[发明专利]基于分布式存储的QoS方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于分布式存储的QoS方法及系统。该方法包括：获取到来自客户端的IO请求时，将获取到的IO请求存入依客户端构建的二级队列；对每个客户端所对应的请求队列，构建预留标签二叉树、权重标签二叉树及上限标签二叉树；根据处于预留标签二叉树或者权重标签二叉树的节点是否符合出队条件，确定请求是否出队。本发明提供的基于分布式存储的QoS方法及系统使在某客户端出现突发IO请求时，能使其在不影响预留的情况下，更快相应该客户端的请求。

技术领域

本发明涉及QoS技术领域，特别是涉及一种基于分布式存储的QoS方法及系统。

背景技术

QoS(Quality of Service)即服务质量或配额，为服务系统提供针对不同用户、不同数据流的不同权重服务的能力。在电信领域，多媒体服务领域内QoS能提供不同需求的定制服务，提供不同优先级；在存储领域，QoS能够根据系统配置，对I/O数据流按照权重进行资源分配，从而提高存储的服务质量。云计算时代，由于数据量规模庞大、资源类型复杂及云计算构建具有可变性和不可预测性，资源调度变得更加复杂且更为重要。

在分布式存储领域，块存储提供了将卷映射到主机使用的能力。由于资源的有限性，分布式存储系统同样需要对资源进行服务质量管理。当下流行的分布式存储系统中，针对块存储的QoS的定制算法存在实现成本过高、实现复杂等问题。

现有QoS算法主要基于两种算法，令牌桶算法及dmClock算法。

令牌桶算法是网络流量整形和速率限制中最常使用的一种算法。经典算法的原理是通过监督流入存储端端口的流量速率，对超出的流量进行限制，从而调配各客户端I/O，使得端口IOPS控制在预设范围。大小固定的令牌桶可自行按照系统预设的速度源源不断地产生令牌。当桶中的令牌数量超过最大容量限制，新的令牌将会被舍弃。如果令牌桶中存在令牌，则允许发送流量或接受I/O；而如果令牌桶中不存在令牌，则不允许发送流量或接受I/O。

dmClock算法是mClock算法的分布式版本。mClock算法将QoS定义为保证I/O资源的界定参数，分别是权重(weight或proportion)、预留(reservation)和上限(limit)等等。其基本思想是首先保证预留IOPS，然后对于没有超过上限IOPS的资源，按照权重分配IOPS。当资源I/O请求到达后，根据QoS三个参数会计算这三个指标，公式为：

其中，表示第i个资源的第r个请求的reservation标签，和P_iⁿ以此类推，分别代表limit标签和proportion标签。r，l和w分别代表用户预设的reservation，limit和weight参数。

dmClock算法将应用场景变为了分布式存储，虚拟机将I/O请求发送到存储集群的某一个节点上。其指标公式改进为：

其中，ρ_i和δ_i是包含在I/O命令中的信息。因为分布式系统中存在多个服务器，发往同一个服务器的两次I/O之间其他服务器可能已经完成了预留值或最小值，所以需要服务器将每次I/O完成调度信息后基于预留值以及权重返还给客户端，客户端分别叠加计算为ρ_i和δ_i，再包含在I/O命令中发送给服务器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于分布式存储的QoS方法及系统，使在某客户端出现突发IO请求时，能使其在不影响预留的情况下，更快相应该客户端的请求。