圖1：小文件聚合技術(shù)示意圖

原因在于，相比小文件，聚合文件在寫入時(shí)大幅減少了數(shù)據(jù)寫OSD（基于對(duì)象的存儲(chǔ)設(shè)備）的次數(shù)，減少了OSD的寫入壓力，因而大大減少了客戶端對(duì)本地緩存（內(nèi)存）的使用。小文件順序?qū)憰r(shí)，數(shù)據(jù)寫OSD次數(shù)分別可以減少99.9%（4KB），98.4%（64KB），96.8%（128KB）。

AS13000在小文件順序讀時(shí)，亦可以有效縮短IO路徑。原因是，在聚合條件下，小文件分別可以獲得99.9%（4KB），98.4%（64KB），96.8%（128KB）的緩存命中率，從而縮短IO路徑，提升讀文件性能，小文件隨機(jī)讀的緩存命中率也能達(dá)到85%以上。

其次，以重新寫代替修改寫，降低寫延遲。由于小文件一般情況下一次寫操作即可完成，同時(shí)為了降低復(fù)雜度，AS13000對(duì)于已下盤到聚合文件的小文件不采取修改寫方式，而是采取“讀取源文件->刪除聚合文件中的源文件->重新寫普通文件”的方式進(jìn)行修改寫入，以降低寫延遲。

第三，建立智能定時(shí)掃描、碎片整理、垃圾清理機(jī)制，提高存儲(chǔ)空間利用率。在聚合文件中，多個(gè)源文件共用一個(gè)對(duì)象，刪除源文件并不能真正釋放所占用的空間，所以導(dǎo)致存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)；同時(shí)，源文件數(shù)量的減少還導(dǎo)致在讀取文件時(shí)緩存命中率降低，影響讀性能。為此，AS13000采用可配置的定時(shí)掃描聚合文件信息：聚合文件的使用率低于p（設(shè)定值）且t時(shí)間（設(shè)定值）內(nèi)沒(méi)有修改過(guò)，則將聚合文件放入清理隊(duì)列；掃描處理完所有聚合文件，若清理隊(duì)列有需要清理的聚合文件，則觸發(fā)碎片整理，從而提高空間利用率。

垃圾清理的任務(wù)就是計(jì)算聚合文件中有效數(shù)據(jù)在文件總大小中的占比，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的閾值，且當(dāng)聚合文件在t時(shí)間內(nèi)無(wú)修改時(shí)，系統(tǒng)對(duì)聚合文件進(jìn)行清理，以提高存儲(chǔ)空間利用率、提升小文件讀性能。

圖2：聚合文件使用率低于p值時(shí)進(jìn)行垃圾清理，重新寫入新聚合文件

技術(shù)優(yōu)勢(shì)二：通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)讀提高讀取速度

浪潮AS13000在讀取某個(gè)目錄下的文件時(shí)，會(huì)順序預(yù)加載該文件后面的幾個(gè)文件內(nèi)容到緩存中，以加快其讀取速度；此外，還使用多節(jié)點(diǎn)并發(fā)讀操作，以加快預(yù)讀速度。

圖3：數(shù)據(jù)預(yù)讀技術(shù)加快存儲(chǔ)數(shù)據(jù)讀取速度

同時(shí)，在非同步讀取目錄下的文件時(shí)，AS13000還會(huì)觸發(fā)對(duì)其后續(xù)文件的讀請(qǐng)求，且這些讀請(qǐng)求是異步的，不影響本次用戶讀操作的返回。如果用戶緊接著讀取下一個(gè)文件，且此操作不是同步操作，那么就可以直接將本地緩存的數(shù)據(jù)讀出，從而避免了與OSD的交互，提高了性能。

與此同時(shí)，在預(yù)讀文件時(shí)，若有對(duì)該文件的寫入操作，AS13000會(huì)把當(dāng)前讀文件放入到等待讀隊(duì)列中并返回，等寫完成后再發(fā)信號(hào)通知重新讀該文件，并將之放入到本地緩存，從而提高用戶讀取速度。

由于上述獨(dú)特的技術(shù)機(jī)制，浪潮AS13000軟件定義存儲(chǔ)產(chǎn)品很好地解決了小文件讀寫速度慢、訪問(wèn)延遲高、資源浪費(fèi)等問(wèn)題，幫助廣電、電商、網(wǎng)絡(luò)視頻等用戶從容應(yīng)對(duì)海量小文件存儲(chǔ)與訪問(wèn)挑戰(zhàn)。目前，AS13000系統(tǒng)已經(jīng)在中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、國(guó)家廣電總局、濟(jì)南商行、中國(guó)移動(dòng)、成都交通等金融、電信、政府、公安、大企業(yè)等行業(yè)客戶中得到廣泛應(yīng)用，充分驗(yàn)證了其領(lǐng)先技術(shù)。未來(lái)，浪潮AS13000軟件定義存儲(chǔ)將繼續(xù)引領(lǐng)大數(shù)據(jù)與人工智能時(shí)代的存儲(chǔ)技術(shù)，為用戶增加其企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力不斷創(chuàng)新。

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