面向非易失性内存的文件系统优化与共享文件系统研究

1 绪论

1.1 引言

1.2.1 研究背景

1.2.2 多粒度空间管理机制的研究现状分析

1.2.3 面向NUMA架构文件系统的研究现状分析

1.2.4 同驻虚拟机间共享文件系统的研究现状分析

1.3 研究目的与研究内容

1.3.1 内存文件系统多粒度空间管理机制

1.3.2 面向NUMA架构的高效内存文件系统

1.3.3 面向同驻虚拟机的高效共享内存文件系统

1.4 论文的主要贡献

1.4.1 内存文件系统多粒度空间管理机制研究

1.4.2 面向NUMA架构的高效内存文件系统研究

1.4.3 面向同驻虚拟机的高效共享内存文件系统研究

1.5 论文组织结构

2 内存文件系统多粒度空间管理机制研究

2.1 引言

2.2 研究动机

2.2.1 写操作空间分配流程

2.2.2 空间分配开销

2.3 多粒度结构化块空间管理机制

2.3.1 设计准则

2.3.2 多粒度结构化块空间管理机制MSMS

2.3.3 开销分析

2.4 基于MSMS的空间分配

2.4.1 追加写空间分配

2.4.2 就地写与部分追加写空间分配

2.5 实验及分析

2.5.1 实验配置

2.5.2 写性能评估

2.5.3 初始化开销评估

2.6 本章小结

3 面向NUMA架构的高效内存文件系统研究

3.1 引言

3.2 研究动机

3.2.1 文件访问的性能差异

3.2.2 文件系统性能的降低

3.3 面向NUMA架构的内存文件系统HydraFS

3.3.1 设计准则

3.3.2 分布式文件系统布局

3.3.3 文件创建的节点选择策略

3.3.4 文件访问的线程调度策略

3.3.5 用户态缓冲区的分配接口

3.3.6 性能开销的分析

3.3.7 文件系统操作

3.4 实验及分析

3.4.1 实验配置

3.4.2 不同文件系统布局的性能评估

3.4.3 调度线程访问文件的性能评估

3.4.4 整体性能评估

3.4.5 文件系统利用率对性能的影响

3.4.6 文件系统大小对性能的影响

3.4.7 应用实例的性能

3.5 本章小结

4 面向同驻虚拟机的高效共享内存文件系统研究

4.1 引言

4.2 研究动机

4.3.1 设计准则

4.3.2 总体架构

4.3.3 虚拟机间内存共享

4.3.4 虚拟机间文件共享

4.3.5 预留虚拟地址空间管理

4.3.6 元数据同步

4.3.7 文件系统的实现

4.3.8 性能分析

4.3.9 文件系统和文件操作

4.4 共享内存信号量

4.5 实验及分析

4.5.1 实验配置

4.5.2 读写性能评估

4.5.3 共享信号量的性能评估

4.6 本章小结

5 总结与展望

参考文献

附录

A. 攻读学位期间发表的论文目录

B. 攻读学位期间取得的科研成果目录

C. 攻读学位期间参加的科研项目目录

D. 学位论文数据集

致谢