3.2 访问请求比例
通过比较Plan9文件系统在1993年5月31日与1993年6月1日的快照，可以得到被访问的文件，同时可以确定对每个文件的访问类型，根据需要，在对基本访问负载增强处理的过程中可以配置文件读写的比例，实验中，将读写比例设置为4:1，Pmax设置为10，Pmin设置为0.1，递减速率D0设置为0.98，使得文件的读写分布在500s左右的时间范围内按照一定的形式分布，将临时文件与被读的文件之间的比例设置为1:1。
图3 对比了基本访问负载增强前后的情况，可以看出，增强处理后，删除请求与创建请求均增加了3449个，这也是临时文件在系统中的个数，读请求在增强处理后与写请求的比例为3.15:1，之所以比例与预设的4:1不同，是由于根据比例生成时，对某些文件会预期生成大量的读请求;但按照算法生成时，在超过文件的创建时间和文件最近访问时间时，增强处理过程会结束。
图3 访问请求增强前后对比
在生成的读写访问中，顺序读与顺序写的比例如图4所示，由于在增强过程中临时文件都是整个文件的读写，所以把临时文件的读写当成随机读写看待，在设置过程中，顺序读写与随机读写的比例设置为4:1，增强处理后，随机读个数为229142个，占读请求总数的80.4%;随机写请求个数为77134个，占写请求总数的85.2%，造成这种差异的原因是，顺序读写是针对一个文件而言的，而读写请求在不同文件之间并不是平均分布，对其中一些文件的读写请求频繁，而对于另外的一些文件则读写较少。
图4 增强后顺序读写的比例
从结果可以看到，DMStone能够根据配置动态生成符合用户需求的访问负载，体现了真实应用场景中的负载特性。
3.3 访问分布
为体现文件访问请求的突发特性，对于文件访问而言，按照一定的函数在一定时间区域内分布，实验中参数设置与上一实验相同，即Pmax设置为10，Pmin设置为0.1，递减速率D0设置为0.98，这样设置使得每秒中访问量最多为10个，两个访问之间最大时间间隔为10s，我们对经过增强处理的访问负载进行了分析，对其中一个访问请求数较多的文件进行了统计，每隔10s统计这个文件的读访问总数，得到这个文件的访问的分布按照规律周期性出现文件访问密集区域，其中，一个周期的分布情况如图5所示。
图5 文件访问在一段时间上的分布
图5 中时间分布为相对时间，如同预期，对一个文件的访问能够按照指定参数体现访问请求的突发特性，在访问的集中区域，10s之内对此文件的访问请求有68个;在大部分的时间区域内，访问呈分散分布。
3.4 分级存储系统实测结果
3.4.1 数据分级存储能力测试
用DMStone对分级存储系统AIP进行了性能测试，AIP是一个基于策略的分级存储系统，它依据用户制定的数据管理策略，判断数据的价值，并将数据在不同存储层级之间进行迁移，将AIP运行在前面实验中生成的文件系统场景之上。
在实验中，使用三级存储池，其中假设主存储的容量为9GB，使用的两条数据迁移策略内容如下:
•策略A:当主存储池的空间利用率大于95%时，将最近访问时间是10天以前的文件迁移到二级存储池，直到主存储池的空间利用率小于85%，迁移过程中，按照文件从大到小的顺序迁移文件;
•策略B:将最近访问时间是150天以前的文件，从二级存储池迁移到三级存储池中。
实验中，每隔40s记录3个层级存储池的空间使用情况，如图6所示，在分级存储系统AIP迁移策略的管理下，文件在不同存储池之间动态迁移，随着迁移策略的执行，主存储池空间使用率减少，而二级、三级存储池中的空间使用率增加，使得数据得以在不同存储池中分布，说明DMStone生成的文件系统场景能够体现分级存储系统的应用环境情况，并最终体现分级存储的效果。
图6 存储池空间使用变化情况
3.4.2 I/O响应能力评测
为了对AIP的文件I/O性能进行评测，我们通过DMStone分别对使用AIP和不使用AIP时文件系统的I/O性能进行统计，对使用AIP的情况，在运行DMStone之前，我们将文件场景中最近访问时间是100天以前的文件迁移到二级存储设备中，以模拟AIP应用后的场景，DMStone在两种情况下均运行30分钟，在运行过程中，每隔10s统计1次10s内访问请求的平均响应时间，并在运行结束时统计其中读写比例、平均每秒的访问请求个数、1s内最大请求数及所有请求的平均响应时间，其中，响应时间统计结果如图7所示。
图7 运行AIP与不运行AIP时I/O请求响应时间对比
将DMStone运行在不同情况下，可以评测分级存储系统是否会对原系统造成较大影响，从而确定分级存储系统是否适合相关应用场景，在运行AIP时，测试得到所有请求的平均响应时间为0.375ms;而不运行AIP时，平均响应时间为0.365ms，从实验结果中可以看到，应用AIP后，几乎不会对原系统的I/O性能造成影响，说明AIP适宜应用在DMStone所模拟的场景中。
4 结论
已有分级存储系统评测方法通过播放一段时间的文件访问请求生成文件系统场景，因为彻底忽略了近期未被访问的文件而与分级存储的真实场景不符，本文提出了一个分级存储系统性能测试工具DMStone，它使用文件系统快照生成某一时刻的系统状态，并根据后续相邻快照间的差异提取访问负载的特征，进而生成后续的I/O负载。
使用Plan9文件系统快照的实验结果表明，DMStone能够提供某一时刻完整的文件系统状态，涵盖近期访问过的和长期不用的所有文件，此外，DMStone能够保证后续文件访问的局部性与真实应用场景相符合，我们应用DMStone对分级存储系统AIP进行了测试，验证了DMStone性能测试的有效性。
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