检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2025年第1期62卷 58-74页

作者：杨梨花董勇邬会军谭支鹏王芳卢凯国防科技大学计算机学院长沙410073 信息存储系统教育部重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

NAND闪存(NAND flash)因为其大容量、轻便、抗震等优异特性,被广泛使用于移动设备.面向闪存特性设计的闪存友好型文件系统(flash friendly file system,F2FS)是典型的日志结构文件系统(log-structured file system,LFS),它采用日志结构... 详细信息

NAND闪存(NAND flash)因为其大容量、轻便、抗震等优异特性,被广泛使用于移动设备.面向闪存特性设计的闪存友好型文件系统(flash friendly file system,F2FS)是典型的日志结构文件系统(log-structured file system,LFS),它采用日志结构写机制提升了随机写性能,使用前滚恢复技术实现快速的一致性保护,经常被用作移动设备的文件系统.文件系统因碎片化和段清理问题导致性能下降,而日志结构文件系统的异地更新机制和移动应用的高并发随机同步小写模式进一步加剧了碎片化,导致I/O请求响应变慢、设备运行卡顿.首先介绍了移动设备日志结构文件系统的相关概念和内容,随后总结了日志结构文件系统碎片化和段清理问题的研究现状.一方面分析了碎片产生的原因与影响,从预防碎片产生和重整碎片2个角度总结了减少碎片的研究工作.另一方面分析了冷热数据混合对段清理的影响,从静态分类和动态分类2方面总结了冷热数据区分技术的研究现状,从管理数据分布和调整段清理时机、频率、对象2个角度总结了段清理的研究现状.最后展望了移动设备日志结构文件系统研究的主要挑战和未来研究工作.

关键词：日志结构文件系统移动存储文件碎片空闲空间碎片段清理冷热数据区分

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日志结构文件系统技术的研究

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计算机应用研究 2003年第1期20卷 73-76页

作者：李红燕王力西安电子科技大学软件工程研究所陕西西安710071

介绍了一种新的磁盘管理技术———日志结构文件系统。把对文件的修改汇成日志条目顺序地写入磁盘 ,既加速了写文件的速度 ,又加速了崩溃恢复的速度。把整个磁盘作为日志 ,磁盘上包含有效的读取日志结构文件所需的索引信息。为了保持快... 详细信息

介绍了一种新的磁盘管理技术———日志结构文件系统。把对文件的修改汇成日志条目顺序地写入磁盘 ,既加速了写文件的速度 ,又加速了崩溃恢复的速度。把整个磁盘作为日志 ,磁盘上包含有效的读取日志结构文件所需的索引信息。为了保持快速写所需的大的磁盘空闲快 ,将磁盘分成段 ,用一个清理工线程收集压缩分散到各个段中的有效信息。以一个日志结构文件系统的原型 ,即SpriteLFS为例 ,对日志文件系统设计和实现的各个阶段进行了分析 ,并与Unix的文件系统 ,即快速文件系统 (FFS)进行了比较。

关键词：日志结构文件系统操作系统磁盘管理系统软件快速文件系统

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日志结构文件系统研究综述

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信息与电脑（理论版） 2009年第7期 128-130页

作者：贺勤广州网易互动娱乐有限公司广东广州510665

因为传统文件系统存在磁盘I/O效率低、崩溃恢复速度慢等缺点,以及硬件的不平衡发展,使日志结构文件系统(LFS)应运而生。本文综述了LFS的数据结构和磁盘布局,及空闲空间管理、读写机制、段清洁机制与策略等。分析了快速崩溃恢复、高的磁... 详细信息

因为传统文件系统存在磁盘I/O效率低、崩溃恢复速度慢等缺点,以及硬件的不平衡发展,使日志结构文件系统(LFS)应运而生。本文综述了LFS的数据结构和磁盘布局,及空闲空间管理、读写机制、段清洁机制与策略等。分析了快速崩溃恢复、高的磁盘带宽利用率等优点,并介绍了在事务与版本语义、工程负荷中的应用和算法等方面的研究进展。

关键词：日志结构文件系统日志结构文件系统的结构空闲空间管理段清洁崩溃恢复

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DPLFS：基于双模相变存储器的日志结构文件系统

DPLFS：基于双模相变存储器的日志结构文件系统

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作者：郑特龙华中科技大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展,存储系统的访存速度成为计算机系统的主要性能瓶颈之一。以相变存储器(Phase Change Memory,PCM)为代表的新型非易失内存的出现有望缓解这一矛盾,如何在保证非易失内存数据一致性的前提下,充分利用非易失内存的高... 详细信息

随着计算机技术的发展,存储系统的访存速度成为计算机系统的主要性能瓶颈之一。以相变存储器(Phase Change Memory,PCM)为代表的新型非易失内存的出现有望缓解这一矛盾,如何在保证非易失内存数据一致性的前提下,充分利用非易失内存的高性能提高存储系统的吞吐量,是系统结构领域的重要议题。由此出发,提出了一个基于双模PCM的日志结构文件系统(Dual-mode PCM based Log-structured File System,DPLFS),针对双模PCM的性能特性进行优化,缓解了MLC写性能的问题,有效提高了存储系统吞吐量。DPLFS将文件数据存放在MLC(Multi-Level Cell)器件上,将元数据存放在SLC(Single-Level Cell)器件上;将SLC器件作为文件系统的写缓存,并在SLC空间不足时通过异或更新的方式将数据写回MLC器件,提高了文件系统的写性能;为加快目录检索速度,DPLFS将目录文件存放在SLC器件上;而且,基于DRAM/PCM混合内存,DPLFS做了相关优化工作:PCM用于数据持久化存储,用DRAM来加文件数据检索,利用日志结构技术保证数据一致性。基于Linux内核4.3,实现了DPLFS的系统原型,并将DPLFS与相关具有代表性的文件系统进行对比测试和分析。实验结果表明,DPLFS相对传统日志结构文件系统NILFS2和F2FS有显著的性能提升;相对日志文件系统Ext4和影子分页文件系统Btrfs,DPLFS在提供相同数据一致性保证的同时,使性能平均提高了2.5倍;相对代表本领域最新研究进展的NOVA,DPLFS有较大的性能提升,特别是写性能:在写密集型负载下有21%的提升,而在读密集型负载下提高了11%的性能。

关键词：新型非易失内存双模相变存储器数据一致性日志结构文件系统

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面向ZNS SSD的日志结构文件系统同步机制优化

面向ZNS SSD的日志结构文件系统同步机制优化

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作者：张子越华中科技大学

学位级别：硕士

日志结构文件系统采用异地更新模式,旨在将随机写入转换为顺序写入以提升写性能,但这种方式同时也造成了高频的元数据更新,导致文件同步时元数据页写回数量的上升。过高的元数据同步开销导致了严重的写放大,降低固态硬盘寿命并影响文件... 详细信息

日志结构文件系统采用异地更新模式,旨在将随机写入转换为顺序写入以提升写性能,但这种方式同时也造成了高频的元数据更新,导致文件同步时元数据页写回数量的上升。过高的元数据同步开销导致了严重的写放大,降低固态硬盘寿命并影响文件系统性能。基于分区存储模型的分区命名空间固态硬盘(Zoned Namespaces Solid State Drive,ZNS SSD)相比于传统固态硬盘具有更高写吞吐、更大容量和性能可预测等优点,是固态硬盘重要的发展方向之一。然而ZNS SSD逻辑分区内的顺序写限制加剧了日志结构文件系统元数据同步写放大问题并使得现有的优化策略失效。针对应用ZNS SSD带来的日志结构文件系统元数据同步写放大问题,提出了面向ZNS SSD的日志结构文件系统同步机制优化方法。在文件系统层提出了文件元数据同步的增量写回方式与动态写回策略,通过量化评估文件元数据脏页的全量持久化效率,自适应地选择合适的写回方式,明显减少了元数据同步导致的闪存页写入次数。在设备端提出了使用可字节寻址的非易失性存储器存储文件节点更新数据的日志,设计基于日志结构的段分配与轻量级垃圾回收机制保证存储空间管理的灵活性,实现了对ZNS SSD的功能增强,支撑文件元数据同步的增量写回。此外,设计了二阶段崩溃恢复方法,利用增量日志的一致性结构检测并恢复设备端日志数据一致性;基于日志数据恢复文件系统元数据,保证了同步机制优化方法不会破坏文件系统原有的崩溃一致性。分别使用移动设备和服务器场景下的同步操作密集型负载对论文提出的方法进行了测试。实验结果表明,该方法能够有效减少文件元数据脏页的写回数量,避免未修改元数据的反复写入,文件系统写性能得到明显提升。与基于ZNS SSD的原生F2FS相比,文件系统写吞吐量提升7.0%～107.1%,写放大倍数减少了11.89%～36.42%。

关键词：日志结构文件系统分区命名空间固态硬盘元数据同步增量更新

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一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统

一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统

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作者：谭支鹏杨梨花王芳冯丹钱佳兴 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

本发明公开了一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统，属于计算机信息存储领域，包括：将目标数据块写入日志结构文件系统时，提取文件特征，以识别该文件是否为临时写文件；若是，则为目标数据块设置类型标记后，将其写入... 详细信息

标准号: CN111984604B

本发明公开了一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统，属于计算机信息存储领域，包括：将目标数据块写入日志结构文件系统时，提取文件特征，以识别该文件是否为临时写文件；若是，则为目标数据块设置类型标记后，将其写入预先分配的临时逻辑日志段；否则，根据目标数据块的冷热属性设置类型标记后，将其写入相应的逻辑日志段；在提交的块请求和环形缓冲区的数据项中都加上类型标记，并为不同类型的数据分别创建请求队列；在将请求队列中的数据写入闪存介质时，为不同类型的数据分配独立的物理地址，使同一物理日志段中的数据类型相同。本发明能够有效减少日志结构文件系统中的碎片，并协同管理逻辑碎片和物理碎片，提高存储系统性能。

关键词：日志结构文件系统目标数据块写入逻辑日志计算机信息存储存储系统性能闪存存储系统环形缓冲区创建请求请求队列闪存介质属性设置数据分配数据类型提取文件物理地址物理日志协同管理有效减少预先分配数据项写文件冷热队列

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一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法

一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法

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作者：谭支鹏杨梨花王芳冯丹涂诗云 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

本发明公开了一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法，属于计算机信息存储领域，包括：追踪写入数据的热度值直至达到预设条件，并将所追踪的数据的热度值作为热度元数据进行缓存；对所追踪的数据的热度值进行抽样后，对抽样结果... 详细信息

标准号: CN111913924A

本发明公开了一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法，属于计算机信息存储领域，包括：追踪写入数据的热度值直至达到预设条件，并将所追踪的数据的热度值作为热度元数据进行缓存；对所追踪的数据的热度值进行抽样后，对抽样结果进行聚类，以将数据的热度值划分为多个热度类别，热度类别总数为k；在日志结构文件系统中维护k个日志，分别用于写入属于k个热度类别的数据。本发明通过对近期写入数据的热度值聚类，将数据的热度值划分为不同的热度类别，并利用不同的日志管理不同热度类别的数据，能够动态地准确地识别冷热数据，减小段清理开销和文件系统写放大。

关键词：热度写入数据追踪聚类日志结构文件系统计算机信息存储数据管理缓存抽样结果结构文件日志管理文件系统预设条件元数据减小冷热日志写入抽样放大维护

来源：评论

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一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法

一种基于热度的日志结构文件系统数据管理方法

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作者：谭支鹏杨梨花王芳冯丹涂诗云 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

标准号: CN111913924B

来源：评论

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一种针对日志结构文件系统的垃圾回收方法

一种针对日志结构文件系统的垃圾回收方法

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作者：谭支鹏杨梨花王芳冯丹肖阳 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

本发明公开了一种针对日志结构文件系统的垃圾回收方法，属于计算机存储领域，包括：筛选出部分需要清理的段作为候选段；对于每一个候选段，计算迁移该候选段中有效数据的迁移开销，并选取迁移开销最低的候选段作为被清理段；段的迁移... 详细信息

标准号: CN115878575A

本发明公开了一种针对日志结构文件系统的垃圾回收方法，属于计算机存储领域，包括：筛选出部分需要清理的段作为候选段；对于每一个候选段，计算迁移该候选段中有效数据的迁移开销，并选取迁移开销最低的候选段作为被清理段；段的迁移开销与段的空闲空间碎片化程度、数据冷度和非有效空间比例三者的加权求和结果反相关；选取目标段后将被清理段中的有效数据迁移至目标段中，并回收被清理段的空间，完成GC；优选地，用f表征段的空闲空间碎片化程度的，X_i表示第i个碎片所包含的逻辑块数量，空闲空间碎片的阈值为128KB。本发明能够对日志结构文件系统中的GC过程进行优化，减少空闲空间碎片，提高无效空间回收能效，并减小回收能耗。

关键词：空闲空间候选段迁移日志结构文件系统有效数据碎片化回收计算机存储垃圾回收求和结果无效空间有效空间逻辑块减小冷度能效加权优选能耗筛选优化

来源：评论

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一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统

一种减少日志结构文件系统碎片的方法及闪存存储系统

引用

作者：谭支鹏杨梨花王芳冯丹钱佳兴 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号

标准号: CN111984604A

来源：评论

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