[发明专利]用于向计算节点动态地分配存储资源的方法和装置

说明书

提供了用于将交换机配置为向计算节点指派存储设备中的分区的方法、系统、计算机可读存储介质以及交换机。管理控制器将交换机配置为基于计算节点处的工作负载来向计算节点动态地分配存储设备中的至少一个存储设备的分区。

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及向服务器中的计算节点动态地分配存储资源。

背景技术

大型数据中心中的服务器受益于从诸如服务器的计算节点分解存储资源，以将存储资源高效地组合成要在计算节点之间共享的聚合池。这些池实现机架中的服务器的更高密度，以及如何将存储资源分配给计算节点方面的灵活性。池资源的现有解决方案涉及跨固态存储设备(SSD)的集合而实现独立磁盘冗余阵列(RAID)，并且然后将容量的一部分分配给每个附接的计算节点。RAID抽象概念要求由RAID控制器对节点输入/输出(IO)命令进行处理，以创建可以发送到SSD的转换后的命令。由RAID和SSD控制器进行的这种转换向I/O命令处理加入了延迟。由于SSD的延迟在新的高速NVM技术的情况下降低，针对RAID控制器转换所加入的延迟成为整体I/O延迟的更大比例部分。

NVM快速规范针对基于PCI快速的固态驱动器(SSD)定义了优化的寄存器接口、命令集以及特征集。外围组件互连快速(PCIe)总线减少延迟，提供改进的每秒输入/输出操作(IOPS)，并且改进SSD访问的并行性。NVMe允许主机软件与闪速存储器设备中的存储子系统进行通信。

NVMe提供允许单个主机与命名空间之间的两个或更多个独立PCIe路径的多路径I/O，并且提供命名空间共享以允许两个或更多个主机使用不同的NVMe控制器对公共共享命名空间进行访问。多路径I/O和命名空间共享二者都要求NVMe子系统包含两个或更多个控制器。NVMe还支持单根I/O虚拟化(SR-IOV)，其提供虚拟功能，以允许多个虚拟机对存储设备进行访问，并且绕过虚拟机监测器或管理程序层进行I/O访问。

附图说明

参考附图通过示例的方式对实施例进行描述，附图不是按比例绘制的，其中相同的附图标记指示相似的元素。

图1示出了存储环境的实施例。

图2示出了设备控制器指派的实施例。

图3示出了将交换机配置为将存储设备中的分区指派给主机节点的操作的实施例。

图4示出了对添加到主机节点中的提交队列的输入/输出(I/O)命令进行处理的操作的实施例。

图5示出了对来自存储设备的返回数据进行处理的实施例。

图6示出了其中可以实现组件的计算机节点架构的实施例。

具体实施方式

所描述的实施例提供了用于将存储设备池化以实现将存储设备的分区灵活地指派给主机节点以便适应主机节点的存储要求和存储管理策略要求的技术。所描述的实施例可以利用其中存储设备中的每个分区由单独的设备控制器或虚拟功能进行管理的架构，以允许由一个或多个主机节点对一个存储设备中的分区进行单独的访问。交换机可以被配置为实现设备控制器和分区的指派，以仅将根据主机节点的存储要求和存储管理策略实际被指派给主机节点的设备控制器和分区暴露给该主机节点。这种布置允许使用总线接口协议通过交换机在主机节点与存储设备之间直接传输数据和命令，并且允许将存储资源灵活地指派给主机节点。

在下面的说明书中，阐述了诸如逻辑实现、操作码、指定操作数的手段、资源划分/共享/复制实现、系统组件的类型和相互关系以及逻辑划分/集成选择等许多具体细节，以便提供对本发明的更彻底的理解。然而，本领域技术人员将会理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下，为了不使本发明模糊，没有详细示出控制结构、门电平电路以及全软件指令序列。利用所包括的描述，本领域普通技术人员将能够在不进行过度实验的情况下实现适当的功能。