一種基于PCI插卡的分布式cache的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，千兆以太網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用是Internet發(fā)展的必然趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率已經(jīng)不再是數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，服務(wù)器的性能將是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。和文件服務(wù)器類似，流媒體服務(wù)器主要的工作是將本地的文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給客戶。這類服務(wù)器在運(yùn)行過(guò)程中必然產(chǎn)生大量I/O操作，而磁盤I/O的速率會(huì)很大程度上影響服務(wù)器性能，因此在服務(wù)器操作系統(tǒng)中就引入緩存(cache)機(jī)制提高系統(tǒng)I/O性能，如linux內(nèi)核中的page cache機(jī)制，該機(jī)制就

2、是將剛剛讀過(guò)的數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中以至于下一次讀相同數(shù)據(jù)時(shí)直接從內(nèi)存讀取而不用調(diào)用磁盤驅(qū)動(dòng)，由于內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸率遠(yuǎn)大于磁盤數(shù)據(jù)傳輸率，所以提高了系統(tǒng)性能。 由于內(nèi)存容量的限制，同時(shí)為了提高服務(wù)器I/O性能，在linux-2.6.21內(nèi)核中，提出了一種基于IXP425 PCI插卡擴(kuò)展緩存層次結(jié)構(gòu)來(lái)提高系統(tǒng)的讀I/O性能的系統(tǒng)，稱之為PCI CACHE。通過(guò)IXP425 PCI插卡增加了一級(jí)系統(tǒng)磁盤數(shù)據(jù)緩存，從而擴(kuò)充了整個(gè)系統(tǒng)緩存的容量，

3、減少訪問(wèn)磁盤的頻率，提高磁盤壽命和系統(tǒng)I/O性能。 本文首先介紹了cache和分布式系統(tǒng)一些理論以及幾個(gè)分布式系統(tǒng)和cache系統(tǒng)。然后介紹了linux-2.6.21內(nèi)核中文件讀頁(yè)流程以及page cache機(jī)制。接著介紹了基于PCI插卡的分布式cache的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，其中包括對(duì)基于IXP425 PCI插卡的介紹和其驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)，以及詳細(xì)介紹了cache的管理，包括分布式的實(shí)現(xiàn)，cache塊的讀寫以及cache的一致性。最后介