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移动设备日志结构文件系统综述
1
作者 杨梨花 董勇 +3 位作者 邬会军 谭支鹏 王芳 卢凯 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第1期58-74,共17页
NAND闪存(NAND flash)因为其大容量、轻便、抗震等优异特性,被广泛使用于移动设备.面向闪存特性设计的闪存友好型文件系统(flash friendly file system,F2FS)是典型的日志结构文件系统(log-structured file system,LFS),它采用日志结构... NAND闪存(NAND flash)因为其大容量、轻便、抗震等优异特性,被广泛使用于移动设备.面向闪存特性设计的闪存友好型文件系统(flash friendly file system,F2FS)是典型的日志结构文件系统(log-structured file system,LFS),它采用日志结构写机制提升了随机写性能,使用前滚恢复技术实现快速的一致性保护,经常被用作移动设备的文件系统.文件系统因碎片化和段清理问题导致性能下降,而日志结构文件系统的异地更新机制和移动应用的高并发随机同步小写模式进一步加剧了碎片化,导致I/O请求响应变慢、设备运行卡顿.首先介绍了移动设备日志结构文件系统的相关概念和内容,随后总结了日志结构文件系统碎片化和段清理问题的研究现状.一方面分析了碎片产生的原因与影响,从预防碎片产生和重整碎片2个角度总结了减少碎片的研究工作.另一方面分析了冷热数据混合对段清理的影响,从静态分类和动态分类2方面总结了冷热数据区分技术的研究现状,从管理数据分布和调整段清理时机、频率、对象2个角度总结了段清理的研究现状.最后展望了移动设备日志结构文件系统研究的主要挑战和未来研究工作. 展开更多
关键词 日志结构文件系统 移动存储 文件碎片 空闲空间碎片 段清理 冷热数据区分
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针对超高密度磁存储磁化跃迁噪声的约束编码
2
作者 罗可 李桅 +6 位作者 蹇雨根 高宏宇 张克政 廖彦哲 吴宇飞 陈进才 卢萍 《电子学报》 北大核心 2025年第2期483-492,共10页
随着磁存储记录密度的提高,记录位间距减小,磁化跃迁噪声显著提高,由此极大地影响回读信号质量.为了降低超高密度磁存储系统记录图案磁化跃迁噪声的干扰,本文分析研究了磁化跃迁噪声对回读信号质量的影响,提出了限制连续跃迁的最大跃迁... 随着磁存储记录密度的提高,记录位间距减小,磁化跃迁噪声显著提高,由此极大地影响回读信号质量.为了降低超高密度磁存储系统记录图案磁化跃迁噪声的干扰,本文分析研究了磁化跃迁噪声对回读信号质量的影响,提出了限制连续跃迁的最大跃迁游程长度受限(Maximum Transition Run,MTR)约束编码MTR(j=1),与允许连续跃迁的约束编码MTR(j=2)和MTR(j=3)相比,可有效抑制磁化跃迁噪声.通过实验测试了回读信号的检测效果,当信噪比为12 dB时,与MTR(j=2)、MTR(j=3)相比,MTR(j=1)相对误码率分别降低了约30%和60%,证实了限制连续跃迁约束编码MTR(j=1)的数据检测可靠性更高. 展开更多
关键词 超高密度磁存储 磁化跃迁噪声 约束编码 读写过程 均衡检测
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基于对象存储系统的动态负载均衡算法 被引量：5
3
作者 覃灵军 冯丹 +1 位作者 曾令仿 刘群 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第5期88-91,共4页
负载均衡是大规模基于对象存储系统必须要考虑的重要问题。本文为此以系统总响应时间为代价函数,以对象被访问频率为依据,建立了一种将对象复制与对象迁移统一在内的动态负载均衡模型,并充分利用存储设备的智能实现系统的动态负载均衡... 负载均衡是大规模基于对象存储系统必须要考虑的重要问题。本文为此以系统总响应时间为代价函数,以对象被访问频率为依据,建立了一种将对象复制与对象迁移统一在内的动态负载均衡模型,并充分利用存储设备的智能实现系统的动态负载均衡。仿真结果表明,在存在大量热点访问和对象分布不均匀的情况下,启用对象复制和对象迁移的负载均衡算法能最大程度地减少系统的平均总响应时间。 展开更多
关键词 基于对象存储 负栽均衡 对象复制 对象迁移
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网络存储系统中I/O请求响应时间的研究 被引量：16
4
作者 曹强 谢长生 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期1271-1276,共6页
网络存储技术从很多方面改善了传统基于主机的存储系统的不足 ,但由于在数据存储和处理之间增加了网络 ,对整个I/O请求过程产生很大的影响 ,使得I/O性能难以准确地估计 通过对两种常用的网络存储系统———NAS和SAN的基本存储过程进行... 网络存储技术从很多方面改善了传统基于主机的存储系统的不足 ,但由于在数据存储和处理之间增加了网络 ,对整个I/O请求过程产生很大的影响 ,使得I/O性能难以准确地估计 通过对两种常用的网络存储系统———NAS和SAN的基本存储过程进行分析 ,提出了针对网络存储系统中I/O响应时间的性能评估模型 通过实验 ,发现这个模型在很大程度上能够对存储网络的性能进行评价 结果表明存储网络的性能不光和存储设备以及网络设备的物理性质有关 ,还和具体的负载状况密切联系 另一方面 ,FC(光纤通道 )对负载状况的依赖性远远小于TCP/IP网络 ,就I/O响应速度而言 ,FC有更好的性能 . 展开更多
关键词 网络存储 I/O请求 平均响应时间 排队论
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一种高可用对象存储系统的数据组织研究 被引量：3
5
作者 詹玲 张强善 万继光 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第11期123-126,130,共5页
通过对现有不同存储系统的容错能力进行认真分析,提出了一种新的高可用对象存储系统架构HAOSS(High Availability Object Storage System)。HAOSS系统分两层:上层存储的对象采用在多个设备之间的数据备份的方式来实现高可靠性,多个备份... 通过对现有不同存储系统的容错能力进行认真分析,提出了一种新的高可用对象存储系统架构HAOSS(High Availability Object Storage System)。HAOSS系统分两层:上层存储的对象采用在多个设备之间的数据备份的方式来实现高可靠性,多个备份能够同时对外提供服务,保证系统的高性能,但是磁盘利用率比较低。下层采用RAID5,RAID6以及RAID_Blaum等不同的容错编码来实现多盘容错功能,磁盘利用率较高,但是由于编码越来越复杂,容错编码需要大量的计算,性能受到很大的影响。在数据组织上,新对象和热点对象放上层,这样大部分请求都能够在上层命中,从而保证系统的性能。下层主要用来放不常用的数据,磁盘利用率比较高。在1000Mbps以太网环境下对HAOSS性能进行了测试,结果表明,HAOSS顺序读写性能都比较好,最大可以达到104MB/s,达到1000Mb以太网的理论最大物理带宽。 展开更多
关键词 数据组织 高可用 对象存储 容错
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使用聚集IO传输的方法提高网络存储系统的性能 被引量：3
6
作者 曹强 谢长生 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期544-550,共7页
网络存储技术为存储系统提供了更高的扩展性、可用性以及更好的灵活性,并且已经广泛应用到各种领域.但小IO严重影响网络存储系统的性能,现有的一些方法缺少理论模型.通过排队理论建立聚集IO传输的数学模型,然后在典型的IP网络存储(NAS)... 网络存储技术为存储系统提供了更高的扩展性、可用性以及更好的灵活性,并且已经广泛应用到各种领域.但小IO严重影响网络存储系统的性能,现有的一些方法缺少理论模型.通过排队理论建立聚集IO传输的数学模型,然后在典型的IP网络存储(NAS)系统中,分别在NAS存储设备和客户两端设计了聚集模块,称之为CFS(chunkfilesystem),实现双向聚集IO.最后对CFS进行了实验,结果和理论分析基本吻合,说明聚集IO传输能够改善网络存储整体性能. 展开更多
关键词 网络存储 聚集I/O 排队模型
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一种集群多媒体存储系统的研究与设计 被引量：2
7
作者 万继光 谢长生 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期1311-1316,共6页
随着网络上多媒体数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展,设计并实现了一个基于PC集群的高性能集群多媒体存储系统(clustermultimediastoragesystem,CMSS)·CMSS系统采用高自治、自维护的集群策略,提高了系统的并行性和可扩展性;采... 随着网络上多媒体数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展,设计并实现了一个基于PC集群的高性能集群多媒体存储系统(clustermultimediastoragesystem,CMSS)·CMSS系统采用高自治、自维护的集群策略,提高了系统的并行性和可扩展性;采用逻辑元数据管理技术,即实现了单一名字空间,又避免了单点失效;采用服务器数据备份技术,即提高了系统的数据安全性,也解决了服务器之间的负载平衡·在详细介绍了CMSS系统设计方案的同时,进行了相应的实验测试和性能分析· 展开更多
关键词 多媒体 集群 存储系统 元数据服务器
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一种基于信息物理集成的光盘自动标识系统 被引量：2
8
作者 姚杰 张一凡 +1 位作者 曹强 谢长生 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期98-106,共9页
光盘能够进行可靠、低成本地离线长期数据存储,当对保存的海量数据进行查询时,需要能够快速逻辑定位到查询结果,并且能够确定所属光盘的物理位置,进行数据读取。这要求光盘在信息及物理世界中拥有唯一的标识,从而方便、可信地统一管理... 光盘能够进行可靠、低成本地离线长期数据存储,当对保存的海量数据进行查询时,需要能够快速逻辑定位到查询结果,并且能够确定所属光盘的物理位置,进行数据读取。这要求光盘在信息及物理世界中拥有唯一的标识,从而方便、可信地统一管理海量数据。本文设计一种批量光盘自动标识系统,它集成普通商用的刻录机、打印机和摄像头,实现批量光盘的自动化物理标签打印和逻辑标识刻录。考虑到每个部件都具有内部独立的时序控制、特定的存取接口。本研究设计并开发了定制化机械结构,以及全局软件调度机制,统一协调物理和逻辑控制。实验结果表明,单套系统能够一次连续地标识200张光盘,平均每张2 min。 展开更多
关键词 光盘自动标识 信息物理集成系统 二维码图像识别 机械控制
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海量存储系统中基于BUFFER的虚拟存储池的构造 被引量：1
9
作者 邓玉辉 张江陵 冯丹 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2004年第9期1574-1577,共4页
网络磁盘阵列通过实行命令与数据的分离极大地提高了系统的吞吐能力和服务器的平均响应速度 .本文基于原有的网络磁盘阵列的研究成果 ,采用虚拟技术 ,在服务器端构造了一个虚拟存储池 ,使得构成虚拟存储池的多台异构接口的物理存储设备 ... 网络磁盘阵列通过实行命令与数据的分离极大地提高了系统的吞吐能力和服务器的平均响应速度 .本文基于原有的网络磁盘阵列的研究成果 ,采用虚拟技术 ,在服务器端构造了一个虚拟存储池 ,使得构成虚拟存储池的多台异构接口的物理存储设备 (这里为网络磁盘阵列 )可以通过其网络通道并行传输数据 ,实现扩容和增速同步 ,文件集中管理与数据分布存储 。 展开更多
关键词 网络磁盘阵列 海量存储 虚拟存储 SCSI协议栈
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一种高性能对象存储系统 被引量：1
10
作者 刘群 冯丹 王芳 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第15期70-71,74,共3页
当大量用户并行访问对象存储设备(OSD)时,OSD可能成为限制系统性能的瓶颈。该文提出一种基于网络磁盘阵列的对象存储系统,网络磁盘阵列包括外设和网络2个通道,可直接与客户端进行数据传输。该系统具有基于对象存储系统的特点,且系统容... 当大量用户并行访问对象存储设备(OSD)时,OSD可能成为限制系统性能的瓶颈。该文提出一种基于网络磁盘阵列的对象存储系统,网络磁盘阵列包括外设和网络2个通道,可直接与客户端进行数据传输。该系统具有基于对象存储系统的特点,且系统容量可扩展性和整体性能较高。 展开更多
关键词 网络磁盘阵列 存储对象 基于网络磁盘阵列的对象存储系统
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基于LDAP的对象存储系统元数据的组织与管理 被引量：1
11
作者 王芳 张顺达 +1 位作者 冯丹 曾令仿 《计算机工程与科学》 CSCD 2007年第3期117-118,135,共3页
本文介绍了面向对象系统中元数据服务器的设计及元数据的组织和管理。该系统中元数据服务器使用了轻量级目录访问协议(LDAP)作为存放元数据的平台,针对这个平台设计了相应的数据分配算法和数据转换模块,并对其性能进行了分析和优化。
关键词 对象存储系统 元数据管理 轻量级的目录访问协议
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基于对象的进化存储系统研究 被引量：1
12
作者 董晓明 谢长生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第11期223-226,共4页
存储管理的成本目前已经超过了硬件成本。本文给出了一种新的存储结构,其中包含了自动化管理的功能以简化存储管理。进化存储系统的概念是指实现动态平衡和优化的基于磁盘的存储,其失效部件将会被热备份部件立即更换(物理进化),其数据... 存储管理的成本目前已经超过了硬件成本。本文给出了一种新的存储结构,其中包含了自动化管理的功能以简化存储管理。进化存储系统的概念是指实现动态平衡和优化的基于磁盘的存储,其失效部件将会被热备份部件立即更换(物理进化),其数据布局和分布会根据新部件的特性进行自动重组(逻辑进化)。同时,我们还描述了称为SMAR的实现分散进化存储系统的目标和可行技术方案,包括自安全、自维护、自适应、自恢复和自测试。我们认为进化存储系统应该是基于对象的,通过智能存储设备达到更好的可用性和可维护性。 展开更多
关键词 磁盘 进化存储系统 自适应 对象存储 存储管理 基于对象 进化 系统研究 自动化管理 存储系统
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基于共享存储的双机高可用系统的设计与实现 被引量：1
13
作者 谢长生 姚杰 《计算机工程与科学》 CSCD 2005年第5期78-80,110,共4页
本文提出了一种以服务组为监测对象的基于共享存储的双机高可用系统。文中首先简要分析了高可用系统的特点及双机系统可用度定量分析方法,然后详细介绍了本系统设计的基本原则及具体实现,最后分析了该系统的性能并提出了改进方向。
关键词 服务器系统 双机高可用系统 设计 磁盘阵列柜
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对象存储系统中对象查找及标识符分配管理策略
14
作者 刘景宁 吕满 +1 位作者 童薇 冯丹 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第9期1877-1881,共5页
对象存储系统是一种新的网络存储体系结构,它结合了存储区域网SAN的高性能和网络附加存储NAS的跨平台的优点.对象存储系统的对象查找的快慢直接影响系统的性能.针对对象存储系统的对象查找是通过对象ID找到对象Onode.分析研究了对象文... 对象存储系统是一种新的网络存储体系结构,它结合了存储区域网SAN的高性能和网络附加存储NAS的跨平台的优点.对象存储系统的对象查找的快慢直接影响系统的性能.针对对象存储系统的对象查找是通过对象ID找到对象Onode.分析研究了对象文件系统中的对象查找策略及对象号分配策略,提出元数据服务器与对象设备协同管理对象ID,采用连续的对象号分配策略改进对象存储系统的对象查找方法,提高了对象存储系统的对象查找速度. 展开更多
关键词 对象存储系统 对象查找 对象标识符 对象文件系统 存储管理
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逻辑进化存储系统的数据分布
15
作者 李怀阳 谢长生 +1 位作者 刘艳 曹强 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2006年第11期2161-2166,共6页
针对现有存储系统不能很好的动态适应工作负载变化情况,本文提出了逻辑进化存储系统的概念,由此设计了一种适合不同磁盘阵列(RAID)之间动态转换的数据分布策略.根据这种策略推导出RAID在同步工作负载情况下的平均响应时间公式,计算出不... 针对现有存储系统不能很好的动态适应工作负载变化情况,本文提出了逻辑进化存储系统的概念,由此设计了一种适合不同磁盘阵列(RAID)之间动态转换的数据分布策略.根据这种策略推导出RAID在同步工作负载情况下的平均响应时间公式,计算出不同RAID级别在各种工作负载情况下的转换门限.为了提供最佳的服务特性,本文还提出根据数据访问的特征自动调节条带单元大小(SUS:StripeUnitSize)的策略,并推导出磁盘阵列在不同工作负载情况下的最优SUS.最后,通过大量的实验验证了本文的分析结果. 展开更多
关键词 逻辑进化 RAID 数据分布 条带单元大小
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基于对象存储系统的服务质量框架研究
16
作者 冯丹 张羚 覃灵军 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第1期80-82,共3页
简要介绍了基于对象存储系统的框架结构,并分析了系统的特点。在结合网络QoS和存储QoS的基础上,讨论了整个系统的QoS要求。针对这些要求,提出基于对象存储系统的QoS框架,分别在对象属性、OSD命令和OSD设备上得以实现。
关键词 QOS 基于对象存储 属性
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下一代互联网存储集群系统的设计与实现 被引量：1
17
作者 罗怡 谢长生 +1 位作者 曹强 张常军 《计算机工程与科学》 CSCD 2007年第6期29-31,35,共4页
针对以IPv6为主要特征的下一代互联网的需求,本文介绍了将基于对象的分布式文件系统Lustre由仅支持IPv4改进为同时支持IPv4与IPv6双协议栈的设计原则与实现,并测试比较了Lustre在IPv6与IPv4环境下的性能。其中的设计原则是通过分析Linu... 针对以IPv6为主要特征的下一代互联网的需求,本文介绍了将基于对象的分布式文件系统Lustre由仅支持IPv4改进为同时支持IPv4与IPv6双协议栈的设计原则与实现,并测试比较了Lustre在IPv6与IPv4环境下的性能。其中的设计原则是通过分析Linux系统的IP协议栈得到的,因此同样适用于其他期望使用Linux的Socket接口实现支持双协议栈的网络程序。 展开更多
关键词 IPV6 双栈 分布式文件系统 存储集群
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对象存储系统中属性管理方法研究与实现 被引量：1
18
作者 谢黎明 冯丹 覃灵军 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期115-121,共7页
在对象存储系统中,对象属性用于描述数据特征以及安全策略.系统性能的改善可以通过对象属性的合理管理来实现.目前,属性存放在固定大小的数据结构中,这与属性的可扩展性相违背.针对现有对象属性放置与管理方法的不足,提出了对象属性基... 在对象存储系统中,对象属性用于描述数据特征以及安全策略.系统性能的改善可以通过对象属性的合理管理来实现.目前,属性存放在固定大小的数据结构中,这与属性的可扩展性相违背.针对现有对象属性放置与管理方法的不足,提出了对象属性基于扩展Hash的管理方法,以及属性的放置策略、缓冲策略.通过分析仿真测试的结果,发现在处理大量属性操作时,对象文件系统性能退化很严重.但是,用扩展Hash方法进行属性管理时,系统性能不退化,比对象文件系统更具优势. 展开更多
关键词 基于对象存储系统 基于对象存储设备 对象属性 扩展Hash
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纠删码存储系统中基于网络计算的高效故障重建方法 被引量：6
19
作者 唐英杰 王芳 谢燕文 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期767-778,共12页
目前分布式存储系统的规模越来越大,不论存储设备是磁盘还是固态盘,系统都始终面临着数据丢失的风险.传统分布式存储系统大多采用基于三副本的高可靠性技术,但为了追求较低的存储开销,大量系统正在转向基于纠删码的可靠性方法.但是在纠... 目前分布式存储系统的规模越来越大,不论存储设备是磁盘还是固态盘,系统都始终面临着数据丢失的风险.传统分布式存储系统大多采用基于三副本的高可靠性技术,但为了追求较低的存储开销,大量系统正在转向基于纠删码的可靠性方法.但是在纠删码方案下,重建故障数据需要读取多个存储设备,这将导致大量的网络传输和存储I/O操作,增大系统恢复开销.为了能够在不损失其他性能的同时降低恢复开销,利用软件定义网络(software defined networking, SDN)技术,提出一种基于网络计算的高效故障重建方案——网络流水线(in-network pipeline, INP),其中SDN控制器利用网络的全局拓扑信息构造重建树,系统依据重建树进行数据传输,并在交换机上完成部分计算,减少向后传输的网络流量,从而消除网络瓶颈,提升恢复性能.测试评估了不同网络带宽下INP的恢复效率.实验结果表明:与传统的纠删码系统相比,INP总是能大幅减少网络流量,并且在一定带宽条件下,能够接近正常读的时间开销. 展开更多
关键词 分布式存储系统 纠删码 软件定义网络 恢复开销 网络计算
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跨平台、多用户iSCSI存储系统的实现与管理 被引量：1
20
作者 鲁修卓 谢长生 任劲 《计算机工程与科学》 CSCD 2005年第1期93-95,共3页
SCSI协议用来与I/O设备尤其是存储设备通信。iSCSI是工作在TCP/IP之上的SCSI传输协议 ,其基本功能是将SCSI命令封装在IP包内 ,通过TCP/IP网络传输到存储设备 ,再由网络接收命令处理的结果。本文将介绍iSCSI在Linux和Windows 2 0 0 0两... SCSI协议用来与I/O设备尤其是存储设备通信。iSCSI是工作在TCP/IP之上的SCSI传输协议 ,其基本功能是将SCSI命令封装在IP包内 ,通过TCP/IP网络传输到存储设备 ,再由网络接收命令处理的结果。本文将介绍iSCSI在Linux和Windows 2 0 0 0两种操作系统下的实现过程 ,论述iSCSI的多用户访问和管理方法 ,最后对所实现的iSCSI系统的性能测试结果进行分析。 展开更多
关键词 SCSI 多用户 存储设备 命令 跨平台 存储系统 I/O设备 传输协议 接收 封装
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