分布式存储系统中的数据高效缓存方法

摘要：针对典型分布式存储系统存在的写放大、I/O路径过长、响应时延较高等问题，提出了一种基于SSD的分布式存储系统中数据高效缓存方法，采用读写旁路和懒惰缓存的缓存管理策略，以及兼顾最近访问时间和历史访问频率的缓存替换策略，并根据前台工作负载的变化情况，自适应地调整主动回刷脏数据的速率，显著提升了存储系统的读写性能。

关键词：分布式存储;分布式数据缓存;读写旁路;懒惰缓存;替换策略

1 引言

分布式存储系统是由多个存储设备或者服务器（统称为节点）通过I/O总线或者互联网络连接而成的，并通过节点间的数据分散布局实现高效、低廉的数据存储。分布式存储系统因其强大的横向扩展能力在大数据场景中得到广泛应用。然而，以Ceph为代表的分布式存储系统存在以下几个问题。

● 写放大。为了支持写事务，需要将数据先写入日志，然后再应用到本地文件系统中，这导致了双倍的数据写入量分布式系统安全，降低了写入性能，且后端文件系统的写入容易成为性能瓶颈。

● I/O路径过长，响应时延较高。一个完整的I/O过程需要经过多种相关线程和模块协同，部分模块之间还需要进行网络传输或内存复制，且过程中存在多处排队等待，这些排队等待有可能阻塞读写请求，过长的I/O路径增大了读写操作的响应时延，降低了存储系统的读写性能。

现有技术中普遍将内存或固态硬盘（solid

（编辑：威海站长网）

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