Μορφές Αποθήκευσης Εικονικών Δίσκων Για Την Αποδοτική Υποστήριξη Κλώνων, Στιγμιοτύπων Και Απαλοιφής Διπλοτύπων

Abstract

Η παρούσα εργασία στόχο έχει να προτείνει μια μορφή εικονικού δίσκου, η οποία θα καταφέρει να συνδυάσει τα πλεονεκτήματα της εξοικονόμησης χώρου από την απαλοιφή διπλοτύπων και την τεχνική COW για υποστήριξη στιγμιοτύπων και κλώνων, με την ακαριαία λήψη των στιγμιοτύπων, τον περιορισμό των εισαγόμενων μεταδεδομένων, την επιτάχυνση του συγχρονισμού απομακρυσμένων αντιγράφων και την υψηλή απόδοση που απαιτείται για εικονικούς δίσκους πρωτογενούς αποθήκευσης.Γι' αυτό αφού διερευνάται ο υποχώρος παραμέτρων της απαλοιφής διπλοτύπων και μελετώνται οι υπάρχουσες μορφές εικονικών δίσκων και οι ελλείψεις τους, προτείνεται ο χωρισμός του εικονικού δίσκου σε τεμάχια. Η αντιστοίχιση από τομείς του εικονικού δίσκου σε τεμάχια, γίνεται μέσω μιας δεντρικής δομής μεταδεδομένων, με εσωτερικούς κόμβους που βοηθούν στην πλοήγηση και κόμβους-φύλλα που δείχνουν στα τεμάχια. Η δενδρική δομή έχει το πλεονέκτημα της ακαριαίας λήψης ενός στιγμιοτύπου, αφού αντιγράφεται μόνο ο κόμβος-ρίζα. Επιπλέον προσφέρει και δυνατότητες για εξοικονόμηση μεταδεδομένων και ταχύτερο συγχρονισμό απομακρυσμένων αντιγράφων, εάν σε μια ακολουθία στιγμιοτύπων οι αλλαγές εντοπίζονται σε ένα κομμάτι του υποδέντρου. Σε σχέση με υπάρχουσες υλοποιήσεις, ο σχεδιασμός μας προσφέρει ενοποίηση των λειτουργιών εξοικονόμησης χώρου και ανεξαρτησία των τεμαχίων, των στιγμιοτύπων και των κλώνων οδηγώντας σε μια πιο ευέλικτη υλοποίηση που δεν εισάγει αρχιτεκτονικούς περιορισμούς και προσφέρει περισσότερες ευκαιρίες για εξοικονόμηση χώρου σε περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους.Υλοποιήσαμε τον παραπάνω σχεδιασμό θεωρώντας τις βασικές οντότητες ως αρχεία και γράψαμε έναν οδηγό μπλοκ συσκευής για τον προσομοιωτή εικονικών μηχανών QEMU. Έπειτα, δοκιμάσαμε διάφορα μικροσκοπικά και μακροσκοπικά φορτία εισόδου-εξόδου, ώστε να διαπιστώσουμε την απόδοση του δίσκου για τους διαφορετικούς συνδυασμούς μεγέθους τεμαχίου και ύψους του δέντρου. Παράλληλα, εξαγάγαμε θεωρητικά την επιβάρυνση σε μεταδεδομένα και διαπιστώσαμε τα οφέλη της δενδρικής δομής στην εξοικονόμηση μεταδεδομένων, με την βοήθεια ενός πραγματικού ίχνους λειτουργιών Ε/Ε.