中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明

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1、中国科学技术大学硕士学位论文文件系统中元数据更新关键技术的研究作者姓名：韩春晓学科专业：计算机应用导师姓名：龚育昌教授完成时间：2008-5-9ResearchofKeyTechniquesinFileSystemMeta-dataUpdateUniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’sdegreeAuthor’sName：HanChunxiaoSpeciality：ComputerApplicationSupervisor：Prof.GongYuch

2、angFinishedTime：May9,2008中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文

3、。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：___________年月日摘要摘要文件系统是存储系统的重要组成部分之一，随着用户对数据存储可靠性要求的不断提高，文件系统可靠性的研究也越来越受到重视。元数据更新是文件系统设计的核心问题之一。元数据更新机制决定了文件系统在崩溃的情况下能否恢复到一致的状态。现有的元数据更新技术主要有日志、日志结构化及软更新。这些元数据更新技术在提高文件系统可靠性的同时，也导致了文件系统I/O性能的损失。本文主要针对基于磁盘的日志文件系统和采用日志结构化设计的Flash文件系统，主要贡献是分析现有元数据更

4、新机制中存在的I/O性能瓶颈并提出了改进方案，然后通过实验量化验证了分析的正确性和改进方案对I/O性能的提升，所做的主要工作包括：1，以ext3为例详细介绍和分析了日志文件系统的设计和实现，针对ext3日志功能设计和实现中的不足，提出了相应的改进方案以消除性能瓶颈，并通过实验数据验证了分析的正确性和改进的有效性；2，针对Flash文件系统中元数据更新引起的损耗均衡问题，以JFFS2文件系统为例详细介绍和分析了日志结构化的设计思想及其在Flash文件系统中的应用，以UBIFS文件系统为例介绍和分析了损耗均衡算法的设计与实现；3，通过实

5、验数据验证了关于损耗均衡对系统I/O性能的影响的分析，提出了一种综合考虑Flash可用空间以及系统I/O负载的自适应损耗均衡算法，并通过实验数据验证了分析的正确性和算法改进的有效性。关键词:文件系统元数据更新日志Flash文件系统损耗均衡VII摘要AbstractFileSystemisoneofthemostcrucialcomponentsofStorageSystem.ThereliabilityofFileSystembecomeshottopicinrecentyearsduetothegrowingdemandofdat

6、aintegrityinStorageSystem.Meta-dataUpdateisthekeyproblemtoabilityoffilesystemtoquicklyandreliablyrecoverfromcorruption.Existingmeta-dataupdatemechanismsincludejournalingfilesystem,log-structuredfilesystemandsoftupdate.Thedefectofthesetechniquesisthattheygreatlyenhancef

7、ilesystemreliabilityattheexpenseofI/Operformancelosses.Worksdoneinthisthesismainlyfocusondisk-basedjournalingfilesystemandlog-structuredFlashfilesystem,thecontributionsofthisthesisarethatI/Obottlenecksinexistingmeta-dataupdatemechanismsareanalyzed,improvementschemesare

8、proposedtofixtheseI/Obottlenecks.Workinvolvedinthisthesisincludes:1,atypicaljournalingfilesystem-ext3isanalyzed,andse