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1、文章编号:1004-5422(2008)01-0045-03分布式共享存储研究刘祖云,胡进德(湖北楚天广播电视信息网络有限公司,湖北仙桃433000)摘要:针对计算机系统中如何实现存储资源的有效管理问题,比较了紧密耦合的共享存储多处理器和松散耦合的分布式存储多处理器的优缺点,分析了分布式共享存储的发展状况,讨论了分布式共享存储的优点和设计方法,指出了分布式共享存储研究中的几个关键性问题.关键词:分布式共享存储;紧密耦合;松散耦合中图分类号:TP333文献标识码:A共享存储系统就一直是一个很活跃的研究领域,0引言目前已经有多个原型系统实现.随着逐渐接
2、近处理器及存储速度的物理极虽然不同的分布式共享存储系统在设计上不限,用多处理器来增强计算机的处理能力变得越尽相同,但却有共同的结构特征:分布式共享存储来越有吸引力.目前,两种并行处理器较为流行:系统由一组结构相同的处理机节点构成,每个节紧密耦合的共享存储多处理器和松散耦合的分布点主要包括CPU、Cache、存储模块、通信及存储控式存储多处理器.制部件(CMMU),节点间通过高速网络连接;每个一个紧密耦合的多处理器系统包括多个CPU节点中的存储模块是全局物理地址空间的一部及一个全局的物理存储,是单个CPU系统的自然分,分布式共享存储系统提供给用户一个
3、统一的扩展,且比较容易编程.不过,这种类型的多处理逻辑地址空间;CMMU用于控制某一节点访问本器存在一个很严重的瓶颈:通过一条公共总线访地结点还是远地节点,并通过消息完成远地数据问主存,限制了系统规模,而且过多地增加了总线地访问.的负担.但是,松散耦合分布式存储多处理器却没1分布式共享存储系统的特点有这个问题.通过一个高速的互联网络连接起来的一些独立计算机组成了这种系统,如果设计人111分布式共享存储系统的优点员精心设计网络的拓扑结构,这个系统往往可以11111编程的简易性.比一个紧密耦合系统包含更多数量级的处理器.分布式共享存储系统是在松散耦合的
4、分布式但是,这样的系统,并发执行的所有通讯都必须在环境下,实现的一个虚拟的MIMD2SM模型,在这网络上进行,编程模式局限于信息传输方式,这增个模型中的并行计算、进程间通信是通过动态读加了为系统编写程序的难度.取共享存储器中的共享数据进行的,进程间的通分布式共享存储(DSM)系统兼有紧密耦合分信和共享数据对程序员透明,减轻了程序设计者布式系统容易编程和松散耦合分布式系统容易扩的负担.充规模的优点,程序设计人员不必考虑数据分配,11112共享存储编程方式产生的可移植性.编程工作是单机情况的简单扩充,进程迁移和动就目前的软件技术发展水平,我们在设计、实
5、态分配实现简单,而且,可以和松散耦合一样扩大现及使用分布式系统上没有太多的经验,专门为系统规模,当增加处理器的数目时不必考虑CPU分布式系统编写的软件更是非常的少.所以,分布之间的通信.所以,从上世纪80年代开始,分布式式系统的一个研究目标就是能够把现有的适合于收稿日期:2007-11-22.作者简介:刘祖云(1958—),男,工程师,从事电气工程、嵌入式系统研究1·46·成都大学学报(自然科学版)第27卷单机的操作系统移植到分布式系统中.存储访问及分布式数据库管理系统的研究.由于使用“共享存储”是解决“分布式系统软件危种种相似性,这些领域中的许多
6、算法和经验可以机”的一种重要方法.由于在分布式系统中,程序应用于分布式共享存储系统.可见的地址空间是给松散耦合处理器提供的一个一般而言,分布式共享存储系统由下述3种虚拟地址空间,所以面向单一空间的现有的软件方法实现.可以很方便地移植到使用共享存储方式的分布式(1)硬件实现.将传统的缓冲技术扩展为较大系统中.相反,如果使用纯粹的松散耦合系统,则规模的结构.所有的软件都必须经过艰难的过程才能够移植过(2)操作系统及库实现.通过虚拟存储管理机来.制实现共享和一致性.11113分布式存储器的廉价性.(3)编译器实现.通过编译器,将共享访问自分布式系统必然需
7、要大量的存储.和紧密耦动转换成并发和耦合单元.合系统相比,分布式存储的好处是可通过若干相这3种方法都以工作站或者微机的公共网对容量较小的存储的叠加来代替单个海量存储络、专用消息传输机、定制硬件甚至异构系统的方器,从而降低了成本.可以说,这一特点也是继承式设计.具体来说,设计分布式共享存储系统需要了分布式系统的廉价性的特点.考虑以下几方面问题.11114消除硬件瓶颈后的大规模模型.211共享地址空间的结构和粒度分布式系统存在的硬件瓶颈在于通信网络的共享地址空间结构是指存储器中共享数据的容量.分布式共享存储的使用,一方面降低了使用布局方法,它依赖于应用
8、程序类型,地址空间可以单个总线进行数据传输所带来的过载问题;另一是平面的、分段的或物理的.粒度是指共享单元的方面也会依赖于
