Loading...

OS-level Data Tiering to Improve Performance of RAID Arrays

Salkhordeh Haghighi, Reza | 2013

920 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 44628 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Asadi, Hossein
  7. Abstract:
  8. Storage is well-known as the performance bottleneck in I/O intensive programs such as online transaction processing applications; thus designing a cost-effective high performance disk subsystem is a major concern in enterprise applications. Data tiering is an efficient way to optimize cost, performance, and reliability in storage servers. With the promising advantages of Solid State Drives (SSDs) over Hard Disk Drives (HDDs) such as lower power consumption and higher performance , traditional data tiering techniques should be revisited in order to use SSDs in a more efficient way. This thesis presents a data tiering technique at the Operating System (OS) level to enhance system performance with minimal cost overhead.The proposed technique characterizes the workload access pattern with respect to metadata versus user data, frequency of accesses, random versus sequential accesses, and read versus write accesses. The proposed data tiering technique has been implemented on a Linux 3.1.4 equipped with ext2 filesystem. The experimental results over I/O intensive workloads show that the proposed technique can improve performance up to 23% as compared to the conventional tiering techniques and up to 72% as compared to running on HDD while placing only 5% of data blocks on SSD
  9. Keywords:
  10. Operating System ; Efficiency ; Metadata ; Data Tiering ; Solid State Disk Drive

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست شکل‌ها
  • فهرست جدول‌ها
  • مقدمه
  • پیش‌زمینه
    • پشته ورودی/خروجی
      • لایه فایل سیستم
      • فراداده
      • لایه میانگیر
      • لایه قطعه‌بندی ورودی/خروجی
    • دیسک‌های حالت جامد
      • ساختار داخلی حافظه فلش
      • تراشه‌های یک سطحی و چند سطحی
      • لایه ترجمه فلش
      • ناسازگاری دیسک‌های حالت جامد با ساختار فایل سیستم
    • رده‌بندی داده
  • کارهای مرتبط پیشین
    • بهبود کارایی با بررسی ساختار داخلی دیسک‌ها
    • استفاده از دیسک حالت جامد به عنوان حافظه نهان
    • رده‌بندی داده
    • فراداده
      • بررسی میزان درخواست‌های فراداده
      • تشخیص درخواست‌های مربوط به فراداده
  • معماری پیشنهادی
    • معماری درونی سامانه رده‌بندی
      • ارسال‌کننده درخواست‌ها
      • جدول نگاشت
      • جدول اطلاعات دسترسی
      • مدیر مهاجرت
    • تأمین جامعیت داده
      • درستی انتقال داده میان لایه‌ها در کارکرد عادی سامانه
      • سازگاری داده در هنگام بروز اشکال
    • سربار سامانه رده‌بندی
      • سربار حافظه اصلی
      • سربار دیسک
    • قطعه‌بندی فضای آدرس
    • مقایسه معماری پیشنهادی با کارهای پیشین
  • پیاده‌سازی و نتایج
    • ضبط درخواست‌های فراداده
    • ابزارهای مورد استفاده برای توسعه و آزمون سامانه رده‌بندی داده
    • سامانه مورد استفاده برای اجرای آزمون
    • بارهای کاری مورد استفاده برای ارزیابی سامانه رده بندی داده
      • برنامه Postmark
      • برنامه HammerDB
      • برنامه FileBench
    • نتایج آزمون کارایی سامانه رده‌بندی داده
      • بارکاری پست الکترونیک
      • بارکاری TPC-C
      • بارکاری TPC-H
      • بارکاری کارگزار وب
    • بررسی تأثیر اندازه قطعات داده بر کارایی سامانه
    • بررسی تأثیر روش‌های اولویت‌دهی پیشنهادی بر کارایی سامانه
      • اولویت‌دهی به درخواست‌های تصادفی
      • اولویت‌دهی به درخواست‌های خواندن
      • اولویت‌دهی به درخواست‌های فراداده
  • نتیجه‌گیری و کارهای آتی
  • مراجع
  • واژه‌نامه انگلیسی به فارسی
  • واژه‌نامه فارسی به انگلیسی
...see more