現(xiàn)有文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理的潛在缺陷

在HPC計(jì)算和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)中，針對(duì)文件系統(tǒng)的IO請(qǐng)求中，一半以上是元數(shù)據(jù)訪問。元數(shù)據(jù)訪問特點(diǎn)：

I/O大小較?。ㄔ獢?shù)據(jù)大小通常只有幾百Byte），使得元數(shù)據(jù)服務(wù)器CPU的負(fù)載重

許多元數(shù)據(jù)操作包含多次子操作，例如打開文件需要進(jìn)行多次的路徑解析，使得元數(shù)據(jù)操作會(huì)觸發(fā)多次網(wǎng)絡(luò)I/O

當(dāng)前，主流并行文件系統(tǒng)大多采用分布式解決方案中，Lustre、CephFS采用子樹劃分+目錄條帶化；BeeGFS根據(jù)名稱的Hash值分布到多節(jié)點(diǎn)；GlusterFS采用無中心架構(gòu)；IndexFS的元數(shù)據(jù)以KV存儲(chǔ)，通過GIGA+算法分布到多節(jié)點(diǎn)。

現(xiàn)有文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)管理的潛在缺陷：1）POSIX的語義限制了元數(shù)據(jù)性能提升，2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不利于并發(fā)處理，3）元數(shù)據(jù)性能提升面臨的機(jī)遇，如IO設(shè)備跨越式發(fā)展（NVMe SSD充裕的IOPS和帶寬，多通道并發(fā)能力）。

針對(duì)文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)一直是文件系統(tǒng)的瓶頸問題，單點(diǎn)元數(shù)據(jù)性能仍然存在很大的提升空間，如沒有充分發(fā)揮IO效能，沒有充分發(fā)揮計(jì)算效能等，本文提出改進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，降低IO之間的依賴，發(fā)揮并行IO能力（降低目錄路徑解析延遲，降低大目錄訪問延遲，降低數(shù)據(jù)塊訪問延遲）改進(jìn)算法，發(fā)揮計(jì)算部件的并行計(jì)算能力等措施。

針對(duì)文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)一直是文件系統(tǒng)的瓶頸問題，單點(diǎn)元數(shù)據(jù)性能仍然存在很大的提升空間，如沒有充分發(fā)揮IO效能，沒有充分發(fā)揮計(jì)算效能等，本文提出改進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，降低IO之間的依賴，發(fā)揮并行IO能力（降低目錄路徑解析延遲，降低大目錄訪問延遲，降低數(shù)據(jù)塊訪問延遲）改進(jìn)算法，發(fā)揮計(jì)算部件的并行計(jì)算能力等措施。