L-CACHE：一種虛擬化環(huán)境下基于SSD的緩存去重系統(tǒng).pdf

1、最近十年間，CPU和存儲子系統(tǒng)之間的性能差距越拉越大，使后者成為左右系統(tǒng)性能的主要瓶頸，最終導(dǎo)致計算機利用率低下、間接提高了生產(chǎn)成本。為此存儲領(lǐng)域相繼引入了諸多新技術(shù)，SSD是其中的一個代表，它是一種性能較好的新興存儲設(shè)備，但其造價較高，因此在商業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中通常還是將其作為后端慢速存儲設(shè)備的緩存使用。
　　另一方面，虛擬化技術(shù)使得一臺物理機上可以同時運行若干臺虛擬機，通常數(shù)個虛擬機鏡像之間存在著較大相似性，這主要是因為大多數(shù)虛擬機

2、都運行著相似的操作系統(tǒng)、相似的庫、相似的應(yīng)用程序。但是在實際的生產(chǎn)環(huán)境中，通常是從共享的緩存設(shè)備中為每個虛擬機分配一塊獨立的緩存空間，忽略了不同虛擬機之間數(shù)據(jù)的冗余性，這大幅降低了緩存設(shè)備的利用率。
　　為了解決上述問題，本文設(shè)計與實現(xiàn)了一套以SSD為緩存設(shè)備的緩存去重系統(tǒng)L-CACHE:將熱點數(shù)據(jù)緩存在SSD設(shè)備上，同時融入了去重功能，并以ARC算法為基礎(chǔ)提出了去重感知的Dedu-ARC算法，作為其緩存管理的核心算法。實驗證明L

3、-CACHE相比于傳統(tǒng)緩存系統(tǒng)在讀寫延遲、緩存命中率等方面有著更好的性能。本文主要工作內(nèi)容如下：
　　1.研究分析Linux內(nèi)核Block I/O機制、Device Mapper機制的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　2.從架構(gòu)設(shè)計、緩存組織、I/O處理、替換策略四個方面入手，設(shè)計與實現(xiàn)了L-CACHE緩存去重系統(tǒng)。
　　3.分析ARC算法，論證其在去重場景中的不適用性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計與實現(xiàn)了L-CACHE系統(tǒng)的緩存替換策略Dedu-