Simulación concurrente y elección dinámica de estrategias para la mejora de la entrada/salida de disco

Abstract

Principales contribuciones de esta tesis:

Un «proyecto de caché de disco mejorada mediante RAM» (REDCAP, RAM Enhanced Disk Cache Project), que añade: una nueva caché de disco en RAM, una técnica de prefetching y un mecanismo para controlar su rendimiento. El tiempo de E/S de lectura se llega a reducir en más de un 80%.

Un «simulador de disco dentro del núcleo», que es capaz de simular tanto discos duros como de estado sólido. Esta propuesta nos permite simultáneamente comparar varios mecanismos de E/S y, dinámicamente, activarlos/desactivarlos dependiendo del rendimiento. Ha sido probada satisfactoriamente en REDCAP y en DADS.

Un «marco de planificación de disco automático y dinámico» (DADS, Dynamic and Automatic Disk Scheduling framework), que compara dos planificadores de E/S de Linux y selecciona automáticamente el planificador de E/S que proporciona el mayor rendimiento en cada momento. El rendimiento alcanzado está siempre cercano al del mejor planificador.

Main contributions of this thesis:

The RAM Enhanced Disk Cache Project, REDCAP, that introduces: a new disk cache in the main memory, a prefetching technique, and a mechanism to control the performance achieved. We have been able to reduce the read I/O time by more than 80% in workloads with spatial locality, without downgrading performance in other.

An in--kernel disk simulator that is able to simulate both hard disk and solid state drives. This proposal allows us to compare, simultaneously, the behavior of different I/O system mechanisms, and to dynamically activate/deactivate them, depending on the performance. It has been successfully used in REDCAP and in our third contribution.

A Dynamic and Automatic Disk Scheduling framework (DADS), that compares two Linux I/O schedulers and selects the one providing, for the current workload, the highest throughput. Performance achieved is always close to that obtained by the best scheduler.