持久性內(nèi)存存儲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

第1章 引言
1.1 研究背景與意義 1
1.2 持久性內(nèi)存存儲系統(tǒng)概述 5
1.2.1 持久性內(nèi)存與RDMA技術(shù) 5
1.2.2 持久性內(nèi)存存儲系統(tǒng)發(fā)展趨勢 8
1.2.3 關(guān)鍵問題與挑戰(zhàn) 10
1.3 研究內(nèi)容與主要貢獻(xiàn) 13
1.3.1 研究內(nèi)容 13
1.3.2 主要貢獻(xiàn) 16
1.4 本書組織結(jié)構(gòu) 19
第2章 相關(guān)工作
2.1 基于持久性內(nèi)存的單機(jī)存儲系統(tǒng) 20
2.1.1 精簡化的存儲軟件棧設(shè)計 21
2.1.2 持久性內(nèi)存編程模型 25
2.1.3 小結(jié) 27
2.2 基于RDMA的分布式系統(tǒng) 28
2.2.1 基于RDMA的鍵值存儲系統(tǒng) 29
2.2.2 基于RDMA的事務(wù)系統(tǒng) 31
2.2.3 小結(jié) 32
2.3 分布式持久性內(nèi)存存儲系統(tǒng) 33
2.3.1 訪問模式抽象 33
2.3.2 I/O路徑優(yōu)化 35
2.3.3 小結(jié) 36
第3章 Kuco：用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)協(xié)同的文件系統(tǒng)架構(gòu)
3.1 概述 37
3.2 研究動機(jī) 41
3.3 Kuco總體設(shè)計 46
3.3.1 總體架構(gòu)概述 46
3.3.2 協(xié)同索引 48
3.3.3 兩級鎖 52
3.3.4 三階段寫協(xié)議 54
3.3.5 版本讀協(xié)議 55
3.4 KucoFS實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 58
3.4.1 數(shù)據(jù)布局 58
3.4.2 崩潰一致性及恢復(fù) 59
3.4.3 寫保護(hù) 62
3.4.4 讀保護(hù) 63
3.4.5 內(nèi)存映射I/O 
3.5 實(shí)驗(yàn)和性能評估 
3.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置 65
3.5.2 優(yōu)化技術(shù)效果分析 65
3.5.3 Filebench基準(zhǔn)測試 74
3.5.4 Redis真實(shí)應(yīng)用 76
3.6 本章小結(jié) 77
第4章 ScaleRPC：面向連接分組的分布式內(nèi)存通信機(jī)制
4.1 概述 79
4.2 研究動機(jī) 82
4.2.1 RDMA擴(kuò)展性問題 82
4.2.2 成因分析 83
4.2.3 現(xiàn)有的RDMA擴(kuò)展性解決方案 86
4.3 ScaleRPC架構(gòu)設(shè)計 88
4.3.1 總體描述 88
4.3.2 連接分組 89
4.3.3 虛擬映射 91
4.3.4 ScaleRPC部署的幾點(diǎn)考慮 94
4.4 實(shí)驗(yàn)和性能評估 95
4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置 95
4.4.2 總體性能評估 97
4.4.3 內(nèi)部優(yōu)化機(jī)制分析 101
        敏感性分析 103
4.5 ScaleRPC在真實(shí)場景下的應(yīng)用 105
4.5.1 基于ScaleRPC的分布式文件系統(tǒng) 105
4.5.2 基于ScaleRPC的分布式事務(wù)系統(tǒng) 107
4.6 本章小結(jié) 113
第5章 Plor：融合悲觀鎖與樂觀讀的并發(fā)控制協(xié)議
5.1 概述 114
5.2 背景介紹和研究動機(jī) 118
5.2.1 兩階段鎖 118
5.2.2 樂觀并發(fā)控制 119
5.2.3 研究動機(jī) 120
5.3 Plor概述 125
5.4 總體架構(gòu) 127
5.4.1 Plor并發(fā)控制協(xié)議 127
5.4.2 原子鎖 134
5.4.3 隨機(jī)指數(shù)退避策略 136
5.5 Chronus實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 137
5.6 實(shí)驗(yàn)和性能評估 139
5.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置 140
5.6.2 高沖突負(fù)載 142
5.6.3 低沖突負(fù)載 147
         敏感性分析 148
5.7 本章小結(jié) 155
第6章 FlatStore：基于日志結(jié)構(gòu)的鍵值存儲引擎
6.1 概述 156
6.2 背景介紹和研究動機(jī) 160
6.2.1 部分工業(yè)級負(fù)載的典型特征 161
6.2.2 粒度不匹配問題分析 161
6.2.3 傲騰持久性內(nèi)存硬件特性分析 163
6.2.4 問題與挑戰(zhàn) 
6.3 FlatStore架構(gòu)設(shè)計 165
6.3.1 總體描述 166
6.3.2 壓縮日志格式及分配器 167
6.3.3 水平批量持久化技術(shù) 173
6.3.4 日志清理 177
6.3.5 系統(tǒng)恢復(fù) 178
6.4 FlatStore實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 180
6.4.1 基于哈希索引的FlatStore-H 180
6.4.2 基于樹狀索引的FlatStore-M 181
6.5 實(shí)驗(yàn)和性能評估 181
6.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置 181
6.5.2 YCSB微觀基準(zhǔn)測試 183
6.5.3 FacebookETC負(fù)載測試 187
6.5.4 多核擴(kuò)展性測試 188
6.5.5 內(nèi)部優(yōu)化機(jī)制分析 189
6.5.6 日志清理性能分析 193
6.6 本章小結(jié) 194
第7章 總結(jié)與展望
7.1 分布式持久性內(nèi)存存儲系統(tǒng)的構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù) 195
7.1.1 TH-DPMS總體架構(gòu) 196
7.1.2 TH-DPMS系統(tǒng)測試及關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證 201
7.2 主要研究工作總結(jié) 207
7.3 未來研究展望 210