UStore:面向新型硬件的统一存储系统

摘要：

数据规模的爆发式增长使得分布式存储广泛应用,长期以来分布式存储直接使用本地文件系统访问本地存储资源,随着高性能NVMe?SSD、持久内存(persistent?memory,PMEM)、异构加速设备的出现,本地文件系统难以发挥新型器件的特性和性能优势.?现有很多研究针对SSD或者PMEM的硬件特性在软件层面进行优化和改进.?然而,这些工作兼容性和扩展性差,不能灵活适配硬件环境变化,缺乏面向新型硬件的统一解决方案.?提出了一种兼容多种存储介质的统一存储系统UStore,可根据业务场景灵活选择存储介质,并针对PMEM、KVS加速卡、NVMe?SSD等典型硬件进行组合设计优化,充分利用其硬件特性,满足多层次的业务需求;通过一种与物理存储介质形态解耦的元数据设计,使其适应不同硬件的性能和原子更新能力差异,实现灵活的元数据存储策略;通过高效的数据管理机制和更新策略,实现无日志的数据原子写保证,消除了现有系统的写放大以及性能抖动等问题.实验结果表明,相比于BlueStore,UStore的4KB随机读性能提升了3.2倍,4KB随机写提高了8.2倍,3种典型硬件组合下UStore表现出与之相匹配的数据访问特征,充分发挥了存储硬件的特性和性能.

关键词：持久性内存、NVMe SSD、分布式存储、元数据、原子写

所属期刊栏目：60

分类号：TP316(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研发计划2021YFB3101100

在线出版日期：2023-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：525-538