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Stabilizing and boosting I/O performance for file systems with journaling on NVMe SSD

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Science China(Information Sciences) 2022年第3期65卷 95-109页

作者： Lin QIAN Bin TANG Baoliu YE Jianyu WU Xiaoliang WANG sanglu lu National Key Laboratory for Novel Software Technology State Grid Electric Power Research Institute

Many journaling file systems currently use non-volatile memory-express(NVMe) solid-state drives(SSDs) as external journal devices to improve the input and output(I/O) performance. However,when facing microwrite workloads, which are typical of many applications, they suffer from severe I/O fluctuations and the NVMe SSD utilization is extremely low. The experimental results indicate that this phenomenon arises mainly because writing back data to backend file systems on hard disk drives is much slower than journal writing, causing journal writing to frequently freeze because of the two-phase ***, therefore, propose a merging-in-memory(MIM) acceleration architecture to stabilize and boost the I/O performance for such journaling file systems. MIM employs an efficient data structure of hash-table-based multiple linked lists in memory, which not only merges random microwrites into sequential large blocks to speed up writebacks but also provides additional gains in terms of reducing the frequency of write addressing and object opening and closing. Using a prototype implementation in Ceph File Store, we experimentally show that MIM not only eliminates severe fluctuations but also improves the I/O operations per second by roughly 1×–12× and reduces the write latency by 75%–98%.

关键词： journaling file systems NVMe SSD microwrite merging hash table Ceph

Golden age:on multi-source software update propagation in pervasive networking environments

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Science China(Information Sciences) 2013年第8期56卷 104-118页

作者： LI WenZhong FU XiaoMing CHAN Edward lu sanglu CHEN DaoXu State Key Laboratory for Novel Software Technology Nanjing University Institute of Computer Science University of Goettingen Department of Computer Science City University of Hong Kong

With the development of Internet technology,a large portion of computer softwares appear to run in a network-oriented,distributed-deployed,and self-evolving *** emerging wireless communication technologies broaden the usage of software in mobile platforms,enabling the pervasive computing paradigm,where people can access information/service anytime and anywhere with portable *** the pervasive networking environment where mobile devices operate on the ad hoc mode and communicate with each other opportunistically without wireless infrastructures,distributing the evolving software updates to a set of mobile terminals is a challenging *** this paper,we address the problem of distributing multiple software updates in pervasive networks with storage and bandwidth constraints,and propose age-based solutions to tackle this *** basic idea is to introduce different age-based priority mechanisms for propagation decision making in order to resolve the contention of wireless bandwidth and storage *** investigate a number of update propagation strategies including random spread,youngest age,and golden *** models are derived to analyse the performance of the proposed *** is shown that the golden age strategy has the burst effect,which could be used to enhance the efficiency of software update *** principles for choosing golden age values are proposed aiming to optimize different utility *** simulations under various network parameters show that the golden age strategy outperforms other strategies for multi-source software updates propagation.

关键词： pervasive computing software update propagation mobile ad hoc networks

SWAPS:一种基于Small World的文件搜索算法

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计算机研究与发展 2006年第3期43卷 395-401页

作者：冯国富毛莺池陆桑璐陈道蓄南京大学计算机科学与技术系

资源发现是P2P应用所面临的最核心问题之一.无结构P2P方面的已有工作主要采用了查询消息泛洪和信息索引机制,这会造成严重的网络带宽负担以及巨大的索引维护开销.提出了一种无结构P2P环境下能够节约带宽、易维护的自适应搜索算法,即***... 详细信息

资源发现是P2P应用所面临的最核心问题之一.无结构P2P方面的已有工作主要采用了查询消息泛洪和信息索引机制,这会造成严重的网络带宽负担以及巨大的索引维护开销.提出了一种无结构P2P环境下能够节约带宽、易维护的自适应搜索算法,即***根据用户的访问历史抽取用户的兴趣属性,并遵循用户的访问行为模式,以自发的方式组织基于用户兴趣属性的应用层SmallWorld覆盖网络,然后基于覆盖网络实现了高效的文件定位.分析了影响搜索性能的关键因素,针对Small World网络特点分别设计了基于兴趣度、基于本体距离和基于兴趣宽度等有效的查询消息转发策略.最后实验显示,SWAPS以其高成功率、低带宽消耗和很小的响应时间能够显著的提高搜索性能,而且对用户的访问行为体现出良好适应性.

关键词： P2P Small World 层次本体树转发策略

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P2P流媒体关键技术的研究进展

计算机研究与发展 2005年第12期42卷 2033-2040页

作者：龚海刚刘明毛莺池陆桑璐谢立南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093

传统的流媒体系统建立在客户-服务器模式的基础上,系统伸缩性差,服务器常常成为系统的瓶颈·而最近兴起的P2P(peer-to-peer)技术在充分利用客户资源、提高系统伸缩性等方面具有巨大的潜力,基于P2P方式的流媒体的研究也逐步引起了人们的... 详细信息

传统的流媒体系统建立在客户-服务器模式的基础上,系统伸缩性差,服务器常常成为系统的瓶颈·而最近兴起的P2P(peer-to-peer)技术在充分利用客户资源、提高系统伸缩性等方面具有巨大的潜力,基于P2P方式的流媒体的研究也逐步引起了人们的注意·讨论了当前P2P流媒体关键技术的研究进展,介绍了P2P流媒体的研究现状,最后指出了P2P流媒体的未来研究方向·

关键词： P2P 流媒体伸缩性

The optimization of replica distribution in the unstructured overlays

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Science China(Information Sciences) 2012年第3期55卷 714-722页

作者： FENG GuoFu1,2 , LI WenZhong2, lu sanglu2, CHEN DaoXu2 & BUYYA Rajkumar3 1School of Information Science, Nanjing Audit University, Nanjing 210029, China 2State Key Laboratory of Novel Software Technology, Nanjing University, Nanjing 210093, China 3Department of Computer Science and Software Engineering, The University of Melbourne, Victoria 3010, Australia School of Information Science Nanjing Audit University Nanjing China State Key Laboratory of Novel Software Technology Nanjing University Nanjing China Department of Computer Science and Software Engineering The University of Melbourne Victoria Australia

Replication is a widely used technique in unstructured overlays to improve content availability or system performance. A fundamental question often addressed by previous work focused on: how many replicas ought to be allocated for each data item given the fixed query rates and limited storage capability? In this paper, we have put forth two optimal replica distributions to achieve the highest success rate and the lowest message consumption. Especially, we have investigated the influence of item size on replica distribution. Our results show that Square-Root Replication, which is traditionally considered to be optimal, is not always the best choice. Our study offers a new deep understanding of resource managment in self-organized unstructured overlays.

关键词： unstructured overlay item size distribution query rate success rate expected search size

U-Auction:面向真实利用率的频谱拍卖机制

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计算机科学与探索 2013年第12期7卷 1073-1082页

作者：张林叶保留王钦辉陆桑璐南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093 南京陆军指挥学院军队管理系南京210045

在频谱拍卖机制设计中,最关键的挑战是在满足主用户的利益及次用户的频谱需求的同时提高频谱利用率。然而,如果某些次用户通过抬高出价以获得多于他真实需求的频谱资源,采用现有频谱拍卖机制可能会导致较低的真实频谱利用率。通过引入... 详细信息

在频谱拍卖机制设计中,最关键的挑战是在满足主用户的利益及次用户的频谱需求的同时提高频谱利用率。然而,如果某些次用户通过抬高出价以获得多于他真实需求的频谱资源,采用现有频谱拍卖机制可能会导致较低的真实频谱利用率。通过引入真实频谱利用率,提出了一个新的频谱拍卖机制来解决这类问题。该拍卖机制为拍卖者提供了一个在真实频谱利用率及社会福利/收入间取得权衡的机制,设计了多项式时间复杂度的针对单信道及多信道的诚信拍卖算法。实验表明,该拍卖机制可以极大地提高真实频谱利用率。

关键词：认知无线网络频谱拍卖动态频谱接入真实利用率

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电力网格通信方式的研究和实现

计算机应用与软件 2008年第9期25卷 5-7,26页

作者：王昊吕琦严涛陆桑璐陈道蓄南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京大学计算机科学与技术系江苏南京210093

电力网格是网格技术和电力监控与自动化调度技术结合发展的产物。网格技术对于网络上的各种资源具有巨大的整合能力,电力网格能解决现有电力系统中存在的一些问题。同时,电力网格作为网格技术的新应用,它给网格技术的发展带来了新的研... 详细信息

电力网格是网格技术和电力监控与自动化调度技术结合发展的产物。网格技术对于网络上的各种资源具有巨大的整合能力,电力网格能解决现有电力系统中存在的一些问题。同时,电力网格作为网格技术的新应用,它给网格技术的发展带来了新的研究背景和发展方向。但是电力系统有其特殊性,并非所有的网格技术都可以不加变化地照搬到电力网格中。电力网格对数据通信的实时性、兼容性和开放性有比较高的要求。针对电力网格的以上特点,分析了传统网格通信方式在电力网格应用中的困难。最后,根据电力网格的一个应用范例——PGP平台,提出了自己的解决方案,并验证了该方案的技术可行性。

关键词：网格电力网格通信协议

基于协作缓存的VOD服务器端Cache设计

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计算机工程与应用 2002年第19期38卷 168-171,188页

作者：张潇周刚朱晴波陆桑璐陈道蓄南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093

近年来,随着计算机网络技术和多媒体技术的发展,视频点播服务已逐渐成为现实。分布式VOD(VideoOnDemand)服务器系统的提出是为了支持更多的大量并发数据流,和单一服务器相比,这样的结构拥有更好的使用效率、可靠性和可扩展性。协作缓存C... 详细信息

近年来,随着计算机网络技术和多媒体技术的发展,视频点播服务已逐渐成为现实。分布式VOD(VideoOnDemand)服务器系统的提出是为了支持更多的大量并发数据流,和单一服务器相比,这样的结构拥有更好的使用效率、可靠性和可扩展性。协作缓存CC(cooperativecache)技术将各服务器的内存协调工作,形成全局的cache。这样的结构不仅充分发挥了分布式VOD服务器结构的特点,同时也增大cache容量,提高系统全局命中率,从而提高了系统效率。该文在协作缓存技术基础上,针对流媒体和VOD系统的特点,提出了GBBcache替换算法。该算法以数据块的生命周期作为出发点,充分考虑了现有用户和请求接入用户的服务需求,提高了内存使用效率。笔者对该算法进行了理论分析,并证明了它在性能上与传统的cache替换算法相比的优越性。

关键词：协作缓存服务器 Cache 设计视频点播系统流媒体磁盘I/O

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基于图神经网络的社交网络影响力预测算法

南京大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 386-397页

作者：陈轶洲刘旭生孙林檀李文中方立兵陆桑璐南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023 国家电网有限公司客户服务中心天津300309 南京大学工程管理学院南京210023

近十年来,通过社交网络(如微博、推特)分享信息已经成为人们日常生活中不可缺少的一个环节,如何有效地预测信息传播的影响力成为社交网络研究中的重要课题,不论是识别病毒式营销和虚假新闻还是精确推荐和在线广告都有许多应用.目前,一... 详细信息

近十年来,通过社交网络(如微博、推特)分享信息已经成为人们日常生活中不可缺少的一个环节,如何有效地预测信息传播的影响力成为社交网络研究中的重要课题,不论是识别病毒式营销和虚假新闻还是精确推荐和在线广告都有许多应用.目前,一些应用深度学习进行社交网络影响力预测的方法已经取得了一定进展,但在进行深度学习时仍会面临以下难点:用户通常具有不同的行为和兴趣并且他们同时通过不同的渠道进行互动;用户之间的关系难以检测和形式化表达.传统的社交网络影响力预测方法通过设计复杂的规则来手动提取用户及其所处网络的特征信息,这一方法的有效性严重依赖于设置规则的专业性,所以很难将某一领域的规则推广到其他领域的应用中去.基于深度神经网络模型,设计一种端到端的神经网络来学习用户的隐藏特征信息以预测其社交网络影响力.首先通过图嵌入的方式对用户的局部网络进行特征提取,然后将特征向量作为输入对图神经网络进行训练,从而对用户的社会表征进行预测.该方法的创新之处:运用图卷积和图关注方法,将社交网络中用户的特征属性和其所处局域网络特征相结合,大大提高了模型预测的精度.通过在推特、微博、开放知识图谱等数据集上的大量实验,证明该方法在不同类型的网络中都有较好的表现.

关键词：图嵌入图卷积图注意力社交网络深度学习