[发明专利]一种基于异构对象存储系统的功耗控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储系统的功耗控制方法，尤指基于异构对象存储系统的功耗控制方法。

背景技术

存储系统是大规模并行计算机系统中的重要组成部分。异构对象存储系统基于对象存储架构，由元数据服务器，各种类型的对象存储服务器构成。元数据服务器为应用程序的存储请求提供元数据服务。各种类型的对象存储服务器采用不同类型的存储设备，提供具有不同特点的数据访问服务，满足不同类型应用程序的存储访问需求。原有的同构对象存储系统的对象存储服务器一般采用单一的同构存储设备，如磁盘阵列，或者普通磁盘等。异构对象存储系统中的存储设备类型更加多样，可以为不同类型的应用提供针对性的存储服务。这种从同构到异构的变化使得存储系统更具有服务灵活性，使得对应用的存储服务更具有针对性，从而提高存储系统的利用效率。异构对象存储系统中，不同类型的对象存储服务器上的数据都是活跃的，应用程序可直接访问。由于使用的不同的存储设备，不同类型对象存储服务器之间在提供的访问特性上存在不同。在现有的对象存储系统中，lustre支持异构对象存储，支持将不同类型的对象存储服务器进行功能区域划分，满足不同类型的对象存储服务器需求。

下面给出异构对象存储系统的构成。异构对象存储系统包括1-2台元数据服务器，多台异构对象存储服务器。对象存储服务器依据使用存储设备的不同，可以分成两类：1)使用磁盘阵列作为存储设备，2)使用磁盘作为存储设备。二者在功能特点、功耗特性上有所不同。磁盘阵列构建RAID(RedundantArray of Inexpensive Disk，廉价冗余磁盘阵列)，通过磁盘冗余的方式实现对数据的有效保护，具有较高的可靠性和可用性，可用来保存用户关键数据，如程序代码，文档等。磁盘在性能和数据的可靠性等方面和磁盘阵列存在差距，通常用来存放程序运行过程中的临时文件、中间结果文件以及检查点文件等。

功耗是大规模并行计算机系统设计中的重要问题，存储系统的功耗占据了其中相当的比例，针对存储系统的功耗优化具有重要意义。异构对象存储系统中，不同类型的对象存储服务器之间的特性差异使得针对存储系统的功耗优化具有相当的空间。

目前，大规模计算系统的功耗控制主要集中在处理器的功耗优化方面，包括处理器的动态电压和频率调节，通过对任务分配、调度等研究降低多处理器在计算过程中的功耗。对存储系统的功耗控制方法主要体现在存储设备级，包括设置设备休眠，调节设备转速，减少磁盘寻道次数等。此外，还包括针对数据备份服务器的功耗控制，在有备份需求时降低数据备份期间服务器的功耗。

针对异构对象存储系统特点，对对象存储服务器进行专门的功耗控制以降低存储系统功耗，节约系统运行所需要的能源具有重要意义。在异构对象存储系统中，元数据服务器数量较少，对整个存储系统功耗影响不大，一般不需对其进行功耗控制。对象存储服务器的处理器可以调整运行频率，降低运行功耗。磁盘阵列和磁盘也可以支持多种不同的功耗状态。处理器的多级频率设置和存储设备的多功耗模式可作为功耗控制方法的基本手段发挥作用。异构对象存储系统功耗控制可以将二者结合起来，根据实时的应用特点，提出功耗控制方法，目前尚未有公开文献涉及这方面的研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于异构对象存储系统的功耗控制方法，对异构对象存储系统架构下对象存储服务器进行功耗控制，达到降低存储系统运行时的功耗，减少存储系统的用电量，节约运行成本的目的。

根据异构对象存储系统中对象存储服务器使用的存储设备的不同，将对象存储服务器分为两类：使用磁盘阵列的和使用磁盘的。两类对象存储服务器的特点不同，功耗级别的设定是不相同的，使用的策略也不相同。对于使用磁盘阵列的对象存储服务器，其保存的数据重要程度较高，用户需要随时访问。为了保证服务请求的正常响应，在功耗级别改变时，采用较为严格的转换条件，并且保证存储设备不关闭，可以随时提供访问服务，称之为保守的功耗状态转换策略。使用磁盘的对象存储服务器用于存放程序运行时的临时数据，其功耗级别调整以功耗降低为优先目标，一旦存在功耗状态下调的可能，即会下调功耗级别，且磁盘出现空闲时，直接将其设置为关闭状态，称之为激进的功耗转换策略。