[发明专利]一种动态调整存储设备Cache读写命令数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种动态调整高速缓存Cache读写命令数的方法和装置。

背景技术

RAID(Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列)已经广泛使用于数据读写的各个领域中。为了提高系统性能，RAID阵列通常会引入高速缓冲存储器Cache。众所周知，Cache是存储系统为阵列分配的内存空间。

一种存储系统结构如图1所示，其分为业务应用层、Cache层、RAID控制层和物理磁盘层。其中Cache层是由系统内存中分割出一部分作为RAID阵列的缓存，若是读缓存，通常应用预读功能提供系统读性能；若是写缓存，系统业务应用层将数据块写入Cache层后，Cache会根据一定的策略将数据块刷写至RAID阵列的磁盘中，如果刷写RAID成功，写入数据块的写缓存空间将被回收；如果写RAID不成功，业务数据会保留在写Cache中。因此，该类存储系统通常提供UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)以保证系统异常掉电时写缓存中的数据不丢失。

通过读Cache到达RAID层的读命令可能为业务应用层产生的读IO，可能为SCSI中间层产生的读IO，可能为逻辑卷LV产生的读IO，也可能为Cache层产生的预取读IO。这些读IO都会放到一个Cache的发送队列中，Cache发送线程按FIFO(先进先出)顺序下发读IO，并控制下发的读IO个数为当前RAID的配置值Rn。另，读写IO总个数不超过一个RAID支持的最大命令个数Up_n。

通过写Cache到达RAID的写命令可能为从Cache的下刷的写IO等。这些写IO会放到一个Cache发送队列中，Cache发送线程按FIFO顺序下发写IO，并控制下发的写IO个数不超过当前RAID的配置值Wn。另外，读写IO总个数不超过一个RAID支持的最大命令个数Up_n。

当前RAID阵列的写Cache和读Cache中的读、写命令下发个数都是固定配置的。随机写情况下，当前RAID配置的写IO下发个数增大会提高写性能，但又可能影响读IO下发的及时性，从而影响读性能。

所以需要根据业务情况进行RAID阵列的写Cache和读Cache中的读、写命令下发个数的变动。现有技术只能人为根据业务情况进行手动更改，这就很不方便，不能自动得适应随机读写、顺序读写、伪随机读写等各种应用模型。如果固定配置好的读写命令数不能很好的适应当前的应用模型，则将导致系统性能不能发挥到最好。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动态调整高速缓存Cache读写命令数的方法和装置。该方法和装置应用于存储设备。

该动态调整高速缓存Cache读写命令数的方法方法包括：统计周期时间T内通过写Cache下发的随机写命令数R_num和总写命令数T_num；并且统计周期时间T内RAID接收到的读命令数Raid_r和写命令数Raid_w；根据所述R_num、T_num得出的随机写的压力，根据Raid_r、Raid_w得出的RAID层实际的读写压力，以及通过Cache下发的命令总数上限值Up_n动态调整Cache层下发到RAID层的写命令数Wn和读命令数Rn。

优选地，所述动态调整Cache层下发到RAID层的写命令数Wn具体为：

根据下述公式计算Wn：

Wn＝Up_n*(R_num/T_num)*(Raid_w/(Raid_r+Raid_w))，

根据计算结果进行Wn的调整；

所述动态调整Cache层下发到RAID层的Rn具体为：

根据下述公式计算Rn：Rn＝Wn*Raid_r/(Raid_r+Raid_w)，

根据该计算结果进行Rn的调整。

优选地，当Raid_w为0时，Wn不进行调整，保持当前值不变；当Raid_r为0时，Rn不进行调整，保持当前值不变。

基于同样的构思，该动态调整高速缓存Cache读写命令数的方法还可以按如下方式设计：该方法包括：统计周期时间T内通过读Cache下发的随机读命令数RR_num和总读命令数RT_num；并且统计周期时间T内RAID接收到的读命令数Raid_r和写命令数Raid_w；根据所述RR_num、RT_num得出的随机读的压力，根据Raid_r、Raid_w得出的Raid层实际的读写压力，以及通过Cache下发的命令总数上限值Up_n动态调整Cache层下发到RAID层的写命令数Wn和读命令数Rn。