基于ExtFUSE的网络文件系统

舒新峰, 廉洋洋, 梁琛

doi:10.13682/j.issn.2095-6533.2025.05.008

西安邮电大学学报 ›› 2025, Vol. 30 ›› Issue (05) : 74 -84. DOI: 10.13682/j.issn.2095-6533.2025.05.008

基于ExtFUSE的网络文件系统

舒新峰, 廉洋洋, 梁琛

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摘要

针对目前网络数据量急剧增加所带来的传输性能压力、文件系统开发因内核紧密耦合而导致的困难，以及传统网络文件系统难以适配新型存储介质的问题，提出一种基于扩展用户态文件系统(Extended Filesystem in Userspace, ExtFUSE)的网络文件系统(Network File System, NFS)。该系统通过扩展伯克利数据包过滤器实现整体的网络元数据提取、缓存以及预处理功能，以减少数据进出内核空间时因用户-内核模式切换、上下文切换及内存拷贝所致的时间开销，并提升数据访问时的缓存命中率。将该系统部署于MinIO服务器，并将其与用户空间文件系统(Filesystem in Userspace, FUSE)、基于FUSE的Gluster存储架构(Gluster Storage Architecture with Filesystem in Userspace, Gluster-FUSE)之间的性能数据进行对比分析，以此评估所提系统的性能。实验结果表明，所提系统在元数据操作时间上较FUSE平均降低17.3%,较Gluster-FUSE降低12.1%;扩展数据获取操作耗时显著降低，缓存命中率达到92.19%,较FUSE提升4.5%,较Gluster-FUSE提升1.4%,验证了系统在提升网络数据传输效率和稳定性方面的有效性。