面向网络与存储的融合IO设备模拟器
文献类型：学位论文
| 作者 | 黎斐南 |
| 答辩日期 | 2017-05-26 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 霍志刚 |
| 关键词 | 设备融合 模拟器 Key-value存储 可编程硬件 |
| 学位专业 | 其它专业 |
| 英文摘要 | 在现有的计算机系统结构中，要实现跨节点的数据存储操作，数据往往需要先后经过本地网卡、远程网卡、远程内存才能到达远程存储设备。这一过程通常还需要远程节点操作系统和应用软件的参与才能完成。随着硬件技术的发展，存储设备的访问延迟大大下降。为了进一步降低跨节点数据传输延迟，充分发挥新式存储设备的性能优势，本文设计了面向网络与存储的融合IO设备模型UIO以简化跨节点数据存储的传输通路，并加入了辅助计算功能以扩展其适用场景。 本文的主要工作和贡献包括： 1. 提出了一种融合存储和网络功能的设备模型——UIO设备模型。UIO设备在同一设备中融合了存储和网络功能，通过让多个功能模块共享设备中的内存和数据通路以简化数据的传输路径，降低数据的传输延迟。 2. 设计了基于UIO设备模型的辅助计算模块。在不同的场景中，网络与存储设备之间传输的数据需要经过不同的处理。UIO设备模型通过在设备中加入辅助计算功能实现数据处理操作，并把辅助计算模块分为处理设备间数据分布和存储介质格式转换的两个部分。通过辅助计算功能，UIO设备可以提供高级语义，避免用户接触设备底层模块细节。通过与可编程硬件的结合，可以让用户定制辅助计算模块，提高UIO设备的处理效率，扩展其应用场景。 3. 设计并实现了面向key-value存储系统的UIO设备模拟器，以验证UIO设备模型的效果。该模拟器根据key-value存储系统定制了UIO设备接口和辅助计算模块，让用户可以通过put、get指令操作设备。在模拟测试中，使用4KB长度value的情况下与传统数据通路进行了对比，远程put延迟可以降低31%，远程get延迟可以减少20%，但是本地put延迟会增加19%，本地get延迟会增加18%。如果综合指令延迟和指令使用频率对整体的存储操作延迟进行分析，UIO设备在目标场景中预期可以取得比传统数据通路更低的延迟。 |
| 学科主题 | 计算机系统结构 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2017-06-27 |
| 源URL | [http://ictir.ict.ac.cn/handle/311040/2678]  |
| 专题 | 中国科学院计算技术研究所学位论文_2017硕士 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黎斐南. 面向网络与存储的融合IO设备模拟器[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：计算技术研究所
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