计算机研究与发展

作者：陈波,陆游游,蔡涛,陈游旻,屠要峰,舒继武,

关键词：持久性内存, 远程直接内存访问, 一致性, 操作日志, 分布式文件系统,

持久性内存(persistentmemory,PM)和远程直接内存访问(remotedirectmemoryaccess,RDMA)具有高带宽、低延迟的硬件性能，这为设计高性能的分布式存储系统提供了新的机遇.然而，它们这些新的特性为高效的数据一致性管理引出了诸多问题：一方面，持久性内存数据一致性依赖于CPU主动执行硬件指令刷写缓存实现，而这类指令开销极高，严重影响CPU处理性能；另一方面，RDMA在服务器端CPU不参与的情况下直接读写服务器端内存，因此服务器端CPU无法主动感知数据写入事件以执行数据刷写操作，一旦系统崩溃会造成数据不一致的问题.针对以上2个问题，提出一种分布式持久性内存文件系统的一致性机制(crashconsistencymechanism，CCM)：首先设计实现了基于操作日志的一致性保障策略，通过将每次操作的元信息记录至日志，并持久化，以保障系统的一致性状态；其次，设计了一种客户端对服务器端的远程写一致性策略，在完成数据传输的同时使服务器端CPU主动执行数据刷写；最后实现了一种服务器端的数据异步持久化，以提高系统的处理能力.测试结果表明，基于CCM的文件系统写吞吐可达到网络裸带宽的88%.相比于现有系统Octopus，CCM性能下降控制在1%以内.

来源：2020年第3期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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