IMPROVING iSCSI MEMORY CACHE HIT THROUGH PREFETCHING TO A STRIPED DISK

摘要

由于内存大小和访问速度的不均衡发展，存储系统面临着磁盘访问时间随磁盘大小而增长的难题。预取是已知的能减少由内存大小日益增长而造成差距的机制之一。通过预取，内存访问可以和CPU周期并行操作，从而隐藏了内存延迟，以便将下周期所需的数据准确地读取到处理器能更快存取的地点。当有数据更接近CPU时，能及时地节省大量的CPU周期，否则将要花费时间等待I/O请求。
　　 本文提出了一种基于iSCSI启动者的预取机制辅助调度iSCSI操作系统，其目的是从iSCSI目标者到带区磁盘iSCSI启动者上的页面预取及缓存。iSCSI驱动以读、写、查询形式做出系统调用，在取得实际请求数据块之后，带有该系统调用的预取者能够跟踪文件描述符和节点信息。考虑到请求块的信息，预取者可以做出近期内的存取预测，并在预取分析的帮助下推断出哪个进程的请求是连续的。预取分析进一步比较进程调度表信息，分析出一个良好的预取可能。在条带化磁盘iSCSI启动者上使用页面缓存技术，能有效利用带宽且实现高存取速度。由于并行存取，数据交叉分布到不同的分区中，条带化的磁盘有利于更快地访问。将远程页面预取到条带化iSCSI启动者时，预取者在当地启动器上有足够的页面来节省带宽。正因如此，启动者的页面请求大多是本地服务。该算法显示至少增加了15％的连续读取和高达10％的随机读取。此外，还观察到应用程序运行时间明显缩短。