《持久性記憶體存儲系統關鍵技術研究》是2023年機械工業出版社出版的圖書，作者是陳游旻。
基本介紹
- 書名：持久性記憶體存儲系統關鍵技術研究
- 作者：陳游旻
- 類別：計算機
- 出版社：機械工業出版社
- 出版時間：2023年1月
- 頁數：276 頁
- 定價：52 元
- 開本：32 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787111714033
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
存儲系統作為數據的載體，在應對爆炸式增長的數據時面臨嚴峻的挑戰；同時，人工智慧等新型套用還對存儲系統的吞吐率、延遲、擴展性等性能指標提出了極為嚴苛的要求。新型持久性記憶體具有位元組可定址、數據掉電不丟失、性能高等硬體特性，這為構建高性能存儲系統帶來了新的機遇。然而，持久性記憶體具有極低的訪問延遲，這使得傳統存儲系統的軟體開銷占比日益凸顯；並且，持久性記憶體特殊的硬體屬性難以被存儲系統軟體感知，從而導致其性能優勢難以被充分發揮。為此，本文重新思考了基於持久性記憶體的存儲系統架構方式，並在作業系統、網路系統、存儲軟體等不同層次展開了研究。
圖書目錄
第1章 引言
1.1 研究背景與意義 1
1.2 持久性記憶體存儲系統概述 5
1.2.1 持久性記憶體與RDMA技術 5
1.2.2 持久性記憶體存儲系統發展趨勢 8
1.2.3 關鍵問題與挑戰 10
1.3 研究內容與主要貢獻 13
1.3.1 研究內容 13
1.3.2 主要貢獻 16
1.4 本書組織結構 19
第2章 相關工作
2.1 基於持久性記憶體的單機存儲系統 20
2.1.1 精簡化的存儲軟體棧設計 21
2.1.2 持久性記憶體編程模型 25
2.1.3 小結 27
2.2 基於RDMA的分散式系統 28
2.2.1 基於RDMA的鍵值存儲系統 29
2.2.2 基於RDMA的事務系統 31
2.2.3 小結 32
2.3 分散式持久性記憶體存儲系統 33
2.3.1 訪問模式抽象 33
2.3.2 I/O路徑最佳化 35
2.3.3 小結 36
第3章 Kuco：用戶態與核心態協同的檔案系統架構
3.1 概述 37
3.2 研究動機 41
3.3 Kuco總體設計 46
3.3.1 總體架構概述 46
3.3.2 協同索引 48
3.3.3 兩級鎖 52
3.3.4 三階段寫協定 54
3.3.5 版本讀協定 55
3.4 KucoFS實現細節 58
3.4.1 數據布局 58
3.4.2 崩潰一致性及恢復 59
3.4.3 防寫 62
3.4.4 讀保護 63
3.4.5 記憶體映射I/O 64
3.5 實驗和性能評估 64
3.5.1 實驗環境設定 65
3.5.2 最佳化技術效果分析 65
3.5.3 Filebench基準測試 74
3.5.4 Redis真實套用 76
3.6 本章小結 77
第4章 ScaleRPC：面向連線分組的分散式記憶體通信機制
4.1 概述 79
4.2 研究動機 82
4.2.1 RDMA擴展性問題 82
4.2.2 成因分析 83
4.2.3 現有的RDMA擴展性解決方案 86
4.3 ScaleRPC架構設計 88
4.3.1 總體描述 88
4.3.2 連線分組 89
4.3.3 虛擬映射 91
4.3.4 ScaleRPC部署的幾點考慮 94
4.4 實驗和性能評估 95
4.4.1 實驗環境設定 95
4.4.2 總體性能評估 97
4.4.3 內部最佳化機制分析 101
4.4.4 敏感性分析 103
4.5 ScaleRPC在真實場景下的套用 105
4.5.1 基於ScaleRPC的分散式檔案系統 105
4.5.2 基於ScaleRPC的分散式事務系統 107
4.6 本章小結 113
第5章 Plor：融合悲觀鎖與樂觀讀的並發控制協定
5.1 概述 114
5.2 背景介紹和研究動機 118
5.2.1 兩階段鎖 118
5.2.2 樂觀並發控制 119
5.2.3 研究動機 120
5.3 Plor概述 125
5.4 總體架構 127
5.4.1 Plor並發控制協定 127
5.4.2 原子鎖 134
5.4.3 隨機指數退避策略 136
5.5 Chronus實現細節 137
5.6 實驗和性能評估 139
5.6.1 實驗環境設定 140
5.6.2 高衝突負載 142
5.6.3 低衝突負載 147
5.6.4 敏感性分析 148
5.7 本章小結 155
第6章 FlatStore：基於日誌結構的鍵值存儲引擎
6.1 概述 156
6.2 背景介紹和研究動機 160
6.2.1 部分工業級負載的典型特徵 161
6.2.2 粒度不匹配問題分析 161
6.2.3 傲騰持久性記憶體硬體特性分析 163
6.2.4 問題與挑戰 164
6.3 FlatStore架構設計 165
6.3.1 總體描述 166
6.3.2 壓縮日誌格式及分配器 167
6.3.3 水平批量持久化技術 173
6.3.4 日誌清理 177
6.3.5 系統恢復 178
6.4 FlatStore實現細節 180
6.4.1 基於哈希索引的FlatStore-H 180
6.4.2 基於樹狀索引的FlatStore-M 181
6.5 實驗和性能評估 181
6.5.1 實驗環境設定 181
6.5.2 YCSB微觀基準測試 183
6.5.3 FacebookETC負載測試 187
6.5.4 多核擴展性測試 188
6.5.5 內部最佳化機制分析 189
6.5.6 日誌清理性能分析 193
6.6 本章小結 194
第7章 總結與展望
7.1 分散式持久性記憶體存儲系統的構建及關鍵技術 195
7.1.1 TH-DPMS總體架構 196
7.1.2 TH-DPMS系統測試及關鍵技術驗證 201
7.2 主要研究工作總結 207
7.3 未來研究展望 210
作者簡介
陳游旻，清華大學博士後，於2016年在北京航空航天大學沈元榮譽學院獲得工學學士學位，並於2021年在清華大學計算機科學與技術系獲得工學博士學位。主要研究方向包括基於新型硬體的高性能存儲系統設計、數據中心處理器調度及尾延遲最佳化、新型持久性記憶體硬體安全等。在FAST、ASPLOS、USENIX ATC、EuroSys、SIGMOD、VLDB等國際會議及ACM TOS、IEEE TC等期刊上發表論文10餘篇，申請專利10餘項。曾獲得CCF科學技術獎技術發明一等獎、華為首屆奧林帕斯獎及百萬懸紅、2019~2020年國家獎學金、2020年度阿里雲優秀論文產業獎等；博士學位論文曾獲得2021年度CCF優秀博士學位論文獎、ACM ChinaSys優秀博士學位論文獎、清華大學優秀博士學位論文獎等；博士後期間得到了中國博士後創新人才支持計畫（博新計畫）、清華大學“水木學者”計畫等的資助。
