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MN-cache缓存系统的设计与实现

时间:2019-07-15 13:36作者:曼切
本文导读:这是一篇关于MN-cache缓存系统的设计与实现的文章,随着云计算系统的不断发展, 出现了各种类别的云存储子系统, 便能发现虚拟机持久化的级别存储服务。为了方便采集和管理各项存储数据, 增强数据的存储能力, 降低其管理存储负担, 可以合理使用Cinder、EBS等软件。

  摘    要: 现如今, 网络技术突飞猛进, 云计算背景下块级别网络磁盘缓存功能不断上升, 其负载功能也日益增强, 这直接影响到I/O具体功能的使用。因此需要优化M N—cache多节点的块级别网络磁盘缓存系统, 本文详细探讨了MN-cache缓存系统的设计和功能机构。

  关键词: 云计算; 网络磁盘; 缓存技术;

  0、 引言

  随着云计算系统的不断发展, 出现了各种类别的云存储子系统, 便能发现虚拟机持久化的级别存储服务。为了方便采集和管理各项存储数据, 增强数据的存储能力, 降低其管理存储负担, 可以合理使用Cinder、EBS等软件。就云计算系统而言, 虚拟机不断增长, 云存储服务功能也不断强化。受网络宽带和子系统自身性能的影响, 存储系统I/O性能不断下降, 直接影响到虚拟机的实际运行。

  为了解决网络存储系统的稳定性, 在计算云计算节点过程中, 其缓存设备便是本地磁盘, 从而不断提高云存储系统的整体功能, 从而实现虚拟机的高效稳定运行。本地客户端磁盘缓存系统包括这些x C achefs、CAPFS、IBMAFS、SUNNF内容。

  1、 MN-cache缓存系统的设计与实现

  本文重点解读了云计算系统中MN—cache缓存系统的组织结构, 并具体描述了该系统的运行细节, 合理运用这些数据实现各种通信, 详细介绍MN—cache缓存系统的两种写入方法, 以便达成写回策略和直达策略。

  1.1、 规划系统架构

  当前云计算系统喜欢共享网络存储卷, 经常运用虚拟机实例。它们属于不同的数据中心, 其网络存储卷I/O性能有待提高, 因此需要优化多节点块级别网络缓存系统。从而共享局域网内的缓存数据, 提高网络存储性能。在Linux D e—vice M apper的基础上, 不按优化M N—cache缓存系统, 它包含缓存客户端和元数据服务器这两部分。缓存客户端主要是具体实际的缓存功能, 主要是运用各种磁盘, 利用原数据服务器实现缓存功能。元数据服务器可以为各种缓存客户端提供各种缓存情况, 方便检测各种功能, 从而保持与缓存客户端的一致性, 优化各种元数据。

MN-cache缓存系统的设计与实现

  单个元数据服务器端节点和多个缓存客户端节点共同组成了M N—cache缓存系统, 同个局域网内部包含了所有节点。要想将iSCSI协议连接到局域网内, 需要利用源存储磁盘外油网络, 共享使用各种节点。其他缓存客户端节也是通过这种模式, 依次读写各项远端缓存数据。下图便是系统的缓存系统结构图 (如图1所示) 。

  图1 MN-cache缓存系统架构
图1 MN-cache缓存系统架构

  1.2、 设计缓存系统

  一般来说, 缓存客户端和元数据服务器共同组成了MN-cache缓存系统, 缓存客户端主要在内核态下运行, 元数据服务器主要在用户状态下运行。配置的初始化、同步元数据、查询缓存命中共同组成了元数据服务器, 其主要负责整理各种客户端的原始数据, 定期查询缓存命中服务。

  在配置元数据初始化服务器的过程中, 及时记录了恶缓存块的多少、具体数量、缓存写入策略、IP地址、缓存客户端节点编号这些内容。

  同步更新元数据时, 储存各缓存客户端节点时, 及时查询相关部分元数据, 元数据服务器可以及时接收各缓存客户端的元数据, 及时更新服务器的元数据, 如图2。

  图2 元数据服务器的实现
图2 元数据服务器的实现

  及时查询命中缓存, 各个缓存客户端可以使用元数据服务器及时查询命中缓存。接受到缓存客户的需求后, 返回到查询结果, 保持客户端原始数据和元数据服务器的步调一致。合理运用udp通信协议便能及时查询缓存命中。

  实际缓存操作时, 缓存客户端具体负责缓存功能。缓存客户端具体操作时应该遵循以下三个方面。首先配置初始化, 缓存客户端的初始化进程中需要根据缓存写入方法、缓存块的大小, 及时缓存各种参数, 再次, 同步元数据, 内核内存中一般存有各种本地缓存元数据信息。及时查询缓存命中的部分元数据, 及时推进元数据的同步进行。当缓存客户端缓存的原始数据发生变化后, 及时向元数据服务器发送各种数据, 同步更新各种信息。缓存客户端根据元数据服务器的需求, 及时修改各种缓存数据。

  实现缓存, 为了正常运行缓存功能, 可以使用L inux D evice M apper机制及时缓存客户端。虚拟磁盘设备带有基本缓存功能, 包含了源存储磁盘、多个远端缓存磁盘、本地缓存磁盘这几个方面。

  1.3、 数据通讯设计

  各缓存客户端和元数据服务器共同构成了MN—cache缓存系统, 同步元数据, 查询缓存命中。同步元数据包括了缓存客户端和服务器端更新各种数据。查询本地缓存和远端缓存共同构成了查询缓存命中等步骤。具体缓存客户端时可以及时查询本地缓存系统, 及时查询缓存客户端内部的元数据信息。

  1.4 缓存写入策略

  具体进行写入操作时, 写回和写直达两种写入操作共同组成了M N—cache缓存系统, 用户可以根据自身需求随时更改写入策略。具体使用写直达策略时, 远端源存储磁盘可以记录所有块I/O这种数据, 这种数据如果直接被记录到源存储磁盘中, 缓存磁盘的功能并不能得到正确发挥。写入策略需要保证源存储磁盘和缓存磁盘的一致。一旦缓存客户端节点出现意外时, 需要保证数据的准确。

  2、 分析MN-cache缓存系统的具体性能

  2.1、 读取操作耗时

  这篇文章主要分析了对读操作的三种不同操作结果。具体来说包括以下三个方面:读命本地缓存磁盘、读命远端缓存磁盘、未命中缓存。

  针对本地缓存磁盘读命中的具体实际情况, 具体读取操作时的总时间消耗包含以下两个方面。其一便是缓存客户端处理I/O需要查询本地缓存元数据, 查询具体时间消耗时可以参考本地命中抢矿。消耗具体数据的读取时间时, 可以参考本地缓存磁盘。下面便是读取操作总时间的消耗公式如下:

  2.2、写入操作耗时

  三种不同的结果共同组成了写直达策略, 本文重点分析了这三种情况。根据本地缓存磁盘的写命中情况, 详细阐述操作的总时长消耗。具体来说包括以下三方面。本地缓存客户端消耗的具体时间, 写入源存储磁盘所花费的时间, 更新元数据到元数据服务器具体消耗的时间。总的来说, 写操作的总时间消耗公式如下:

  3、评估MN-cache缓存系统的实验数据

  本文详细分析了读操作测试、写直达操作测试、写回操作测试, 并进行了各种实验。就写回操作测试而言, 可以具体测试无缓存和缓存这两种情, 具体测试远端重读、本地重读、写等各种测试。分析各种数据后发现, 运用MN-cache缓存系统能提高源存储磁盘的整体性能, 其性能也会下降68%, 本地重写情况下其性能可以优化9倍, 远端重写情况下性能可以降低33%。

  4、结语

  M N—cache主要适用于多节点的块级别网络缓存系统, 可以大量运用在云计算缓存系统中。本文详细讨论了该系统读取操作、写入操作的耗时时间, 不断优化云存储系统性能。针对缓存过程的具体耗时情况, 改进缓存客户端和元数据的工作效率, 促进该系统的良性运行。

  参考文献

  [1]徐海军.大数据下的证券云应用与安全[D].郑州大学, 2018.
  [2]朱帅.基于FastDFS的云存储文件系统性能优化设计与实现[D].东南大学, 2017.
  [3]李磊.高性能存储的不间断服务系统研究与搭建[D].华南理工大学, 2017.
  [4]王菁.基于虚拟化技术的多媒体桌面交付系统研究与设计[D].吉林大学, 2015.
  [5]沈之强.云存储系统中的网络缓存关键技术研究[D].杭州电子科技大学, 2015.
  [6]冷志强.基于分布式文件系统GlusterFS的横向扩展云存储的研究与实现[D].复旦大学, 2014.

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