集群环境中影响NFS文件系统带宽的测试与分析

NFS是集群系统中提供全局文件共享的主要手段,研究影响NFS带宽的因素对于优化集群系统的性能十分重要。该文针对集群系统中I/O特征建立了NFS的带宽模型,设计和实现了基于MPI开发的并行文件系统测试工具Mpbonnie,在集群系统中测试和分析了多种因素对NFS性能的影响。结果表明,除已知的存储和网络因素外,与NFS带宽关系密切的因素还包括客户端数量、服务器文件系统类型、读写方式和服务器处理能力等。     

基于freeNAS存储服务器实现XenServer资源池的存储共享

基于VMware workstation上虚拟出的两台Citrix公司的产品XenServer机器,一台虚拟freeNAS（一种免费的NAS存储服务器）,通过使用freeNAS存储服务器做成的NFS存储和iSCSI存储,并且将这些存储设备添加到XenServer的资源池中,以成为XenServer的公用存储设备。阐述了XenServer和NAS提供的NFS存储的关系,剖析了NAS存储服务器提供iSCSI存储和NFS存储的详细过程,包括服务器的架构以及存储设备和XenServer的相连,总结了NAS存储在虚拟世界中的作用。     

本地无数据的iSCSI磁盘数据保护机制

在信息窃取者合法登录系统的情况下,现有的Internet小型计算机系统接口（iSCSI）磁盘数据保护措施并不能保证数据不被窃取。通过结合磁盘读写重定向算法、磁盘透明加解密机制,提出一种本地无数据的iSCSI磁盘数据保护机制iSCSI_SEC。本地无数据指的是iSCSI磁盘中的重要数据只会存在于iSCSI磁盘服务器中而不会因为用户操作或者程序拷贝等原因在本地存储介质上存在,从而能够保证磁盘中重要数据的机密性。通过在系统内核层加载磁盘过滤驱动程序的方式来实现数据保护机制,并与TrueCrypt进行磁盘读写性能对比,实验结果显示iSCSI_SEC使磁盘读、写性能下降幅度小于TrueCrypt。结果表明,iSCSI_SEC不仅能够保证iSCSI磁盘数据的机密性,并且在iSCSI磁盘环境下比TrueCrypt有更好的性能表现。     

一种基于以太网的网络存储研究

本文介绍了网络存储的发展情况，对目前主要的网络存储体系结构进行了比较和分析。然后，详细描述了在Linux环境下实现iSCSI启动器和目标器的方法，并与NFS、本地硬盘对比研究了iSCSI的性能。     

基于iSCSI的存储设备性能测试与分析

利用国际上流行的评测工具对可能影响iSCSI存储设备性能的因素进行了测试分析。阐述了iSCSI与另外一种同样基于IP的网络存储技术NAS的本质区别，并在相同的软硬件环境下对iSCSI协议与NAS中所应用的NFS(Linux)/CIFS(Windows)协议的性能作了比较。对iSCSI元数据操作中的数据流量进行了测试分析。     

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。     

纯用户态的网络文件系统——RUFS

针对在使用高速存储硬件时常规网络文件系统会被软件开销影响整体性能的问题,提出了利用存储性能开发套件（SPDK）搭建文件系统的方法,并在此基础上实现了一个网络文件系统RUFS的原型。该系统通过键值存储模拟文件系统的目录树结构以及对文件系统的元数据进行管理,通过SPDK存储文件的内容。另外,利用远程直接内存访问（RDMA）技术对外提供文件系统服务。RUFS相较于NFS+ext4,在4 KB随机访问上,读写吞吐性能分别提高了202.2%和738.9%,读写平均延迟分别降低了74.4%和97.2%;在4 MB顺序访问上,读写吞吐性能分别提高了153.1%和44.0%。在大部分元数据操作上,RUFS相比NFS+ext4也有显著优势,特别是文件夹创建操作,RUFS的吞吐性能提高了约5 693.8%。该系统能够充分发挥高速网络和高速存储设备的性能优势,为用户提供延时更低、吞吐性能更好的文件系统服务。     

分布式存储系统读写一致性算法性能优化研究综述

读写一致性算法被广泛部署到分布式存储系统,以保证读写数据的正确性。然而,读写一致性算法通常需要使用一个复杂的通信协议来保证多个节点读写数据的正确性,会带来较大网络传输开销和读写时延。由于各种读写一致性算法实现机制存在较大差异,特定的读写一致性算法往往需要部署到特定的存储应用场景,才能高效地执行数据读写操作,保障对其上应用的服务质量。因此,实际的存储系统开发过程中,开发人员往往需要根据存储应用场景选择读写一致性算法,从而减少数据读写操作带来的系统开销。为了明确各种读写一致性算法适合的应用场景,介绍了分布式存储系统中存在的读写一致性问题,并综述了当前读写一致性算法的实现机制。总结了在副本和纠删码2种存储机制下主流的读写一致性算法,比较了这些读写一致性算法在实现机制、网络开销和数据存储开销等方面的特性。在此基础上,结合了单数据中心分布式存储系统和跨数据中心云际存储系统2种经典的应用场景,总结了开发人员在实际存储系统中部署读写一致性算法过程中需要注意的要点,分析了亟需解决的问题和提升数据读写操作性能的可能途径,展望了读写一致性算法未来的发展方向。     

iSCSI,CIFS,NFS协议的性能评测

在Windows系统下对比测试了iSCSI协议与CIFS协议在文件访问上的性能；在Linux系统下对比测试了iSCSI协议与NFS协议在文件访问上的性能．得出了iSCSI协议在文件访问上优于CIFS和NFS协议，且适应于海量存储的结论，并分析了其原因．     

纯用户态的网络文件系统——RUFS

针对在使用高速存储硬件时常规网络文件系统会被软件开销影响整体性能的问题，提出了利用存储性能开发套件（SPDK）搭建文件系统的方法，并在此基础上实现了一个网络文件系统RUFS的原型。该系统通过键值存储模拟文件系统的目录树结构以及对文件系统的元数据进行管理，通过SPDK存储文件的内容。另外，利用远程直接内存访问（RDMA）技术对外提供文件系统服务。RUFS相较于NFS+ext4，在4 KB随机访问上，读写吞吐性能分别提高了202.2%和738.9%，读写平均延迟分别降低了74.4%和97.2%；在4 MB顺序访问上，读写吞吐性能分别提高了153.1%和44.0%。在大部分元数据操作上，RUFS相比NFS+ext4也有显著优势，特别是文件夹创建操作，RUFS的吞吐性能提高了约5 693.8%。该系统能够充分发挥高速网络和高速存储设备的性能优势，为用户提供延时更低、吞吐性能更好的文件系统服务。     

基于I2O的嵌入式iSCSI发起端的设计与实现

在研究分析了I2O规范及iSCSI协议的基础上,给出了嵌人式环境下iSCSI发起端原型的一种设计方案,有效地缓解了主机CPU的负担,在百兆和千兆网络环境下对其构建的iSCSI存储系统进行了性能测试并进行了相应的分析比较。     

基于加密中间件的iSCSI远程镜像方法的研究与实现

现有的iSCSI安全机制对于基于IP网络的远程镜像不能提供足够的安全保护,为此提出了基于加密中间件的iSCSI远程镜像方法.通过加密中间件内嵌的加密机制,解决了现有算法基于应用主机进行加密运算导致的客户端和服务器端CPU资源占用率过高的问题.该方法能够在保证数据传输和存储安全性的同时,提高了系统的性能.实验表明,采用基...     

iSCSI网络存储系统中加密方法研究与设计

由于iSCSI协议不提供安全服务,大部分网络存储也不具备加密功能,提出了一种面向iSCSI的实时加密模块,使得网络存储系统加载该模块后,能够为用户提供透明实时的数据安全服务。为iSCSI target设计了加密写和解密读流程,加解密模块相对原网络存储系统独立,不用更改系统内核,而iSCSI initiator不会感知加密操作的存在,基于标准iSCSI协议的客户端可直接使用。此外,利用多核网络处理器的加密协处理器,来优化读写性能。实验结果显示,系统并没有因为加密模块的引入而导致严重的性能损失,性能令人满意。     

Using eager strategies to improve NFS I/O performance

Typical network file system (NFS) clients write lazily: they leave dirty pages in the page cache and defer writing to the server. This reduces network traffic when applications repeatedly modify the same set of pages. However, this approach can lead to memory pressure, when the number of available pages on the client system is so low that the system must work harder to reclaim dirty pages. We show that NFS performance is poor under memory pressure and present two mechanisms to solve it: eager writeback and eager page laundering. These mechanisms change the client's data management policy from lazy to eager, in which dirty pages are written back proactively, resulting in higher throughput for sequential writes. In addition, we show that NFS servers suffer from out-of-order file operations, which further reduce performance. We introduce request ordering, a server mechanism to process operations, as much as possible, in the order they were sent by the client, which improves read performance substantially. We have implemented these techniques in the Linux operating system. I/O performance is improved, with the most pronounced improvement visible for sequential access to large files. We see 33% improvement in the performance of streaming write workloads and more than triple the performance of streaming read workloads. We evaluate several non-sequential workloads and show that these techniques do not degrade performance, and can sometimes improve performance.     

iSCSI协议一致性测试研究与实现

不同iSCSI协议实现之间能否互联互通取决于协议实现是否与iSCSI协议规范相一致。针对这个问题,研究了iSCSI协议一致性测试的测试原理和测试流程,设计了适合于iSCSI协议一致性测试的测试系统以及基于XML描述的iSCSI协议一致性测试套,给出了较为完整的iSCSI协议一致性测试例。使用该测试例对某产品的iSCSI协议实现进行一致性测试,发现了被测实现存在与协议规范不一致的地方。