RAID的并行I／O调度算法分析

由于越来越多的应用受限于I／O，存储系统正起着越来越重要的作用，磁盘阵列RAID是一种提供高性能I／O的最常见存储设备，本文分析了RAID并行I／O调度算法的I／O执行时间和磁盘利用率，为合理配置高性能阵列提供了依据。     

磁盘阵列系统I/O调度优化研究

分析了RAID-10系统的并行I/O任务模型,应用模糊函数提出了衡量I/O服务的满意度指标,并应用此指标,提出了一种适用于RAID-10系统I/O任务调度算法,提高了RAID-10系统的实时性能,并改善了负载其平衡能力。     

VBR视频流磁盘I/O的平滑调度算法

文章将带宽平滑技术引入磁盘 I/ O调度 ,基于现已取得的研究成果 ,考虑磁盘 I/ O存取特性 ,提出一个针对VBR视频检索的整数块平滑调度算法 .算法所得的结果被证明是优化的 ,实验结果显示该算法在磁盘空间和磁盘 I/ O的带宽利用方面有很好的性能     

基于强化学习的智能I/O调度算法

利用机器学习方法解决存储领域中若干技术难题是目前存储领域的研究热点之一。强化学习作为一种以环境反馈作为输入、自适应环境的特殊的机器学习方法,能通过观测环境状态的变化,评估控制决策对系统性能的影响来选择最优的控制策略,基于强化学习的智能RAID控制技术具有重要的研究价值。本文针对高性能计算应用特点,将机器学习领域中的强化学习技术引入RAID控制器中,提出了基于强化学习的智能I/O调度算法RL-scheduler,利用Q-学习策略实现了面向并行应用的自治调度策略。RL-scheduler综合考虑了调度的公平性、磁盘寻道时间和MPI应用的I/O访问效率,并提出多Q-表交叉组织方法提高Q-表的更新效率。实验结果表明,RL-scheduler缩短了并行应用的平均I/O服务时间,提高了大规模并行计算系统的I/O吞吐率。     

Linux I/O调度算法分析与研究

研究表明,好的磁盘调度算法可以明显优化磁盘的I/O性能,Linux提供四种调度算法可供选择。基于Linux 2.6.32内核源码,研究Noop、Deadline、Anticipatory、CFQ四种磁盘调度算法的基本原理和特点,分析每种算法的优缺点,这对系统管理员针对不同类型的应用场景来调整优化I/O调度算法有着重要意义。     

基于自描述的控制器对I/O模块兼容性实现

自动化产品通过不同版本的固件实现功能差异化管理及生命周期维护。对于控制器与I/O各自独立、可灵活配置的PLC和DCS而言,随着产品应用领域的拓展,I/O模块功能的升级较为频繁,加上产品推向市场后维护周期的拉长,极易出现控制器对I/O模块新功能与老功能的兼容性问题。针对该问题,从控制器与I/O模块的交互信息方面分析,提出了一种控制器对I/O模块生命周期兼容的实现方案。通过该方案,旧控制器可在不升级固件情况下实现对已有型号I/O模块新版本支持,也支持新类型I/O模块。据此可实现控制器和I/O模块的匹配解耦,有效降低升级带来的不利影响,也尽可能保护用户投资。     

一种自适应负载的I/O调度算法

I/O调度算法对磁盘阵列(RAID)性能具有至关重要的影响。虽然已有很多典型的I/O调度算法在一定负载情况下可获得较好的性能,但很难有哪一种算法在各种负载情况下均能获得很好的性能。本文提出了一种智能RAID控制模型,结合C4.5决策树和AdaBoost算法实现负载自动分类,根据负载变化和性能反馈情况动态调整I/O调度策略,实现面向应用需求的自治调度。模拟实验结果表明,自适应调度算法具有较好的适应性,在各种负载情况下优于现有的I/O调度算法,尤其适用于多线程混合负载环境的I/O性能优化。     

多通道组合阵列存储系统结构与并行I/O设计

本文基于开放硬件平台和软件环境提出了一种集成式多通道组合阵列存储系统结构;设计了多个阵列适配卡分条和卡上多个磁盘分条的两级并行数据组织和分布方式,以提高I/O访问的并发性;提出了一种将来自主机的I/O命令并行分散到多个阵列通道上的调度方法。实验表明,在10Gb/s的Infiniband主机接口通道下,组合阵列的I/O性能基本上是多个阵列适配卡I/O带宽的线性叠加。     

非固定双头镜像磁盘实时调度算法的研究

文章给出一个实时非固定双头镜像磁盘系统的形式化模型.该磁盘模型中的每个双头磁盘都有两个相互独立的磁臂,能够独立地完成寻找磁道过程.针对该磁盘系统,文章研究了3种实时调度算法.模拟实验表明,“忽略超截止期调度算法”的性能最好,因为它忽略了对超截止期限实时请求的处理.文章同时分析了固定双头镜像磁盘与非固定双头镜像磁盘之间的性能差别.实验结果表明,由于非固定双头磁盘的两个磁头可以独立寻找磁道,因此非固定双头镜像磁盘的性能比固定双头镜像磁盘的性能要好.     

磁带库系统的随机I/O调度算法

由于磁带库随机存取的性能很差,需要研究有效的随机I/O调度策略和算法以改善其在线存取的效率.对已有调度算法进行了分类、提炼和总结,利用仿真实验对静态调度、动态调度和基于复制的调度算法进行了深入研究,讨论了影响各种算法有效性的因素.针对已有算法在较重的负载条件下使系统性能急剧恶化的问题,还提出并研究了一种基于效益-代价均衡的调度算法.该算法引入效益-代价加权的概念,通过调节不同负载下的效益-代价加权比,极大地改善了已有算法在重负载下的有效性.该项研究为设计海量存储系统中的自适应调度算法提供了重要依据.     

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。     

事务处理环境下的磁盘阵列响应时间分析

建立事务处理环境下磁盘阵列的磁盘服务排队模型,计算分析I／O响应时间及最在吞吐量。     

RAID控制器中多级Cache的研究

本文介绍了一种应用于RAID控制器的两级Cache结构。在物理上,整个Cache可分为读Cache和写Cache,且读Cache分为两级：一个容纳小块数据的组相联Cache和一个容纳大块数据的全相联空间Cache。性能测试结果表明,命中率和命中次数在两级Cache结构中都有所提高。     

基于异步I/O模型的双机TCP代理的研究与实现

一些特殊领域的应用对于性能要求很高,而通用单机TCP代理不能满足需求。文章分析了TCP代理的实现机制,借鉴TCP连接管理有限状态机、以异步I/O模型研究和实现了双机TCP代理,并将其应用于一个安全网关项目,取得良好效果。     

集群环境下I/O文件传输调度器的设计与实现

近年来研究人员对高性能计算中的并行I/O问题进行了深入研究,然而这些研究主要针对MPP问题,而对集群计算机系统中并行I/O问题的研究不多。因此,对于集群计算中的并行I/O系统进行研究是一个重要的研究课题。对集群计算中的并行I/O传输调度效率进行研究,设计了一个文件传输调度器,可以实现文件传输最快捷,节点资源最大利用,显著提高I/O节点吞吐率和反应时间。经过大量数据的测试和实验证明该调度器的有效性和适用性。     

一种动态并行I／O调度新策略的研究

并行I／O已经成为提高分布式计算系统性能的一种重要方式，论文在研究集群计算系统并行I／O数据调度策略的基础上，提出了一种应用于分布式计算系统中的二次调度自主维护负载平衡的动态I／O调度算法（DIO_TSMB），实验结果表明了算法的有效性，最后分析了并行I／O数据调度的发展趋势。     

一种动态并行I/O调度新策略的研究

并行I/O已经成为提高分布式计算系统性能的一种重要方式,论文在研究集群计算系统并行I/O数据调度策略的基础上,提出了一种应用于分布式计算系统中的二次调度自主维护负载平衡的动态I/O调度算法(DIO_TSMB),实验结果表明了算法的有效性,最后分析了并行I/O数据调度的发展趋势。