多內(nèi)核操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)與性能研究.pdf

1、隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)進(jìn)一步的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心無論從數(shù)據(jù)規(guī)模、平臺規(guī)模、構(gòu)建成本等方面都呈大幅增長趨勢。這就促使提供計(jì)算服務(wù)的單個節(jié)點(diǎn)的硬件性能不斷的提升。數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)在這個過程中也經(jīng)歷了傳統(tǒng)單體內(nèi)核操作系統(tǒng)階段、集群操作系統(tǒng)階段、虛擬化階段以及多內(nèi)核操作系統(tǒng)四個發(fā)展階段。多內(nèi)核操作系統(tǒng)作為解決異構(gòu)、眾核的可擴(kuò)展性問題的一個重要方向得到廣泛的關(guān)注。
　　目前多內(nèi)核操作系統(tǒng)Popcorn Linux缺少文件系統(tǒng)的支持，現(xiàn)有的文件系統(tǒng)，

2、都是針對單內(nèi)核操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)。然而，文件系統(tǒng)的性能直接影響著整個系統(tǒng)的性能。針對這個問題，本文提出了一種全新的適用于多內(nèi)核操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)POPFUSE，本文的主要工作如下：
　　基于現(xiàn)有的多內(nèi)核操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了虛擬文件系統(tǒng)POPFUSE。該文件系統(tǒng)利用 FUSE框架實(shí)現(xiàn)，服務(wù)內(nèi)核將文件訪問請求傳遞給管理內(nèi)核，通過管理內(nèi)核來進(jìn)行具體的文件訪問。訪問完成以后，將結(jié)果返回給服務(wù)內(nèi)核。解決了因磁盤控制器有限，多個內(nèi)核實(shí)例無法同

3、時訪問磁盤資源的問題。
　　對 POPFUSE的通知機(jī)制以及通信機(jī)制做了進(jìn)一步的分析和優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)文件訪問存在訪問密集期和訪問空閑期的特點(diǎn)，通過不同的時期分別使用中斷和輪詢的方法來對相關(guān)問題做了優(yōu)化調(diào)整，使得性能達(dá)到了預(yù)期的效果，保證了文件系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定的工作。
　　針對POPFUSE文件系統(tǒng)進(jìn)行了全面的測評分析，同當(dāng)初的備選方案網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）以及現(xiàn)有的類UNIX系統(tǒng)本地磁盤（Linux系統(tǒng)上的 Ext3文件系統(tǒng)）進(jìn)