基于服務(wù)感知的I-O請求高度算法研究.pdf

1、I/O調(diào)度算法對磁盤性能有著至關(guān)重要的影響。傳統(tǒng)的磁盤調(diào)度算法主要通過優(yōu)化尋道時間來提高磁盤的I/O帶寬利用率，但沒有考慮到單個請求的響應(yīng)時間，不能滿足實時性要求，也無法感知不同類型請求的不同QoS需求。實時應(yīng)用越來越廣泛，為滿足實時請求或者時間敏感性強的請求，人們又提出了一些實時調(diào)度算法，用以在滿足各個請求的截止期的基礎(chǔ)上最大化吞吐量。
　　 系統(tǒng)在處理應(yīng)用提交的I/O請求時，還需要滿足應(yīng)用類型提出的各種服務(wù)質(zhì)量(Qualit

2、y of Service，QoS)需求。而不同的應(yīng)用類型有不同的QoS需求。隨著計算機應(yīng)用的日漸復(fù)雜化，混合負(fù)載工作模式已成為一種趨勢。不同的應(yīng)用請求有著不同的I/O特征。研究和應(yīng)用I/O特征有利于磁盤調(diào)度算法的優(yōu)化和設(shè)計工作的展開。
　　 Linux內(nèi)核采用的四種I/O調(diào)度機制各有優(yōu)缺點，分別適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。CFQ(Completely Fair Queuing)算法在2.6.18版之后成為Linux的默認(rèn)調(diào)度算法。本論

3、文分析Linux中的CFQ調(diào)度算法，CFQ算法以調(diào)度的請求個數(shù)為公平性標(biāo)準(zhǔn)，隊列間采用RR(Round Robin)算法進行輪詢，過分依賴請求的優(yōu)先級，無法做到完全公平。
　　 本文針對混合負(fù)載工作模式提出了服務(wù)感知機制。根據(jù)請求的時間敏感性特征，服務(wù)感知機制有效地實現(xiàn)了請求的分類。針對CFQ算法的缺點，提出一種基于服務(wù)感知的ICFQ(Improved Completely Fair Queuing)調(diào)度算法。該算法通過服務(wù)感知

4、機制有效感知請求類型，對不同類型的請求給予不同的調(diào)度策略，以磁盤帶寬為公平性度量標(biāo)準(zhǔn)，采用MDRR(Modifled Deficit Round Robin)輪詢調(diào)度各個隊列，以隊列中請求個數(shù)占總請求個數(shù)的比例為隊列的權(quán)重，通過權(quán)重和優(yōu)先級共同控制隊列調(diào)度的時間片長度。
　　 本文實驗采用IOMeter性能測試工具，采用吞吐量、帶寬、最大響應(yīng)時間及平均響應(yīng)時間作為性能指標(biāo)，分別對CFQ算法和ICFQ算法進行測試。實驗結(jié)果表明IC