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基于对象存储的日志文件系统研究

翟超  
【摘要】: 文件系统是现代操作系统的重要组成部分。对于一个文件系统来说,最为重要的是访问速度、I/O效率和可靠性。作为目前Linux通用的文件系统,Ext2在处理大文件和巨型目录结构时有一定的局限性,而且在计算机可能因为断电或软硬件的失效而发生崩溃后需要扫描整个磁盘分区来恢复系统的一致性。究其原因,是由它的基本组织结构决定的。Ext2是为中小型文件而设计的,采用传统的线性表和多极指针索引静态组织数据,缺乏一种可以缩短恢复过程的机制。 从改变文件系统的基本布局结构入手,设计并实现了一种基于连续块的B+树日志文件系统(Object-Based Journal File System,OSJFS),从几方面对文件系统的性能进行扩展:首先,采用B+树来组织大文件数据、磁盘空闲块和目录项。使用B+树索引结构,可以明显提高大型文件和目录对象的访问速度并且扩充了文件系统的寻址空间;用连续块分配策略代替传统的块分配策略,减少了分配时的I/O次数和外部碎片,保证了文件数据尽量连续存储,提高了文件顺序访问的效率。 其次,在分析当前主流的日志文件系统及其各自特点后,结合对象存储,选定以Ext3为参考模型引进日志技术;对于小型文件,保持Ext2文件系统处理方式的同时直接将文件数据内嵌在inode节点中,提高小文件的I/O性能并减少内部碎片。最后使用了测试工具对OSJFS进行测试,并对测试结果进行了分析和评价。


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