網(wǎng)絡(luò)存儲器的設(shè)計
盡管網(wǎng)絡(luò)存儲器由可變的存儲器組成,但由于它分布在許多獨立的工作站上,所以能提供較好的數(shù)據(jù)可靠性,如果一臺工作站崩潰了,存在其他工作站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)依然完整,通過某種形式的冗余,如數(shù)據(jù)復(fù)制,可以重構(gòu)崩潰工作站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
4 網(wǎng)絡(luò)存儲器的性能分析
網(wǎng)絡(luò)存儲器有杰出的性價比。表l是一個有100臺工作站、20微秒延遲和15兆字節(jié)/秒帶寬的工作站網(wǎng)絡(luò)的存儲器各層次性能表。假設(shè)集群中至少有50%的網(wǎng)絡(luò)存儲器是空閑的,可看出網(wǎng)絡(luò)存儲器比硬盤性能好得多,比本地內(nèi)存甚至硬盤容量大得多,而實際上幾乎沒有什么成本。這種性價比使得網(wǎng)絡(luò)存儲器成為一個非常好地解決計算機系統(tǒng)I/O性能瓶頸的可行方案。
5 網(wǎng)絡(luò)存儲器的設(shè)計方法
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲器的不同應(yīng)用形式,網(wǎng)絡(luò)存儲器的設(shè)計方法可以分為以下三種:
1)網(wǎng)絡(luò)存儲器調(diào)頁:由于網(wǎng)絡(luò)存儲器性能介于硬盤與本地內(nèi)存之間,因此在存儲器層次關(guān)系中,可以看作是硬盤和本地內(nèi)存之間的一個中間層。這個附加的存儲層將給應(yīng)用程序帶來好處,因為網(wǎng)絡(luò)存儲器的頁交換速度比硬盤快,所以總的訪問內(nèi)存時間就會小很多。
2)網(wǎng)絡(luò)存儲器文件系統(tǒng)
a)網(wǎng)絡(luò)存儲器作為文件緩存:在集群工作站中,網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)在多個工作站上運行,當(dāng)許多工作站通過文件系統(tǒng)如VFS訪問相同文件時,文件就會被高速緩沖到多個客戶機上,形成多個緩沖副本,浪費了緩存空間。為了提高文件緩存的調(diào)度,在各個工作站已有一個本地文件緩存的情況下,創(chuàng)建一個全局網(wǎng)絡(luò)存儲文件系統(tǒng)緩存相當(dāng)重要。這種本地緩存統(tǒng)一成為一個全局緩存,增強文件緩存性能的技術(shù)叫做協(xié)作緩存。采用協(xié)作緩存技術(shù),緩存所有本地協(xié)調(diào)交換信息,從而可以消除緩存文件副本,在必要時也可以共享內(nèi)容。
b)網(wǎng)絡(luò)存儲器作為存儲設(shè)備:另一種解決磁盤I/0性能問題的方法是使用可靠的網(wǎng)絡(luò)存儲器來直接存儲臨時文件。采用這種方法的設(shè)備,稱為網(wǎng)絡(luò)隨機磁盤Network RamDisk(NRD)。NRD是塊設(shè)備,它通過虛擬磁盤接口統(tǒng)一了N0W中所有空閑的主存,它像一個傳統(tǒng)磁盤,允許在上面創(chuàng)建文件和文件系統(tǒng),由于它是在主存RAM中實現(xiàn)的,因而提供了比大多數(shù)傳統(tǒng)磁盤低的延遲和高的帶寬。
3)網(wǎng)絡(luò)存儲器數(shù)據(jù)庫:網(wǎng)絡(luò)存儲器可以作為一個大的(分布式的)數(shù)據(jù)庫高速緩存和作為一個快速的非易變數(shù)據(jù)緩存來存放數(shù)據(jù)庫敏感數(shù)據(jù)。事務(wù)處理雖然在原子性和可恢復(fù)性方面已得到好的評價,但由于大多數(shù)基于事務(wù)處理的系統(tǒng)要存儲大量的數(shù)據(jù),因此性能受到限制。使用網(wǎng)絡(luò)存儲器能將基于事務(wù)的系統(tǒng)性能與磁盤性能分開,從而增強系統(tǒng)性能。對事務(wù)處理系統(tǒng)的開發(fā)原型進行實驗測試顯示:網(wǎng)絡(luò)存儲器的應(yīng)用可以提高兩個數(shù)量級的性能。
6 結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)存儲器設(shè)計方法的基本思想就是盡量使用網(wǎng)絡(luò)存儲器來代替磁盤訪問,用以提高系統(tǒng)I/O性能。這些設(shè)計方法可在一般硬件上用軟件來開發(fā)。除此之外,有許多硬件組件,如SCI、Telegxaphs和SHRIMP,提供了特別的原始操作,增強了網(wǎng)絡(luò)存儲器系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)存儲器技術(shù)使用網(wǎng)絡(luò)空閑內(nèi)存作為存儲介質(zhì),改變了傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)I/O訪問的層次結(jié)構(gòu),提供了遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁盤的訪問速度,具有良好的應(yīng)用前景。
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