可伸縮的交換性規(guī)則

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1、可伸縮的交換性規(guī)則——為多核處理器而設(shè)計(jì)的可伸縮性軟件摘要：無(wú)論接口操作何時(shí)運(yùn)行，都可以在一定程度上發(fā)揮可伸縮性的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)規(guī)則，開發(fā)者們創(chuàng)建了很多的可伸縮性軟件，從接口設(shè)計(jì)到通過執(zhí)行，測(cè)試以及評(píng)估。為了幫助開發(fā)者們運(yùn)用此規(guī)則而開發(fā)的新工具——Commuter，它能夠接受高級(jí)的接口模型和各種操作測(cè)試，它還能夠一個(gè)應(yīng)用的可伸縮性。我們將Commuter運(yùn)用于18POSIX調(diào)用，并利用其結(jié)果來指引新的研究操作系統(tǒng)內(nèi)核（sv6）的實(shí)施。Linux所產(chǎn)生的13664個(gè)測(cè)試中的68%是通過Commuter進(jìn)行的，并且發(fā)現(xiàn)了許多問題，這些問題將限制應(yīng)用的可伸縮性。Sv6所產(chǎn)生的測(cè)試中則有99%是通

2、過Commuter進(jìn)行的。Dandelion：異構(gòu)系統(tǒng)的編譯程序和運(yùn)行時(shí)間摘要：異構(gòu)系統(tǒng)中包含了多個(gè)擁有不同抽象編程和運(yùn)行時(shí)間的執(zhí)行程序，以使得它們可以具有挑戰(zhàn)性，因此電腦系統(tǒng)逐漸依賴于異構(gòu)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)更加卓越的性能，可伸縮性以及能量有效性。Dandelion這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是為了讓平行數(shù)據(jù)運(yùn)用程序?qū)崿F(xiàn)可編程性。Dandelion為異構(gòu)系統(tǒng)提供了一個(gè)統(tǒng)一化的編程模型，跨距了多種多樣的執(zhí)行程序，包括了CPUs（中央處理器），GPUs（繪圖處理器），F(xiàn)PGAs（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列），以及TheCloud。它采用了LINQ.NET（語(yǔ)言集成查詢）途徑，將平行數(shù)據(jù)運(yùn)算符融于通用編程語(yǔ)言，例如：C#和F

3、#。因此它為用戶定義的函數(shù)提供了一個(gè)富有表現(xiàn)力的數(shù)據(jù)模型和本地語(yǔ)言集成，使得程序員利用標(biāo)準(zhǔn)的高水平語(yǔ)言和開發(fā)工具編寫軟件。Dandelion自動(dòng)透明地將程序中一部分平行數(shù)據(jù)分發(fā)到空閑的計(jì)算資源中去，包括分散執(zhí)行式的計(jì)算集群，平行執(zhí)行式的CPU和GPU的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的核心。為了使得GPUs的.NET編碼能夠自動(dòng)執(zhí)行，Dandelion將.NET編碼和CUDA的核心程序交叉編制，并使用PTask運(yùn)行時(shí)間來管理GPU的執(zhí)行程序。這章節(jié)就介紹了Dandelion的設(shè)計(jì)和執(zhí)行，著重于介紹CPU和GPU的執(zhí)行，我們運(yùn)用了一系列的手段來評(píng)價(jià)這個(gè)系統(tǒng)。內(nèi)核的快速動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯摘要：動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯（DBT）是一

4、個(gè)擁有幾個(gè)重要應(yīng)用軟件的強(qiáng)勁技術(shù)，系統(tǒng)級(jí)二進(jìn)制翻譯運(yùn)用于虛擬機(jī)監(jiān)視程序的執(zhí)行和操作系統(tǒng)（OS）內(nèi)核的儀表化。在最近的設(shè)計(jì)中，二進(jìn)制翻譯在密集型內(nèi)核的工作負(fù)載中的運(yùn)用十分頻繁，例如：在虛擬機(jī)監(jiān)視程序的系統(tǒng)調(diào)用納基準(zhǔn)測(cè)試中顯示有超十倍的減速，在操作系統(tǒng)內(nèi)核的Imbench微基準(zhǔn)測(cè)試中顯示有2-5倍的減速。這些額外負(fù)擔(dān)直接導(dǎo)致了為正確處理內(nèi)核機(jī)制為產(chǎn)生的額外工作，例如：中斷，異常和物理CPU并發(fā)。我們提出了一個(gè)內(nèi)核級(jí)二進(jìn)制翻譯機(jī)制，它甚至在大型內(nèi)核應(yīng)用軟件中都具備近乎本機(jī)的性能。我們的翻譯機(jī)制可以緩和透明度要求和充分的運(yùn)用內(nèi)核不定量來消除減速的根源。在未被更改的Linux操作系統(tǒng)中這個(gè)翻譯機(jī)制制

5、可以作為一個(gè)可加載模塊，在多重處理器的硬件中指導(dǎo)性能和可伸縮性的測(cè)試。雖然我們的測(cè)試只針對(duì)Linux操作系統(tǒng)，而且我們的體制很普通，但是我們只利用典型的內(nèi)核設(shè)計(jì)模式，而不僅僅只針對(duì)Linux的特點(diǎn)。例如，在運(yùn)行Apacheweb服務(wù)器時(shí)，我們的翻譯機(jī)制就比之前的內(nèi)核級(jí)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制翻譯（DBT）機(jī)制的執(zhí)行速度快三倍。源文件系統(tǒng)的復(fù)制、歷史記錄和移植摘要：源是各種設(shè)備中管理用戶數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)，在現(xiàn)代環(huán)境中，人們期望能夠隨時(shí)訪問文件，同步數(shù)據(jù)，從故障磁盤中恢復(fù)數(shù)據(jù)，訪問舊版本和共享數(shù)據(jù)。為了滿足這些需求的關(guān)鍵在于通過設(shè)備保存和復(fù)制文件系統(tǒng)的歷史記錄，如今，設(shè)備已被作為超過廣域網(wǎng)絡(luò)(WAN)帶寬和管

6、理數(shù)據(jù)大小的儲(chǔ)存空間。復(fù)制提供了在多個(gè)設(shè)備中獲取文件的途徑。歷史記錄提供同步和離線訪問，復(fù)制和歷史記錄都提供備份，通過快照而避免任何細(xì)節(jié)出故障。實(shí)際上，源是完全對(duì)等的，為近距離用戶設(shè)備之間的同步化提供機(jī)會(huì)，確保文件系統(tǒng)作為單個(gè)復(fù)制品的可使用性。歷史記錄的跨文件系統(tǒng)共享是通過一個(gè)被稱為移植的新型機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)評(píng)價(jià)辨明，作為一個(gè)局部文件系統(tǒng)，源與用戶空間（FUSE）的loopback驅(qū)動(dòng)器中的文件系統(tǒng)相比具有較低開銷。作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，廣域網(wǎng)（WAN）中的源比局域網(wǎng)（LAN）中的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）更加優(yōu)秀?；ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)的異步入侵復(fù)蘇摘要：互聯(lián)系統(tǒng)要從侵害中恢復(fù)正常是很困難的，因?yàn)橐坏┎?/p>

7、毒進(jìn)入系統(tǒng)的某一部分，就有可能傳播到系統(tǒng)的其他部分，查出受侵害系統(tǒng)并從中恢復(fù)需要大量的手動(dòng)工作。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是互聯(lián)系統(tǒng)的一個(gè)重要例子，它頻繁的使用開放授權(quán)協(xié)議和RESTAPIs協(xié)議來連接其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。本章節(jié)介紹了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的入侵恢復(fù)系統(tǒng)——Aire。Aire面臨著幾個(gè)挑戰(zhàn)，例如：當(dāng)一些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不可獲取時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間進(jìn)行修復(fù)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)沒有被全部修復(fù)時(shí)，為其提供適當(dāng)?shù)囊恢滦员ＷC。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Aire能修復(fù)四種實(shí)質(zhì)性的攻擊，包