基于DAPIO-NUMA体系结构的宽带内容服务器关键技术研究与实现

摘要

该文通过分析依赖I/O性能的应用特征及现有的高性能性能服务器的体系结构,发现目前的大多数高性能服务器的体系结构是为依赖计算性能的应用而设计的,这些体系结构只适用于依赖计算应用如科学计算,对依赖I/O宽带的应用如大规模VOD应用,并不适合而且是对资源的浪费.在上述研究和对高性能服务器相关技术的研究基础上,作者率先提出了宽带内容服务器(BCS--Broadband Content Server)的新概念和宽带内容服务器(BCS)的直接访问并行IO/非均匀存储体系结构-DAPIO-NUMA(Direct Access Parallel I/O andNUMA),并对DAPIO-NUMA体系结构原理,I/O访问模式和I/O访问延迟和整体性能进行了深入地分析. 作为提高宽带内容服务器的I/O性能的主要方法,作者率先提出了iRAMdisk和iRAMdisk阵列的新概念.详细介绍了iRAMdisk和iRAMdisk阵列概念,深入分析了宽带内容服务对iRAMdisk的功能要求,访问模式,I/O性能的模拟分析和测试. 为提高宽带内容服务器的超大容量存储子系统的I/O的访问性能,减小磁盘操作的延迟,作者在研究SAN技术和SCSI技术基础上,首先提出了iDisk及iDisk阵列的新概念.深入地分析了宽带访问对iDdisk的功能要求,访问模式,I/O性能的模拟分析与测试.该文在第七章介绍宽带内容服务器的I/O性能,以基于DAPIO-NUMA的SIP/9000为测试对象.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1论文工作背景

1.2相关研究领域及其发展

1.3主要研究和本文组织结构

2宽带内容服务器的关键技术

2.1引言

2.2基于并行技术的体系结构

2.3新型存储技术的应用

2.4访问模式优化

2.5有效的缓冲机制

2.6 I/O延迟隐藏技术

2.7编译器I/O优化技术

2.8本章小结

3宽带内容服务器的分析模型与性能改进方法

3.1引言

3.2并行服务器系统分析模型

3.3工作负荷特征与服务器的特征分析

3.4带宽依赖的服务器性能改进途径和方法

3.5本章小结

4宽带内容服务器DAPIO-NUMA体系结构研究

4.1引言

4.2高性能服务器的体系结构发展

4.3 DAPIO-NUMA体系结构

4.4 DAPIO-NUMA的内存管理模式

4.5本章小结

5支持IP和专用通道协议的千兆iRAMdisk技术研究

5.1引言

5.2 iRAMdisk访问模式

5.3iRAMdisk I/O性能分析

5.4 iRAMdisk实现

5.5性能测试实验与评价

5.6本章小结

6支持IP和专用通道协议的千兆iDisk技术研究

6.1引言

6.2 iDisk与SCSI和FC的比较

6.3 iDisk技术简述

6.4 iDisk实现简述

6.5 iDisk的驱动程序实现细节

6.6 iDisk性能测试

6.7本章小结

7宽带内容服务器性能测试与分析

7.1引言

7.2测试环境

7.3系统I/O带宽性能测试

7.4系统延迟时间特性测试

7.5 I/O密集度与系统性能关系

7.6本章小结

8全文总结与展望

8.1全文总结

8.2展望

致谢

参考文献

附录1攻读博士学位期间发表的论文目录

附录2申请国家发明专利