NVMe优化的用户态文件系统

作     者：高洪 韩银俊 Gao Hong;Han Yinjun

作者机构：南京中兴软件有限责任公司南京210012 南京中兴新软件有限责任公司南京210012 

出 版 物：《信息化研究》 (INFORMATIZATION RESEARCH)

年 卷 期：2022年第48卷第5期

页      面：44-49,60页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家级基金国家重点研发计划(No.2021YFB3101100) 

主　　题：文件系统 用户态 NVMe固态硬盘 无日志 

摘      要：NVMe接口协议的引入使得固态硬盘(SSD)存储设备的性能得到显著提升。但是,传统的内核态IO路径阻碍了NVMe SSD设备的性能发挥。文中提出了一种面向NVMe SSD的用户态文件系统UMFS,通过用户态多进程共享内存的设计,实现了多个应用程序共享访问,减少对SSD的访问量;使用面向NVMe的无日志数据布局,多粒度IO队列分离和NUMA感知的访问技术,提升系统的性能和吞吐量。实验显示,相较于传统文件系统,在CDN场景下UMFS性能提升23%以上,在小文件场景和读取密集场景下UMFS性能提升45%以上。