基于沖突檢測(cè)的通信數(shù)據(jù)多路徑自適應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)＊

鄭振峰

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安710300)

1 引言

如何快速有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一直都是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，傳統(tǒng)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別存儲(chǔ)內(nèi)容，主要是依靠文件系統(tǒng)利用主機(jī)CPU管理訪問(wèn)請(qǐng)求，并利用鎖機(jī)制[1]控制訪問(wèn)請(qǐng)求之間的路徑?jīng)_突；但是這與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的多路徑數(shù)據(jù)分布特性不相符，對(duì)通信數(shù)據(jù)無(wú)法做出精準(zhǔn)的分析。再加上鎖機(jī)制是以文件為單位的，這也在一定程度上大大限制了訪問(wèn)請(qǐng)求的多路徑[2]并行，與通信系統(tǒng)特性發(fā)生沖突。與此同時(shí)，鎖機(jī)制需要將相應(yīng)的進(jìn)程在阻塞和就緒狀態(tài)之間進(jìn)行調(diào)度，也影響了存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O性能[3]。

目前，大部分的存儲(chǔ)系統(tǒng)依然使用PCIe(peripheral component interconnect express)或SAS(serial attached SCSI)等接口，這些接口也是影響存儲(chǔ)設(shè)備I/O性能的原因之一，再加上現(xiàn)在的存儲(chǔ)設(shè)備主要是利用CPU主機(jī)來(lái)控制訪問(wèn)請(qǐng)求，通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備接口獲取數(shù)據(jù)狀態(tài)信息，這就需要存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)之間頻繁地互換信息，進(jìn)一步加重了存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)I/O 性能的影響，同時(shí)還占用了較大的CPU?？偟膩?lái)說(shuō)，存儲(chǔ)設(shè)備現(xiàn)有的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度致使I/O 棧(I/O stack)成為影響I/O 性能的重要原因之一。但是目前現(xiàn)有的存儲(chǔ)系統(tǒng)還缺乏更優(yōu)的存儲(chǔ)機(jī)制。文獻(xiàn)[4]設(shè)計(jì)基于DSP 的多元數(shù)據(jù)同步采集與存儲(chǔ)系，將DSP 作為中央處理芯片，利用CF 卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)自容式存儲(chǔ)，此方法具有較高的存儲(chǔ)精度，但是可擴(kuò)展性較差。文獻(xiàn)[5]設(shè)計(jì)一種機(jī)載高安全高可靠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用應(yīng)急關(guān)鍵數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀技術(shù)保障通信數(shù)據(jù)安全，通過(guò)Nand-Flash 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)操作，此方法在保障通信數(shù)據(jù)安全性上具有較高的價(jià)值，但是數(shù)據(jù)傳輸能耗較高。

為此，本文利用沖突檢測(cè)對(duì)通信數(shù)據(jù)的特征進(jìn)行分析，并以此對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的遷移，最終獲得檢測(cè)條件和響應(yīng)時(shí)間。在此基礎(chǔ)上完成存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建，以存儲(chǔ)卡和上位機(jī)完成數(shù)據(jù)的過(guò)濾、解封裝和重組以及存儲(chǔ)，構(gòu)建穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境。

2 基于沖突檢測(cè)的通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析

2.1 通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)

分析金字塔模型和奇異熵的通信數(shù)據(jù)機(jī)制，提取通信數(shù)據(jù)特征點(diǎn)，觀察單位時(shí)間內(nèi)通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征值的變化趨勢(shì)，計(jì)算其平均值和梯度值，進(jìn)而對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突檢測(cè)，詳細(xì)步驟如下所示：

金字塔時(shí)間模型主要可用來(lái)描述多個(gè)通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)aggi表示通信數(shù)據(jù)特征值，T表示通信數(shù)據(jù)從開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)刻所需的時(shí)間，在時(shí)域計(jì)算復(fù)雜聚合需求的聚類(lèi)值可以計(jì)算出金字塔時(shí)間模型(tpast，tnow)描述的通信結(jié)構(gòu)的聚類(lèi)序列，利用(tpast，tnow)時(shí)域中通信結(jié)構(gòu)的聚集需求的絕對(duì)誤差如下所示：

式中，(aggnow-aggpast)為時(shí)間窗口上(tpast，tnow)的近似總價(jià)值，(aggnow-aggs)為(tnow，ts)上的近似總價(jià)值。通信系統(tǒng)的每一層結(jié)構(gòu)中都包含著矢量信息，包含的矢量信息越多，表示時(shí)間的信息點(diǎn)也就越多，那么所得結(jié)果也就更加地精準(zhǔn)。

將質(zhì)數(shù)分配給通信系統(tǒng)中每一個(gè)項(xiàng)目集I的每一個(gè)項(xiàng)Ii，每個(gè)項(xiàng)Ii中，均有mi+1mi，那么用來(lái)記錄通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的哈希函數(shù)就是：

其中，d(Ix)表示首次出現(xiàn)Ix的位置信息，還需要進(jìn)一步確定d(Ix)在子項(xiàng)目集中首次出現(xiàn)的位置，這就需要對(duì)子項(xiàng)目集進(jìn)行分組：

通過(guò)以上對(duì)奇異熵結(jié)果的計(jì)算過(guò)程，可以確定通信數(shù)據(jù)特征值的有效階次[6]為：

其中，k表示奇異熵的有效數(shù)，m為奇異熵總數(shù)，△R0則表示奇異熵的增加量。

通過(guò)式(5)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)二維數(shù)組S的奇異值分解結(jié)果，可以獲得S=U∧VH為奇異值分解矩陣∧中對(duì)角線的信息。具體的通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)流程如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，首先需要獲取存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)位置，得出奇異熵的增加量；然后，判斷矢量信息是否＞1，結(jié)果為是，則更新通信系統(tǒng)請(qǐng)求，生成檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行奇異值分解，然后生成錯(cuò)誤報(bào)告，輸出通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)結(jié)果。結(jié)果為否，則直接生成錯(cuò)誤報(bào)告，輸出通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)結(jié)果。以上計(jì)算過(guò)程說(shuō)明了沖突檢測(cè)對(duì)通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)原理，該原理計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，結(jié)果精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了高效率的沖突檢測(cè)。

2.2 通信數(shù)據(jù)檢測(cè)條件與響應(yīng)時(shí)間

在檢測(cè)之前，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到通信系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)中待識(shí)別數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的局部等價(jià)類(lèi)，以分配沖突檢測(cè)任務(wù)；然后根據(jù)分配結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移[7]，對(duì)數(shù)據(jù)沖突識(shí)別的反應(yīng)成本模型進(jìn)行了建立。具體實(shí)施過(guò)程如下：

假設(shè)，Si為通信系統(tǒng)中以節(jié)點(diǎn)PD(Di)的名義進(jìn)行數(shù)據(jù)處理需要的時(shí)間，完成所有的數(shù)據(jù)預(yù)處理后，進(jìn)一步檢索網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本地等價(jià)類(lèi)，最終完成對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沖突檢測(cè)任務(wù)分配。

對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)φj，j[1，m]進(jìn)行沖突檢測(cè)，節(jié)點(diǎn)的表示信息也可看作是該節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行節(jié)點(diǎn)。完成沖突檢測(cè)后，根據(jù)任務(wù)分配的結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移。Di-out表示遷出數(shù)據(jù)，△Di-in表示遷入數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出整個(gè)通信系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)遷移量，表達(dá)式如下：

當(dāng)系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)完成遷移之后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)沖突檢測(cè)任務(wù)分配的結(jié)果完成局部等價(jià)聚合。

假設(shè)merge(ECi)表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Si進(jìn)行局部等價(jià)類(lèi)聚合的所需的時(shí)間，ECi表示待檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的局部等價(jià)類(lèi)聚合，表示通信數(shù)據(jù)遷移和局部等價(jià)類(lèi)聚完成后網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Si上的待檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，check()表示沖突檢測(cè)所需要的時(shí)間，那么就可以利用式(7)將通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中集合沖突檢測(cè)總響應(yīng)時(shí)間代價(jià)模型定義為：

式中，PD(Di)表示通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)通信數(shù)據(jù)做預(yù)處理所需時(shí)間，bω表示網(wǎng)絡(luò)帶寬，merge(ECi)表示獲得全局等效類(lèi)所需的時(shí)間。

假設(shè)，tcij表示第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在第j個(gè)節(jié)點(diǎn)上檢測(cè)所需的時(shí)間，tmij代表在第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在第j個(gè)節(jié)點(diǎn)上局部等價(jià)聚類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聚合所需的時(shí)間，依據(jù)costRT()，可知最小通信數(shù)據(jù)遷移耗時(shí)為，通信數(shù)據(jù)局部等價(jià)類(lèi)聚合耗時(shí)，為通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)耗時(shí)。將捕獲的通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分配后，通信數(shù)據(jù)遷移、局部等價(jià)類(lèi)時(shí)間和沖突檢測(cè)時(shí)間相加所需時(shí)間最少，假設(shè)xij為第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在第j個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的局部部分，把第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配到第j個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，符合x(chóng)ij=1，否則符合x(chóng)ij=0，可將該問(wèn)題轉(zhuǎn)換成以下整數(shù)規(guī)劃的問(wèn)題，那么目標(biāo)函數(shù)[8]的表達(dá)式就可以表示為：

約束條件為：

其中，te表示系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖突檢測(cè)所需的時(shí)間，表示第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的LHS部分在整體中所占的比例，表示第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的LHSRHS部分在整體中所占的比例，表示第i個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)LHS部分在第j個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上所占的比例，表示LHSRHS部分在第j個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上所占的比例。

3 基于沖突檢測(cè)的通信數(shù)據(jù)多路徑存儲(chǔ)系統(tǒng)

通信數(shù)據(jù)多路徑自適應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示，主要是由采集卡、上位機(jī)和大容量flash存儲(chǔ)卡構(gòu)成。

光纖模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將其傳輸?shù)讲杉?。采集卡?jīng)過(guò)重新配置和打印，然后通過(guò)Aurora接口傳輸?shù)酱鎯?chǔ)卡上，該存儲(chǔ)卡實(shí)現(xiàn)了如下功能：從Aurora發(fā)送數(shù)據(jù)，在大容量flash 中快速存儲(chǔ)，然后用DSP 存儲(chǔ)卡處理PCI并傳輸?shù)巾攲觙lash。以前的PCI總線控制采集卡和存儲(chǔ)卡，保證數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確無(wú)誤地轉(zhuǎn)儲(chǔ)到上位機(jī)硬盤(pán)中。

3.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件

為了適應(yīng)通信系統(tǒng)的特性，存儲(chǔ)卡可同時(shí)存儲(chǔ)多路徑數(shù)據(jù)，并對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、解封裝和重組，將重復(fù)數(shù)據(jù)去除掉，節(jié)省內(nèi)存存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，并在一定程度上保證了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。存儲(chǔ)卡整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖3所示。

存儲(chǔ)卡內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的分類(lèi)，主要有三個(gè)類(lèi)別：一類(lèi)為FC 幀、一類(lèi)為FC 原語(yǔ)信號(hào)、另一類(lèi)為其他形式的數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)卡工作的主要原理：對(duì)新存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾篩選，過(guò)濾規(guī)則通過(guò)上位機(jī)軟件與存儲(chǔ)卡之間的PCI 總線接口寫(xiě)入過(guò)濾模塊中，執(zhí)行開(kāi)始指令。存儲(chǔ)卡將需要過(guò)濾的信息從GTX接口傳送至過(guò)濾模塊中，通過(guò)過(guò)濾的數(shù)據(jù)將進(jìn)入幀解析模塊，未通過(guò)的數(shù)據(jù)則被系統(tǒng)永久刪除。幀解析模塊確定FC幀的幀長(zhǎng)，并將詳細(xì)信息寫(xiě)入描述符傳送給幀重組模塊。幀重組模塊將接收到的描述符和FC 幀一一對(duì)應(yīng)結(jié)合在一起，并傳送至Aurora 接口。如果不進(jìn)行過(guò)濾操作，上位機(jī)軟件直接通過(guò)PCI 總線接口對(duì)存儲(chǔ)卡執(zhí)行存儲(chǔ)命令，GTX 數(shù)據(jù)不需要過(guò)濾直接傳輸?shù)綆馕瞿K，解析模塊必須為三種不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型創(chuàng)建出不同的描述符，然后創(chuàng)建它們的幀重組模塊send。幀重組模塊分別對(duì)應(yīng)于這三個(gè)描述符，F(xiàn)C幀并將其傳輸?shù)紸urora 接口。幀重組模塊的極光接口直接連接到存儲(chǔ)卡的極光接口，重構(gòu)后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)卡實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。

存儲(chǔ)卡硬件部分FPGA 主要有6 個(gè)部分組成：GTX接口、過(guò)濾模塊、幀解析/重組模塊、Aurora 接口和PCI總線接口。

(1) GTX接口：GTX接口由GTX核來(lái)控制，可將系統(tǒng)中的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)化、比特同步和8B10B編解碼。

(2) 過(guò)濾模塊：過(guò)濾規(guī)則由RAM上位機(jī)軟件控制，當(dāng)數(shù)據(jù)進(jìn)入到過(guò)濾模塊后，會(huì)提取FC 幀中的所有字符信息，和RAM 中的進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)過(guò)濾規(guī)則的將直接傳送至下一階段，未能通過(guò)過(guò)濾規(guī)則的則被系統(tǒng)直接刪除。

貧困農(nóng)村男青年婚戀困難還可能使農(nóng)村婚姻道德和社會(huì)倫理道德受到嚴(yán)重沖擊?，F(xiàn)階段農(nóng)村社會(huì)“閃婚閃離”現(xiàn)象較為普遍，很多不道德和丑惡的社會(huì)現(xiàn)象得以滋生。同時(shí)，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于女青年嚴(yán)重短缺，女青年在婚姻締結(jié)談判過(guò)程中占據(jù)主動(dòng)權(quán)，而且在婚后家庭生活中也比較強(qiáng)勢(shì)，甚至不能維持對(duì)公婆的基本孝順和尊敬，家庭生活稍有不如意，便以離婚、離家出走相要挾。這些現(xiàn)象的存在，影響了農(nóng)村的社會(huì)安定，也沖擊了傳統(tǒng)社會(huì)的夫妻相敬如賓、家庭恩愛(ài)和睦、孝順公婆等社會(huì)倫理道德。

(3) 幀解析模塊：幀解析模塊主要對(duì)通信系統(tǒng)中的三種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)做出處理。

針對(duì)FC幀這類(lèi)數(shù)據(jù)，當(dāng)解析模塊檢測(cè)到含有SOF類(lèi)型的數(shù)據(jù)開(kāi)始接收命令，直到檢測(cè)到含有EOF 類(lèi)型的數(shù)據(jù)停止工作。并計(jì)算此次接收數(shù)據(jù)的幀長(zhǎng)，在幀尾處構(gòu)建該FC 幀的描述符信息。描述符中一般包含有數(shù)據(jù)類(lèi)型的標(biāo)志、幀長(zhǎng)和時(shí)標(biāo)等信息。對(duì)于原語(yǔ)信號(hào)，在FC協(xié)議中，原語(yǔ)信號(hào)的表現(xiàn)形式為一個(gè)雙字(DW：Double Word)。為了節(jié)省存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，當(dāng)通信系統(tǒng)中幀間隙發(fā)送原語(yǔ)IDLE時(shí)，連續(xù)出現(xiàn)的原語(yǔ)信息僅構(gòu)建一個(gè)描述符。對(duì)于其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)，在接收后只需要構(gòu)建一個(gè)描述符傳送給后面的步驟進(jìn)行重組即可。因?yàn)檫@類(lèi)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的幾率很小，而且基本都是無(wú)用數(shù)據(jù)。

(4) 幀重組模塊：這一模塊的主要功能是將傳送過(guò)來(lái)的描述符和FC幀一一對(duì)應(yīng)，重新組合在一起。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：首先將接收到的描述符和FC幀分別存在不同的先進(jìn)先出FIFO(First In First Out)中，然后對(duì)其判斷，如果描述符與FC 幀是對(duì)應(yīng)的則傳送給Aurora 接口，根據(jù)描述符中的幀長(zhǎng)信息讀幀F(xiàn)IFO；如果描述符和FC 幀不對(duì)應(yīng)，則直接傳送給Aurora 接口即可，無(wú)需進(jìn)行下一步操作。這樣就完成了數(shù)據(jù)重組。

(5) Aurora 接口：Aurora 協(xié)議是一種占用內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)極低、并且協(xié)議不明確的輕量級(jí)鏈路層協(xié)議。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以在任意硅片器件或者軟件中操作，適用范圍較廣。

(6) PCI總線接口：PCI總線接口主要的工作內(nèi)容是執(zhí)行存儲(chǔ)、過(guò)濾命令，并實(shí)行上位機(jī)軟件的過(guò)濾規(guī)則。存儲(chǔ)卡通過(guò)配置PCI核實(shí)現(xiàn)以上功能，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)工作。

3.2 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)的軟件部分主要是由上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)卡的管理和控制。上位機(jī)軟件與存儲(chǔ)卡之間通過(guò)PCI總線接口進(jìn)行連接。上位機(jī)對(duì)存儲(chǔ)卡的控制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

(1) 開(kāi)始/停止存儲(chǔ)命令，顯示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的大小，以及轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作；

(2) 控制存儲(chǔ)卡是否接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在flash 中，并監(jiān)視存入數(shù)據(jù)的大小。上位機(jī)軟件還可以通過(guò)PCI總線接口將flash中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中。

4 系統(tǒng)性能測(cè)試

系統(tǒng)性能測(cè)試中路徑數(shù)量越多的數(shù)據(jù)沖突數(shù)量會(huì)越小，為了保證本文提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)可以有效地運(yùn)行，對(duì)該系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試，確保該系統(tǒng)的整體功能和性能滿足通信系統(tǒng)多路徑的需求，這也是系統(tǒng)性能測(cè)試的目的。

在測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，選擇網(wǎng)絡(luò)虛擬服務(wù)器來(lái)模擬路由器，數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)模塊用C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，選取30條通信數(shù)據(jù)。圖4所表示的信息是，當(dāng)沖突檢測(cè)數(shù)量由30條突然增加到210條時(shí)，不同系統(tǒng)檢測(cè)所用時(shí)間的增長(zhǎng)幅度變化趨勢(shì)。

通過(guò)圖4可以看出，隨著沖突檢測(cè)任務(wù)的增加，檢測(cè)時(shí)間也隨之增加。當(dāng)檢測(cè)數(shù)量為120條時(shí)，文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)的所用時(shí)間為130ms，文獻(xiàn)[5]系統(tǒng)的所用時(shí)間為125ms，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的所用時(shí)間為90ms。當(dāng)檢測(cè)數(shù)量為210 條時(shí)，文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)的所用時(shí)間為168ms，文獻(xiàn)[5]系統(tǒng)的所用時(shí)間為160ms，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的所用時(shí)間僅為130ms。由此可見(jiàn)，本文對(duì)數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)的算法可以在復(fù)雜的通信環(huán)境中，利用較短的時(shí)間來(lái)完成計(jì)算。

表1 沖突檢測(cè)數(shù)據(jù)量、占用內(nèi)存大小及總體耗費(fèi)時(shí)間

隨著通信數(shù)據(jù)的暴增，此次實(shí)驗(yàn)還對(duì)完成沖突檢測(cè)后的數(shù)據(jù)占用存儲(chǔ)空間的大小以及總體耗費(fèi)的時(shí)間做了實(shí)驗(yàn)。自適應(yīng)性能通過(guò)系統(tǒng)存儲(chǔ)耗時(shí)指標(biāo)來(lái)驗(yàn)證，系統(tǒng)存儲(chǔ)耗時(shí)越久說(shuō)明自適應(yīng)性越好，系統(tǒng)存儲(chǔ)耗時(shí)越短說(shuō)明自適應(yīng)性越差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

通過(guò)表1可以看出，當(dāng)沖突檢測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)量不同時(shí)占用的存儲(chǔ)空間大小和總體耗費(fèi)時(shí)間也是不同的。數(shù)據(jù)由30條突然增加至210條，占用的存儲(chǔ)空間大小變化不是很明顯。這主要是因?yàn)榇鎯?chǔ)系統(tǒng)的過(guò)濾和重組功能，過(guò)濾掉了無(wú)用信息，大大節(jié)省了存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)，使存儲(chǔ)內(nèi)存利用得更加合理、高效，并且耗費(fèi)的時(shí)間也比較少。

同時(shí)，此次實(shí)驗(yàn)還對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)大小在CPU上的開(kāi)銷(xiāo)差異做了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)環(huán)境同上，對(duì)不同大小的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)在CPU上的占用率進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖5可知，不同大小的存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)使得CPU 的占用率發(fā)生了很大的變化。實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)，CPU 的占用率為75%。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，可以發(fā)現(xiàn)，占用率逐漸從3．2%上升至28%，但整體數(shù)據(jù)都在30%以下，可以保證計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行、不卡頓。所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均在可接受范圍內(nèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章提出基于沖突檢測(cè)的通信數(shù)據(jù)多路徑自適應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)。首先對(duì)通信數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)的沖突檢測(cè)，并以此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突分配，不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)經(jīng)由存儲(chǔ)卡完成遷移、過(guò)濾、解析和重組，由上位機(jī)軟件控制將數(shù)據(jù)描述符和FC幀一一對(duì)應(yīng)并完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。通過(guò)系統(tǒng)性能測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定性較高，且占用的計(jì)算機(jī)CPU 開(kāi)銷(xiāo)較小，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求。