一种分布式持久性内存文件系统的一致性机制

作     者：陈波 陆游游 蔡涛 陈游旻 屠要峰 舒继武 Chen Bo;Lu Youyou;Cai Tao;Chen Youmin;Tu Yaofeng;Shu Jiwu

作者机构：江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013 清华大学计算机科学与技术系北京100084 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) 国家自然科学基金重点项目(61832011,61772300) 国家自然科学基金项目(61806086) 中兴通讯股份有限公司合作项目(20182002008)~~ 

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

年 卷 期：2020年第57卷第3期

页      码：660-667页

摘      要：持久性内存(persistent memory,PM)和远程直接内存访问(remote direct memory access,RDMA)具有高带宽、低延迟的硬件性能,这为设计高性能的分布式存储系统提供了新的机遇.然而,它们这些新的特性为高效的数据一致性管理引出了诸多问题:一方面,持久性内存数据一致性依赖于CPU主动执行硬件指令刷写缓存实现,而这类指令开销极高,严重影响CPU处理性能;另一方面,RDMA在服务器端CPU不参与的情况下直接读写服务器端内存,因此服务器端CPU无法主动感知数据写入事件以执行数据刷写操作,一旦系统崩溃会造成数据不一致的问题.针对以上2个问题,提出一种分布式持久性内存文件系统的一致性机制(crash consistency mechanism,CCM):首先设计实现了基于操作日志的一致性保障策略,通过将每次操作的元信息记录至日志,并持久化,以保障系统的一致性状态;其次,设计了一种客户端对服务器端的远程写一致性策略,在完成数据传输的同时使服务器端CPU主动执行数据刷写;最后实现了一种服务器端的数据异步持久化,以提高系统的处理能力.测试结果表明,基于CCM的文件系统写吞吐可达到网络裸带宽的88%.相比于现有系统Octopus,CCM性能下降控制在1%以内.

主 题 词：持久性内存 远程直接内存访问 一致性 操作日志 分布式文件系统 

学科分类：0810[工学-土木类] 0808[工学-自动化类] 0839[0839] 08[工学] 0835[0835] 0811[工学-水利类] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7544/issn1000-1239.2020.20190074

馆 藏 号：203894822...