基于持久性内存和SSD的后端存储MixStore

作     者：屠要峰 陈正华 韩银俊 陈兵 关东海 Tu Yaofeng;Chen Zhenghua;Han Yinjun;Chen Bing;Guan Donghai

作者机构：南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 中兴通讯股份有限公司南京210012 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1003301) 江苏省重点研发计划项目(BE2019012) 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2021年第58卷第2期

页      码：406-417页

摘      要：持久性内存(persistent memory,PMEM)同时具备内存的低时延字节寻址和磁盘的持久化特性,将对现有软件架构体系产生革命性的变化和深远的影响.分布式存储在云计算和数据中心得到了广泛的应用,然而现有的以Ceph BlueStore为代表的后端存储引擎是面向传统机械盘和固态硬盘(solid state disk,SSD)设计的,其原有的优化设计机制不适合PMEM特性优势的发挥.提出了一种基于持久性内存和SSD的后端存储MixStore,通过易失区段标记和待删除列表技术实现了适用于持久性内存的并发跳表,用于替代RocksDB实现元数据管理机制,在保证事务一致性的同时,消除了BlueStore的compaction所引发的性能抖动等问题,同时提升元数据的并发访问性能;通过结合元数据管理机制的数据对象存储优化设计,把非对齐的小数据对象存放在PMEM中,把对齐的大块数据对象存储在SSD上,充分发挥了PMEM的字节寻址、持久性特性和SSD的大容量低成本优势,并结合延迟写入和CoW(copy-on-write)技术实现数据更新策略优化,消除了BlueStore的WAL日志引起的写放大,提升小数据写入性能.测试结果表明,在同样的硬件环境下,相比BlueStore,MixStore的写吞吐提升59%,写时延降低了37%,有效地提升了系统的性能.

主 题 词：持久性内存 并发跳表 后端存储 混合存储 BlueStore存储引擎 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 081202[081202] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7544/issn1000-1239.2021.20200389

馆 藏 号：203101975...