一種基于PCI插卡的分布式cache的應用研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，千兆以太網(wǎng)的大規(guī)模應用是Internet發(fā)展的必然趨勢，網(wǎng)絡傳輸速率已經(jīng)不再是數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，服務器的性能將是網(wǎng)絡應用的關鍵問題。和文件服務器類似，流媒體服務器主要的工作是將本地的文件通過網(wǎng)絡傳送給客戶。這類服務器在運行過程中必然產(chǎn)生大量I/O操作，而磁盤I/O的速率會很大程度上影響服務器性能，因此在服務器操作系統(tǒng)中就引入緩存(cache)機制提高系統(tǒng)I/O性能，如linux內(nèi)核中的page cache機制，該機制就

2、是將剛剛讀過的數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中以至于下一次讀相同數(shù)據(jù)時直接從內(nèi)存讀取而不用調(diào)用磁盤驅動，由于內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸率遠大于磁盤數(shù)據(jù)傳輸率，所以提高了系統(tǒng)性能。 由于內(nèi)存容量的限制，同時為了提高服務器I/O性能，在linux-2.6.21內(nèi)核中，提出了一種基于IXP425 PCI插卡擴展緩存層次結構來提高系統(tǒng)的讀I/O性能的系統(tǒng)，稱之為PCI CACHE。通過IXP425 PCI插卡增加了一級系統(tǒng)磁盤數(shù)據(jù)緩存，從而擴充了整個系統(tǒng)緩存的容量，

3、減少訪問磁盤的頻率，提高磁盤壽命和系統(tǒng)I/O性能。 本文首先介紹了cache和分布式系統(tǒng)一些理論以及幾個分布式系統(tǒng)和cache系統(tǒng)。然后介紹了linux-2.6.21內(nèi)核中文件讀頁流程以及page cache機制。接著介紹了基于PCI插卡的分布式cache的設計和實現(xiàn)，其中包括對基于IXP425 PCI插卡的介紹和其驅動程序的實現(xiàn)，以及詳細介紹了cache的管理，包括分布式的實現(xiàn)，cache塊的讀寫以及cache的一致性。最后介