[发明专利]一种避免高并发下数据读写瓶颈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输及存储领域，特别是涉及以iSCSI硬盘为基础构建的全iSCSI协议企业级存储系统在多应用服务器访问模式下避免出现高并发数据读写瓶颈的方法。

背景技术

SAN(storage area network)是计算机信息处理技术中的一种架构，它将应用服务器和远程的计算机存储设备(如硬盘阵列、磁带库)连接起来。通过协议转换程序和网络驱动程序的作用，使应用服务器将这些网络存储设备认同为本地存储设备一样。IPSAN则是应用IP技术的SAN网络，传输介质为IP网(采用IP协议的所有计算机相互连接而成的网络，即使用IP协议的互连网络)，其典型应用就是iSCSI存储访问协议。在由单块iSCSI硬盘(由一块硬盘与一个iSCSI目标端控制芯片组成)节点通过交换机和IPSAN控制服务器构成的企业级存储系统中(如图1所示)，IPSAN控制服务器对硬盘阵列进行虚拟化管理，并在存储的虚拟化的基础上将虚拟的存储空间划分成多个逻辑卷(逻辑卷是由逻辑磁盘形成的虚拟盘，也可称为磁盘分区)，分配给多个应用服务器使用。由于虚拟化管理的存在，同一个物理硬盘的存储资源会分配给多个应用服务器使用。多个应用服务器在对各自分配的逻辑卷进行高并发读写操作时，会造成对某个物理硬盘的集中访问。由于硬盘的内部传输速率只有约100MB/s左右，因此在高并发读写情况下，如果不采取措施加以解决，会因为某个被集中访问物理硬盘的读写瓶颈，而对整个存储系统的性能造成严重影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种企业级存储系统的数据传输方法，解决分布式全iSCSI协议构建的企业级存储系统中，多个应用服务器在对各自分配的逻辑卷进行高并发读写操作时，由于对某个物理硬盘的集中访问，从而导致整个存储系统性能严重下降的问题。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种避免高并发下数据写瓶颈的方法，包括以下步骤：

WS1、应用服务器发出写请求，并将所述应用服务器所对应的逻辑卷LBA值传递给IPSAN控制服务器；

WS2、IPSAN控制服务器按照细条带化原则为所述写请求分配系统内硬盘的IP集合；

WS3、IPSAN控制服务器选择未达到满占用带宽的硬盘IP集合；

WS4、IPSAN控制服务器使所述逻辑卷LBA与所述未达到满占用带宽硬盘IP集合内的尚未占用的物理LBA地址相映射；

WS5、应用服务器根据映射后的硬盘IP和物理LBA地址进行写操作；

WS6、应用服务器在完成写过程后，通知IPSAN控制服务器。

所述避免高并发下数据写瓶颈的方法，还可以通过以下技术方案进一步完善：

所述步骤WS3，进一步包括以下步骤：

WS3-a、IPSAN控制服务器分别判断系统内所有硬盘构成的IP集合内的每个硬盘的当前读/写任务带宽占用是否超过硬盘传输极限；

WS3-b、将超过传输极限的硬盘的IP从所述所有硬盘IP集合中删除，使其成为未达到满占用带宽的硬盘IP集合。

在所述步骤WS4之后，进一步包括以下步骤：

WS4-2、IPSAN控制服务器将逻辑卷LBA与物理硬盘LBA之间的映射关系记录在映射表中；

WS4-3、IPSAN控制服务器更新读/写任务负荷表，增大参与所述写操作的每个硬盘的负荷记录。

在所述步骤WS6之后，进一步包括步骤WS6-2：IPSAN控制服务器更新读/写任务负荷表，减小参与所述写操作的每个硬盘的负荷记录。

一种避免高并发下数据读瓶颈的方法，包括如下步骤：

RS1、应用服务器发出读请求，IPSAN控制服务器查找与被读取数据的逻辑LBA相映射的被读取数据的物理LBA集合及其镜像数据的物理LBA集合；

RS2、IPSAN控制服务器选择物理LBA集合，并传递给应用服务器；

RS3、应用服务器根据步骤RS2所选择的物理LBA集合，进行读操作；

RS4、应用服务器在完成读过程后，通知IPSAN控制服务器。

所述避免高并发下数据读瓶颈的方法，还可以通过以下技术方案进一步完善：

在所述步骤RS1中，IPSAN控制服务器根据逻辑卷LBA与硬盘的物理LBA映射关系的映射表，查找与所述逻辑LBA相映射的所述被读取数据的物理LBA集合及其镜像数据的物理LBA集合。

所述步骤RS2进一步包括以下步骤：