[发明专利]用于分配共享存储资源的系统和方法

说明书

背景技术

典型地，大规模共享存储系统向具有不同性能要求的多个应用或工作负荷级别提供数据。用于控制这样的存储系统中的资源分配的现有服务质量（Quality of Service, QoS）方法通常分为三个主要类别：（1）基于公平调度算法的I/O调度，（2）在磁盘的时间分片，以及（3）控制理论方法。现有资源分配技术的局限在于它们主要集中于公平性却没有考虑公平性和I/O效率之间的权衡。

当具有不同性能要求、优先级和工作负荷特性的多个应用共享存储器时，可能难以确保每个都接受到特定的性能要求。此外，如果共享的存储资源有限，则越高优先级的应用可能体验到越少的性能衰退。存储器管理员常常通过在应用之间对共享存储器进行静态划分来解决该问题。然而，此方法丢掉了使用共享存储器的许多好处，原因在于一个应用不能利用另一应用所留下的空闲资源。

因此，在共享存储分配的情况下出现了多种问题。第一，如何能够对共享存储设备的随时间变化的不同存储工作负荷进行处理以确保每个存储工作负荷至少达到其目标性能？第二，在当不可能满足所有目标性能时的时段期间，如何能够动态分配共享存储器以使得最高优先级的工作负荷受到的影响最小？以及第三，如何在共享存储设备具有多个独立端口，并且工作负荷可以使用任意随时间变化的端口组合来访问共享资源时实现以上情形？

因此，向在相关联的处理系统上执行的应用分配共享存储资源同时使得空闲资源最小化的有效技术已经被证明是难以达到（elusive）的。

附图说明

图1是依据本发明一个实施例的用于控制共享存储资源的分配的系统的示意性图示；

图2是依据本发明另一实施例的用于控制共享存储资源的分配的系统的示意性图示；

图3是描绘依据本发明又一实施例的控制共享存储资源的分配的方法的流程图。

具体实施方式

根据结合借助示例一起举例说明了本发明的特征的附图所进行的以下详细描述，本发明的特征和优势将是显而易见的。

在多个应用之间共享的存储系统中，利用所述存储系统的每个应用具有使用诸如延迟时间、吞吐量等之类的该应用感兴趣的度量所指定的性能目标。可以给每个应用赋予以优先级，其表示该应用在共享存储系统的客户之间的相对重要性。因此，假设可获得充足的资源，则共享存储系统的一个目标可能是向应用提供所需水平的性能，诸如I/O延迟时间或I/O吞吐量。在峰值负荷期间，当共享存储资源量可能不足以适应所有应用时，能够也可能向较高优先级应用分配资源同时限制分配到较低优先级应用的资源。

本发明提供了用于在对多种多样的应用I/O要求以及变化的工作负荷需求和特性进行处理时分配共享存储资源以满足应用和/或整体系统性能目标的有效机制。例如，可以阻止失控（runaway）应用急剧降低其它应用的性能。

典型地，许多共享存储系统具有多个I/O端口，应用通过这些I/O端口访问共享数据。在本发明的一个实施例中，利用资源控制器来调整在每个端口运行的独立端口调度器的参数。在系统上执行的每个应用可以使用I/O端口中的一个或多个来访问数据，并且可以通过每个端口发送或接收不同的数据量。所述资源控制器可以根据工作负荷条件、应用混合、工作负荷性能目标等来调整每个端口处的端口调度器的参数设置。也可以进行协调横跨多个端口的参数设置以达到单独的应用的整体性能目标。

如图1所示，提供了一种用于控制共享存储资源的分配的系统10。这样的系统可以包括共享存储设备12以及与多个I/O端口16相关联的多个端口调度器14，所述多个I/O端口16与所述共享存储设备12通信。在该系统内执行的一个或多个应用18能够利用一个或多个I/O端口16来访问所述共享存储设备。在一个实施例中，每个端口调度器被配置为对利用相关联的端口的每个应用实施并发等级和共享存储设备的存储资源比例共享。在另一实施例中，每个端口调度器被配置为对利用相关联的端口的每个应用实施并发等级。该系统还可以包括资源控制器17，其被配置为既监视利用I/O端口中的至少一个的应用的性能特性又调整端口调度器对一个或多个应用的并发等级和存储资源比例共享参数，以便在应用之间改变共享存储设备的资源的分配。应当注意，在其它实施例中，所述资源控制器可以被配置为监视并发等级而不是存储资源比例共享参数。