分布式闪存系统的损耗均衡研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zoufan20007
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由于NAND Flash的低访问延迟和低能耗等优点,伴随着其容量的不断增长,越来越多的服务器采用闪存作为存储器。然而,不同存储服务器之间的I/O负载不均衡造成了各闪存服务器之间的损耗不均衡,导致闪存寿命缩短,影响系统的耐久性和可靠性。另外,损耗不均衡主要是写访问不均衡所致,损耗严重的服务器会有更多的垃圾回收,导致响应时间变长,使其成为系统性能瓶颈。为了均衡分布式闪存系统中各服务器之间的损耗,提出了基于一致性哈希的数据动态重定向损耗均衡技术。首先,该技术动态地将损耗严重的服务器上的热数据重定向到损耗轻的服务器,来加速损耗轻的闪存服务器的损耗,将损耗轻的服务器上的冷数据重定向到损耗严重的服务器,来减缓损耗严重的闪存服务器的损耗,这样来均衡各个闪存服务器之间的损耗。其次,该技术利用热数据的频繁更新特点,针对闪存异地更新的特性,对热数据不直接迁移,而是采用延迟迁移的策略,在其更新时写到目的节点上,这样减少了迁移数据量,减小了写放大和数据迁移带来的额外损耗,同时对热数据采用延迟迁移不会影响系统的正常访问。通过flash-sim来仿真闪存,实现了分布式闪存系统,在此基础上,实现了基于一致性哈希的数据动态重定向损耗均衡技术。实验测试表明,使用该损耗均衡技术,能够使各服务器之间的写负载和损耗变得均衡,同时对热数据的延迟迁移可以减少将近40%的数据迁移,降低了额外损耗,使得服务器的平均损耗最小。
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