分布式文件系统存储介质评测与分析

第３３卷第１０期

２０１０年１０月

——一ｒ—＿————－—一—；＝；＝＝＝＝＝＝＝：＝＝＝；＝＝＝＝

计

算

机

学

报

ｖ０１．３３

Ｎｏ．１０

ＣＨｌＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳ

Ｏｃｔ．２０１０

分布式文件系统存储介质评测与分析

许春聪

黄小猛吴诺孙宁伟杨产文

１０００８４）

（清华大学计算机科学与技术系信息科学与技术国家实验室北京

摘要文中分析了磁盘、ＳＳＤ和ＤＲＡＭ的价格和能耗，测试了分布式文件系统ＨＤＦＳ、ＭｏｏｓｅＦＳ和ＣａｒｒｉｅｒＦＳ部

署在不同存储介质上的数据吞吐率，接着提出了一种存储介质的性价比理论模型，并分析了当前、２０１５年和２０２０年不同存储介质的性价比和变化趋势．通过性价比分析可得，ＤＲＡＭ具有较大的性价比优势。适合于高并发随机访问应用．随着ＤＲＡＭ容量的快速提升，未来ＤＲＡＭ有可能成为可选的数据存储介质．当前，ＳＳＤ虽然具有较好的访问性能，但其价格高、容量小、性价比低于磁盘．２０１５年ＳＳＤ的性价比将超过磁盘，有可能替代磁盘成为大规模存储系统的基本存储设备．

关键词分布式文件系统；吞吐率；存储介质

中图法分类号ＴＰ３０１

ＯＯＩ号：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１０．０１８７３

Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

ＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｔｏＳｔｏｒａｇｅ

Ｍｅｄｉｕｍ

ＳＵＮ

ｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ

ＹＡＮＧＧｕａｎｇ—Ｗｅｎ

ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。

ＸＵＣｈｕｎ—Ｃｏｎｇ

（ＴｓｉｎｇｈｕａＮａｔｉｏｎａｌ

ＨＵＡＮＧＸｉａｏ—Ｍｅｎｇ

ｆｏｒｈｙｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ

ＷＵＮｕｏ

ａｎｄ

Ｎｉｎｇ—Ｗｅｉ

ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ

１０００８４）

ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｔｈｅ

ｐｒｉｃｅａｎｄ

ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅ

ｄｉｓｋｓ，ＳＳＤ，ａｎｄ

ＤＲＡＭ，ａｎｄａｌｓｏｔｅｓｔｅｄｔｈｅｒｅａｄａｎｄｗｒｉｔｅｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｓｏｆＨＤＦＳ，ＭｏｏｓｅＦＳ，ａｎｄＣａｒｒｉｅｒＦＳｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｓｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍｓ．Ｔｈｅｎ，ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｓ

ａｎ

ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ—ｐｒｉｃｅｒａｔｉｏｆｏｒ

ｔｈｅｓｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍｓａｎｄａｌｓｏｐｒｅｄｉｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｒｅｎｄｓｏｆｔｈｅｉｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ—ｐｒｉｃｅｒａｔｉｏｉｎ２０１５ａｎｄ２０２０．Ｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ—ｐｒｉｃｅｒａｔｉｏａｎｄｐａｃｉｔｙｇｒｏｗｓ，ｉｔｗｉｌｌｂｅｃｏｍｅＳＳＤｄｕｅ

ｃａｉｌ

ａｒｅ

ｃａｎｓｅｅ

ｔｈａｔＤＲＡＭｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｈｉｇｈ

ａｃｃｅｓｓ

ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｈｉｇｈｌｙｐａｒａｌｌｅｌｒａｎｄｏｍ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ａｓｉｔｓ

ｎｅａｒ

ｃａ—

ａｎ

ｏｐｔｉｏｎａｌｄｅｖｉｃｅｆｏｒｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｈｅ

ｆｕｔｕｒｅ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ

ｐｒｏｖｉｄｅｂｅｔｔｅｒ

ａｃｃｅｓｓ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｈａｒｄｄｉｓｋｓ，ｉｔｈａｓｌｏｗｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ—ｐｒｉｃｅｒａｔｉｏ

ｔｏ

ｉｔｓｈｉｇｈｅｒｐｒｉｃｅａｎｄｓｍａｌｌｅｒｃａｐａｃｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｐｒｅｄｉｃｔｔｈａｔｉｎ２０１５，ｉｔｓｐｅｒ－

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ；ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ

的核心基础平台，分布式文件系统的重要性日益凸

引

吉嗣

显．目前，具有代表性的分布式文件系统有Ｇｏｏｇｌｅ

的ＧＦＳ（ＧｏｏｇｌｅＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ）Ｅ１３以及开源的Ｌｕｓｔｒｅ、

随着云存储应用范围的不断扩展，作为云存储ＨＤＦＳ、ＭｏｏｓｅＦＳ和清华大学研发的ＣａｒｒｉｅｒＦＳ等．

收稿日期：２０１０—０８—２２．本课题得到国家自然科学基金（６０８０３１２１，６０７７３１４５，９０８１２００１，６０９６３００５）、国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金（２０１０ＡＡ０１２４０１）资助．许春聪，男，１９８０年生，博士研究生，事要研究方向为云计算、分布式文件系统．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｃｃ０７＠ｍａｉｌｓ．ｔｓｉｎ—ｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃ１１．黄小猛。男。１９８０年生．博士。助理研究员．研究方向为数据网格、云计算和分布式文件系统．昊谱，男．１９８３年生，博士研究生，研究方向为分布式数据存储系统．孙宁伟，男，１９８７年生，本科，研究方向为分布式文件系统．杨广文，男，１９６３年生。博士，教授，博士生导师，研究领域为数据网格、云计算和分布式存储系统．

万方数据

计算机学报

这些分布式文件系统均面向大规模云存储应用．ＧＦＳ已在Ｇｏｏｇｌｅ内部得到了广泛应用，Ｈａｄｏｏｐ是应用ＭａｐＲｅｄｕｃｅ的分布式计算模型实现的分布式文件系统，目前应用非常广泛．清华大学计算机系设计的分布式文件系统ＣａｒｒｉｅｒＦＳ在清华大学校内存储了７０ＴＢ的文件数据，为校内文件资源共享提供

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