[发明专利]一种存储系统IO处理路径动态跟踪实现优化系统性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储系统IO路径跟踪领域，具体涉及一种适用于网络存储系统IO处理跟踪，通过对IO响应时间的分析确认系统瓶颈已达到优化系统性能的技术。 

技术背景

随着网络应用的高速发展，存储系统往往同时处理大量的IO请求，无论是采用同步抑或异步的处理方式，由于受到硬件资源以及软件自身性能的限制，在系统处理IO请求的过程中会有很长一部分时间处于等待响应阶段，大量没有及时处理的IO请求就会导致系统处理阻塞，进而形成系统性能瓶颈。 

对于存储系统的开发来说，性能测试是一个极其重要的测试阶段，通常存储系统的性能测试采用大量数据同时读写的方式，通过频繁的向系统执行读写操作来验证系统处理请求的能力，进而评判系统性能。而在性能测试阶段，由于频繁读写造成的系统瓶颈是非常常见的错误，为了尽快解决问题，及时定位系统瓶颈就显得尤为重要。 

针对这一问题，本发明设计一种系统IO路径跟踪机制，从IO请求传递到系统开始就对其进行监控跟踪，通过计算每次处理时间来定位IO瓶颈问题，从而及时解决问题，提高系统性能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种存储系统IO处理路径动态跟踪以达到优化系统性能的方法。 

本发明的目的是按以下方式实现的，存储系统性能的主要衡量因素有IO吞吐量以及系统处理IO的响应时间：IO的响应时间是指用户从输入信息到系统完成任务给出处理时间，IO的吞吐量是整个系统在单位时间内完成的任务量，应用服务器通过网络对存储系统发送读写请求，对于每次设备中的IO请求进行跟踪，在存储系统处理请求的过程中引入IO请求检查机制，为每个过程模块设置IO处理标识，计算每个处理结点的响应时间，通过公式计算整个IO请求的总处理时间并通过日志形式进行记录，通过日志中显示的处理IO请求的时间进行正确定位错误并进行改进； 

本发明的有益效果是：缩短某一用户或服务的响应时间，分配给它更多的资源，根据应用要求和存储系统具体运行环境和状态进行性能优化调整，通过改变各个用户和服务程序所分配的系统资源，充分发挥系统能力，用尽量少的资源满足用户要求，达到为更多用户服务的目的。 

附图说明

图1是闭合排队网络模型图； 

图2是处理时间曲线图。 

具体实施方式

参照附图对本发明的存储系统IO处理路径动态跟踪以达到优化系统性能的方法作进一步说明。优化系统性能步骤如下： 

IO请求处理流程 

1)在通常的存储系统来说，客户端的IO请求首先由网络接口卡(NIC)读入，然后从主机IO总线发送到相应的设备驱动程序。设备驱动程序再把它传送到存储系统，然后，由客户IO程序处理该请求。 

2)针对这一处理IO请求的过程，建立一个闭合排队网络模型：客户端对存储系统的读写请求，通过网络传输到远端的存储系统，存储系统在在接收到数据包之后，解析出原数据以及命令，将请求通过设备驱动程序对存储设备完成具体的读写操作，最后将相应信息在反馈给客户端。 

3)基于此设计一个闭合排队网络模型(如图1)，可以将IO处理流程中的主要环节抽象为一个个服务节点，其中客户端和存储系统段可以抽象为CPU服务节点(C)，网卡抽象为网卡服务节点(N)。CPU服务节点负责处理本地的应用程序和数据，网卡服务节点通过网卡向网络中发送或接收数据，网络传输节点(R)通过网络传输数据，磁盘IO节点负责对磁盘(D)进行读写操作。 

4)在存储系统内部处理IO请求的流程： 

a)a)IO请求进入系统环境队列等待处理：当IO请求到达存储系统时，它被放在系统环境的队列中。系统环境由存储系统内核和一些进程组成，这些进程为所有的系统功能提供资源调度，系统功能包括应用处理、通信及IO调度等。争用资源的进程数量和资源本身的性能决定着系统的总体性能，包括IO请求的服务。 

b)IO请求的检验：当资源满足处理IO请求的需要时，文件系统将接管这个请求，并进行创建一个文件或者写入新的数据等一些列检验。