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复内核操作系统文件系统的设计与实现
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:《计算机工程与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TP316.4[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西北师范大学计算机科学与工程学院,兰州730070, [2]中国科学院计算技术研究所先进计算机系统研究中心,北京100080
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.61163038,No.61562077,No.61262057)
中文摘要:

随着云计算、大数据进一步的发展,促使提供计算服务的单个节点的硬件性能不断的提升,但数据中心资源利用率较低,且可扩展性较差的问题始终存在。人们试图从各个方面解决这个问题。复内核操作系统Popcorn Linux就是其中一个比较典型的解决方案。文件系统作为操作系统的重要组成部分,直接影响着数据中心应用的执行效率。传统的文件系统因为磁盘控制器的原因,无法移植到复内核操作系统上,从而难以满足新形势下的需求。针对这个问题,提出了一种全新的适用于复内核操作系统的文件系统POPFUSE。该文件系统基于FUSE框架实现,解决了因磁盘控制器有限,多个内核实例无法同时访问磁盘资源的问题,通过共享内存的方式,保证了通信的稳定,提高了文件系统的效率,进而促进了多个内核的操作系统整体性能的提升。

英文摘要:

With the increased resource density especially the many-core architecture in a single server, the scalability of an Operating System(OS)and low resource utilizations become serious problems. Operating system researchers have made many efforts in solving these problems by running multiple kernels within a server, including a replicated kernel OS, Popcorn Linux. But for cloud and big data applications, the file system plays an important role in data storage, which is not implemented in Popcorn Linux. It is because file systems in the traditional single-kernel operating system cannot be directly ported to a replicated kernel OS. A new file system is designed for Popcorn Linux. This paper proposes a method of realizing a user space file system, POPFUSE, based on the FUSE(Filesystem in User Space)framework, which allows all kernels to access their respective file systems without needing directly attached disk controllers. The stability of the communication is guaranteed by the way of sharing memory, and that also improves the efficiency of the file system. The paper conducts extensive evaluations on the performance of POPFUSE. The experimental results show that the overall performance of the multi-kernel operating system is improved when using POPFUSE compared to NFS(Network File System).

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887