计和实现了一种新的、高效的、可移植性好的文件系统Sloth。该系统在应用层实现，采用异步写操作和聚集文件等技术。仿真实验表明，Sloth文件系统有效地提高了读写磁盘的性能，大大减少了访问磁盘的次
数。     

一种改进的语义缓存一致性维护方法

为了解决在移动环境下将更新操作转化成删除和添加操作的传统一致性维护算法所增加的不必要的数据通信流量和数据存取,文章将语义裁剪的思想融入一致性维护算法,将更新粒度细化至被更新的属性,并将更新的语义区域裁剪到最小。理论分析表明通过对更新范围的裁剪,有效地减少数据存取和数据通信的开销。仿真实验证明了该策略的可靠性和高效性,特别是当更新数据流大的时候尤其明显。     

一种多媒体服务器混合缓存策略

提高视频点播系统性能的一个有效途径是提高缓存的利用率，进而使系统可容纳更多的媒体流．间隔缓存(Interval Caching)是一种有效的缓存策略．在间隔缓存的基础上提出了一种混合了静态和动态缓存策略特点的混合缓存策略．通过对该策略进行缓存模型分析，对比了混合策略同间隔缓存策略的相关指标，结果说明，混合策略较间隔缓存策略有明显的改善．     

GlusterFS缓存机制研究

缓存机制在并行文件系统中广泛使用,以提高文件系统的性能。简单介绍GlusterFS文件系统的特点,简叙当前文件系统中的缓存机制研究概况,对GlusterFS缓存机制进行深入研究,并通过实验对GlusterFS理论分析的缓存机制进行验证。通过有缓存和无缓存的实验的对比,证实GlusterFS的缓存机制改进了GlusterFS文件系统的读性能。     

通用缓存替换策略下的缓存强一致性研究

建立准确的缓存分析模型有助于更好地预测缓存行为,对于网络性能分析与规划具有重要作用。现有面向缓存强一致性研究的分析模型普遍基于最近最少使用（LRU）缓存替换策略,然而在实际环境中需要根据不同的应用场景和缓存节点能力采取LRU、q-LRU、先进先出等不同的缓存替换策略。为扩展缓存强一致性分析模型的适用范围,基于缓存建模的基本假设构建缓存强一致性通用分析模型,并给出被动查询、主动移除、主动更新3种缓存强一致性策略下缓存命中率和服务器负载的计算方法。利用模型计算结果绘制缓存参数变化曲线图找出使缓存性能达到最优的值,通过分析模型计算结果选出给定缓存参数时对应的最优缓存替换策略。实验结果表明,该模型在3种缓存强一致性策略下均具有较高的计算精确度,其中计算结果与仿真结果的最大误差和最小误差分别为6.92%和0.06%,适用于通过特征时间近似的缓存替换策略。     

一种基于对象属性的Web缓存替换策略

为了降低访问时延,提升用户体验,当前网络交互性能改进的主要手段包括缓存技术与预取技术。当前的缓存替换机制主要考虑对象的访问时间与访问频度,然而Web对象本身存在语义性。本文首先对实际Web数据访问情况进行分析,发现访问间隔的变化率对于命中率的影响具有更高的准确性,进而提出一种基于对象属性的缓存替换策略,该策略通过统计近期缓存对象的平均访问间隔,并结合该对象的标签属性作为对象在缓存中的价值。实验结果表明该策略比基于Aging的缓存策略和基于协作式中心化决策缓存策略提升7%-10%的命中率。     

无线网络环境下的缓存策略研究

日益普及的无线网络和移动设备为普适的Internet接入提供了良好的硬件基础,缓存技术是普适Internet场景中人们进行信息共享和分发的关键技术之一.综述了两类无线网络环境,即基于基础设施无线网络环境和移动自组网中的缓存策略,具体包括缓存放置策略、缓存替换策略、缓存一致性维护算法.进而分析、讨论了上述策略的优缺点,并指出了缓存策略的发展趋势.