基于持久內(nèi)存文件系統(tǒng)的可擴(kuò)展性優(yōu)化研究.pdf

1、存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存Storage Class Memory既具有內(nèi)存的低延遲和隨機(jī)存取的特性，又具有類似磁盤、固態(tài)盤等存儲(chǔ)設(shè)備的可持久存儲(chǔ)特性，被認(rèn)為是未來計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)發(fā)展的重要趨勢而逐漸被越來越多的研究機(jī)構(gòu)所關(guān)注。
　　受保護(hù)的持久內(nèi)存文件系統(tǒng)（Protected and Persistent RAM File System，簡稱PramFS）是一種基于嵌入式非易失性內(nèi)存的linux開源文件系統(tǒng)。由于PramFS針對的平臺(tái)是嵌入式系統(tǒng)，將

2、其直接應(yīng)用在桌面或者服務(wù)器存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存系統(tǒng)中，存在非常嚴(yán)重的擴(kuò)展性問題。因此本文以PramFS為基礎(chǔ)，從文件目錄結(jié)構(gòu)和文件索引結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)具有良好可擴(kuò)展性的面向存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存的文件系統(tǒng)SPFS（Scalable Persistent RAM FileSystem）。
　　首先針對PramFS采用多級(jí)雙向鏈表的結(jié)構(gòu)組織文件目錄，這種組織方式不適用于現(xiàn)代文件系統(tǒng)，本文中SPFS使用平衡二叉樹形目錄結(jié)構(gòu)替代原有鏈表結(jié)構(gòu)。樹結(jié)構(gòu)中

3、以哈希值作為鍵值，同一目錄下不同鍵值索引節(jié)點(diǎn)以樹形結(jié)構(gòu)管理，相同鍵值以鏈表結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織。SPFS采用設(shè)置哈希表輔助索引節(jié)點(diǎn)查詢，每次元數(shù)據(jù)查詢先通過查詢哈希表中表項(xiàng)獲取索引節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)號(hào)，如果哈希表中不存在所查找節(jié)點(diǎn)則進(jìn)入到樹目錄結(jié)構(gòu)中進(jìn)行查找。優(yōu)化方案有效地增加查找的速度，提高文件名映射效率。其次，文件索引結(jié)構(gòu)是指文件在外存的存儲(chǔ)組織形式，SPFS采用索引表的方式將邏輯地址映射到物理存放地址，通過元數(shù)據(jù)中層級(jí)信息存儲(chǔ)文件索引結(jié)構(gòu)的高度，從