基于请求类型io路径优化研究与实现

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容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和汇编本学

2、位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密口（请在以上方框内打n学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年刀日日期：年刀日摘要I/O路径中的软件层延迟已逐渐成为存储系统的瓶颈。尤其在iSCSI存储系统中，目标端使用越来越多、甚至越快的设备构成目标节点，通过IP协议被发起端系统当做一个虚拟本地块设备进行访问。发起端对挂载的目标设备发起的I/O请求都无区分地互斥进入请求队列，采用统一调度方式处理。发起端的单一请求队列阻碍了目标端系统发挥多个设备多个队列的服务能力，同时请求端的请求到达目标端后会被重新请求，发起端系统在将请求送入iSCSI层前存在着不必要的处理延迟。基于不同类型请求的特点

3、和重要性，以及目前iSCSI存储系统中单一请求队列的瓶颈问题，本文提出了分离数据与元数据请求队列处理I/O请求的方法。为每个SCSI逻辑设备设置数据请求队列与元数据请求队列，后者专门用来处理元数据请求，且对不同的请求队列采用不同的处理方式。根据元数据请求粒度小、实时性强、请求分布分散的特点，元数据请求队列采用立即处理方式，请求不经I/O调度层，不在队列中延迟，直接下发到磁盘驱动器；对请求粒度大，频度相对低，分布集中的数据请求，采用经过I/O调度层，在请求队列中蓄流一段时间，泄流后再下发到磁盘驱动器的方式。达到不同类型请求区分对待，同时缓解设备单一请求队列锁瓶颈问题，增强I/O不同层次请求处理的

4、并行性。实验测试表明，区分数据与元数据请求队列，不同队列请求采用不同处理方式的方案能够提升I/O的读写性能。关键词：iSCSI存储系统；I/O性能；I/O请求队列；元数据请求AbstractWiththedevelopmentofhardwarestorage,Softwaredelayshavebecomethebottlenecktotheoverallstoragesystem.Particularly,iniSCSI-basedstoragesystem,morefesterdisksinthetarget-endsystemareconfiguredtomakeupatargetno

5、deandmountstotheinitiator-endsystemviaIPnetworks.Theinitiator-endsystemtreatestheremotedevicesasalocallyaccesseddevice.ButtherearesingleI/Orequestqueueintheinitiator-endsystemandrequestsinitiatedbytheinitiator-endsystemwillgothroughthetraditionalsingleI/Opathbeforetheyarerequestedbythetarget-endsyst

6、em,whichcannotexploittheserviceabilityofthetargetmulti-disksadequately.Besides,thereexistunnecessarysoftwaredelaysintheinitiator-endsystembecausedevicesintheinitiator-endsystemarevirtualandwhentheI/Orequestsaresenttothetarget-endsystemtheywillbere-requestedtotheactualdevice.Thispaperintroducesthemet

7、adata-requestqueuetohandlemetadataI/Orequestsandschedulingdiffersfromtherequestqueuethatexistsintheinitiator-endsystemofiSCSI-basedstoragesystem,giventhedifferentcharacteristicsofmetadataanddataI/Oreq