CN100583045C - 用于存储资源分配的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用以通过关注存储事件的发生来调整应用的存储可用性的方法。必然会引起需求变化的事件发生启动了协商，其中向存储提供商服务器呈现一系列协商阶段。对于对所发送的协商阶段的各存储提供商响应，进行确定以查看该响应是否好于该协商阶段中描述的提议。如果是这样，则该应用提交存储变化。

Description

用于存储资源分配的方法和设备
技术领域
本发明涉及数据存储和冗余性领域。更特别地，本发明涉及一种通过协商过程公平地分配存储资源如多维磁盘阵列的方法。
背景技术
存储是当前使用的几乎每个软件应用的关键组件。随着存储业的成熟，存储选择的数目以及数据输入和获取的性能都已经有所提高。存储选择例如包括磁带、硬盘驱动器(HDD)、CD-ROM、DVD-ROM和光学介质。HDD类别例如包括独立HDD、磁盘阵列以及复杂的虚拟存储环境。
磁盘阵列可以例如分类为廉价冗余磁盘阵列(RAID)0、RAID 1、RAID 0+1(已经增强了冗余性和性能)、RAID 1+5和RAID 5，等等。虚拟存储环境包括存储区域网络(SAN)。各存储选择都具有变化很大的关联成本和服务级别。
例如位于一个或者多个服务器上的应用之类的一些应用偶尔对该应用的功能特征的需求会具有显著地增加。这可能造成CPU利用率、网络业务并且特别是针对存储的快速波动。在某些情况下，这些“峰值”时刻是公知的并且能够通过预定事件如日期、时间和持续时间来标识。在其他情况下，峰值是非预定的，并且需要以自组(ad hoc)方式进行某种响应。
发明内容
一种用于分配存储资源的方法从监视性能级别开始。如果性能级别超出阈值，则进行进一步确定以查看是否发生了需求变化。如果是这样，则实施例从元数据中存储的协商阶段集中查找未使用的协商阶段。如果存在协商阶段，则基于未使用的协商阶段来进行对服务的请求-其中该请求输出到存储提供商服务器。存储提供商做出(或者至少表现为做出)存储提供商响应。实施例确定SP响应是否可接受。如果是这样，则实施例基于SP响应来提交存储变化。
附图说明
现在将参照如下附图仅通过例子来描述本发明的示例性实施例：
图1示出了根据本发明示例性实施例的数据处理系统；
图2示出了根据本发明示例性实施例的一些组件部分的框图；
图3是根据本发明示例性实施例的网络的框图；以及
图4示出了根据本发明示例性实施例表示如下步骤的流程图，实施例可以采取这些步骤来偶尔地更新需求以及与存储提供商服务器的约定。
具体实施方式
现在参照附图并且特别地参照图1，根据本发明优选实施例描绘了本发明可以实施于其中的数据处理系统的图形表示。描绘了计算机100，其包括系统单元102、视频显示器终端104、键盘106、存储设备108以及鼠标110，其中该存储设备108可以包括软驱以及其它类型的永久和可移动存储介质。可以连同个人计算机100一起包括附加的输入设备，例如操纵杆、触摸板、触屏、跟踪球、麦克风等。计算机100能够使用任何适当的计算机来实施，该计算机比如IBM eServer计算机或者IntelliStation计算机，它们是位于纽约阿芒克的国际商业机器公司的产品。虽然所示表示示出了计算机，但是本发明的其它实施例可以实施于其它类型的数据处理系统如网络计算机中。计算机100也优选地包括可以借助于在计算机100内运行的驻留于计算机可读介质中的系统软件来实施的图形用户接口(GUI)。
现在参照图2，示出了本发明可以实施于其中的数据处理系统的框图。数据处理系统200是比如图1中的计算机100这样的计算机的例子，用于实施本发明的处理的代码或者指令可以位于其中。数据处理系统200利用外围组件互连(PCI)本地总线架构。虽然所示例子利用了PCI总线，但是可以使用其它总线架构如加速图形端口(AGP)和工业标准架构(ISA)。处理器202和主存储器204通过PCI桥接器208连接到PCI本地总线206。PCI桥接器208也可以包括用于处理器202的集成存储器控制器和高速缓存存储器。可以通过直接组件互连或者通过附加连接器来进行通向PCI本地总线206的附加连接。在所示例子中，局域网(LAN)适配器210、小型计算机系统接口(SCSI)主机总线适配器212和扩展总线接口214通过直接组件连接来连接到PCI本地总线206。对照而言，音频适配器216、图形适配器218和音频/视频适配器219通过插入到扩展插槽中的附加板连接到PCI本地总线206。扩展总线接口214为键盘和鼠标适配器220、调制解调器222和附加存储器224提供连接。SCSI主机总线适配器212为硬盘驱动器226、磁带驱动器228和CD-ROM驱动器230提供连接。典型的PCI本地总线实施将支持三个或者四个PCI扩展插槽或者附加连接器。
操作系统在处理器202上运行并且用来协调和提供对图2中数据处理系统内各种组件的控制。操作系统可以是可通过商业途径获得的操作系统，比如可从微软公司获得的Windows XP。用于操作系统的指令、面向对象编程系统以及应用或者程序位于存储设备如硬盘驱动器226上，并且可以加载到主存储器204中以供处理器202执行。
本领域技术人员将认识到图2中的硬件可以根据实施方式而变化。作为对图2中所示硬件的补充或者替代，还可以使用其它内部硬件或者外围设备，比如闪速只读存储器(ROM)、等同的非易失性存储器或者光盘驱动器等。本发明的处理也可以应用于多处理器数据处理系统。
例如，数据处理系统200如果可选地配置为网络计算机则可以不含SCSI主机总线适配器212、硬盘驱动器226、磁带驱动器228和CD-ROM 230。在该情况下，恰当地称为客户端计算机的计算机包括某类网络通信接口，比如LAN适配器210、调制解调器222等。作为另一例子，数据处理系统200可以是配置为可在不依赖于某类网络通信接口的情况下引导的独立系统，而无论数据处理系统200是否包括某类网络通信接口。作为又一例子，数据处理系统200可以是配置有ROM和/或闪速ROM的个人数字助理(PDA)，该ROM和/或闪速ROM用以提供用于存储操作系统文件和/或由使用者生成的数据的非易失性存储器。
图2中所示的例子以及上述例子并不意味着暗示架构上是限制。例如，除了采用PDA形式之外，数据处理系统200也可以是笔记本计算机或者手持计算机。数据处理系统200也可以是信息亭或者Web应用。
由使用由计算机实施的指令的处理器来执行本发明的处理，这些指令可以位于存储器如例如主存储器204、存储器224中或者一个或者多个外围设备226-230中。
表1描绘了元数据结构。对于图2的计算机系统而言有如下单一元数据结构，该结构具有一个协商阶段并且常常具有数个协商阶段。协商阶段是至少两个需求的列表。这些需求通常是一种测试或者标准，该测试或者标准用来从存储用户的观点来衡量提议的“良好性”。这样，力求使各参数(如表1的各行中所示)为“同样良好或者更好”。这在一些情形下可能意味着参数必须“等于或者大于”以满足标准。在其它情形下参数必须“等于或者小于”。
Figure C20068000993300091
参数可以包括按照长期持续速率或者按照突发(burst)标准来测量的数据吞吐速率。其它参数可以是在协定或者协商的时段期间(可以是在一个月期间)的百分比可用性。故障恢复时间可以是一个参数。“是否存在备份”可以是另一参数，该参数为“无”、“可选”或者“必需”。在廉价冗余磁盘阵列(RAID)之中的架构也可以是一个参数，其中需求可以针对RAID 0、RAID 1、RAID 5，等等。
其它参数不衡量良好性。这些参数包括时间范围、数据范围和到下一协商的延迟。
表1的最后三行示出了在“每一个”基础上针对该存储的各种特征的货币交换，即对于每次被记账的消费或者使用都进行计费，以后可以使用该计费来开账单。可以认识到，作为对货币单位的替代，也可以进行代币记账。这里，信用池或者代币池将被分配给数个应用(本发明的各不同实施例)。各应用将使它的代币限于配置有该代币的那些应用，其中这些代币由公共管理团队时常进行补充。这样的环境将适合于例如如下公司或者其它公共合法实体，该公司或者合法实体拥有或者控制存储提供商服务器以及各种运行应用的计算机，其中这些应用是本发明的操作实施例。由此，正是代币的相对稀缺将引导协商阶段在各应用内的建立(由该实体的代表人来建立)。
图3是根据本发明示例性实施例的网络的框图。存储用户301可以支持使用数据处理系统来构造的运行应用，该数据处理系统比如是图2的数据处理系统200。当然，可以利用任何适当的数据处理系统来实施存储用户301。存储用户301可以运行操作系统303，该操作系统可以为可以时常在存储用户301上运行的一个或者多个应用305提供对硬件资源的分区访问。应用可以执行本发明实施例的步骤并且可以经由网络311与存储提供商321通信。类似地，存储提供321可以操作根据数据处理系统来构造的硬件，该数据处理系统比如是图2中的数据处理系统200。操作系统323可以在这样的硬件上操作并且支持一个或者多个应用325。存储提供商321可以仅仅是可通过大量商业途径获得的存储如gmail.com、photobucket.com或者任何其它对在线可用的基本存储进行描述的服务。
图4是示出了在存储用户处执行的步骤的流程图。存储用户可以测量可与数据存储需求波动相关的性能级别。例如，存储用户可以测量CPU使用，该CPU使用可以暗示本地运行的应用需要更多或者更少数据存储。另一例子可以是网络吞吐量的变化。又一例子可以是某一时刻的出现-这可能表示可能发生的使用变化，例如当某一地区庆祝新年完毕从而人们就寝时在网站上所出现的平静。CPU使用、网络吞吐量和时间的这些变化是性能级别变化的例子。然而当测量的性能级别超出阈值时，则认为已经发生存储事件(步骤401)。
存储事件也可以基于预定事件而发生。由此，当检测到预定事件时发生可选的存储事件。内部保时(timekeeping)设备可以用信号通知事件的发生，或者数据处理系统200可以通过网络可用资源来确定时间，等等。
在检测到的存储事件之后，下文称为“用户”的实施例针对当前可用的(或者提交的)资源是否足以满足预期需要做出评价，即它确定是否发生了需求变化(步骤403)。如果确定为“否”，则继续对存储事件的持续监视。如果确定为“是”，则实施例从在元数据结构或者存储需求简档中存储的至少一个协商阶段之中查找(步骤405)未使用的协商阶段。未使用的协商阶段从它在对多个步骤(步骤405至步骤411)的最近迭代中未被使用过这一观点来看是未使用的。未使用的协商阶段可以基于它的“良好性”来选择。可以按顺序来使用这样的协商阶段，并且可以当在多个步骤(步骤405至步骤411)中使用最差协商阶段时用尽这些协商步骤。
实施例可以基于未使用的协商阶段来请求(步骤407)服务。该服务请求可以包含来自未使用的协商阶段中的两个或者更多参数。在请求中使用“同样良好或者更好”或者“等于或者大于”是不必要的，这是因为这样的条件从存储用户的角度来看是隐含的-即显然存储的使用者将偏好于在所有其它条件等同的情况下使存储数量大于所需数量。由此，该请求可以是携带来自未使用的协商阶段中的两个或者更多参数的一个分组或者一系列分组。该请求可以包括如下步骤：形成一个或者多个分组以及经由图2的LAN适配器210发送这样的一个或者多个分组。存储用户的请求(步骤407)可以是针对存储提供商约服务页面或者已知服务参数页面中的项目做出的http请求或者SOAP请求，其中http请求或者简单对象访问协议(SOAP)请求可以将协商阶段的参数传送到存储提供商。
存储提供商(SP)可以创建服务提供商响应或者SP响应。SP响应可以确认和接受请求。SP响应可以回应请求中的参数-对接受的指示。SP响应可以改变一个或多个参数，表明其正在提交的内容。在任何情况下，用户都可以接收响应(步骤409)。该请求可以返回来自存储提供商的超文本标记页面作为SP响应。按照需要，存储用户可以对超文本标记页面进行抓屏(screen scrape)以选择与接收响应(步骤409)相关联的适用细节，例如存储容量、提供持续时间等。
用户可以进行评价以查看SP响应是否达到或者好于请求参数，即确定SP响应是否可接受(步骤411)。如果不可接受，则在有更多未使用的协商阶段情况下(步骤421)查找更多协商阶段(步骤405)。
最终，希望SP响应是可接受的(步骤411)，如果所有参数达到或者好于所进行的任何请求则认为发生了可接受的SP响应。如果发生这一点，则用户提交存储变化(步骤413)。这样的所提交的变化可以形成用于确定以后是否会发生需求变化的基础。提交存储变化可以如使绿色LED发光一样简单，只要已经为下一24小时时段提交了充足的存储。提交存储变化可以是例如通过将网络驱动器映射到优选的字母标示来建立在间隔期间将要使用的存储的网络位置的参考表。存储的提交可以包括调用程序以自动地将注册细节提供给存储提供商的已知注册页面。
在对存储变化的提交(步骤413)结束时，实施例的步骤就可以结束了。这时，元数据结构(表1)中的任何条目或者行都被视为已更新并被认为再次处于未使用状态。
在这些优点之中，本发明能够对变化的条件或者预期的变化做出响应，并且试图获得经修正的存储大小、速度、持续时间等参数而无需明显的操作者干预。
重要的是注意到尽管已经在完全功能的数据处理系统的背景下描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，本发明的处理能够以指令的计算机可读介质形式以及各种各样的形式来发布，并且无论实际用来实现该发布的信号承载介质的特定类型如何，本发明都同样适用。计算机可读介质的例子包括可记录型介质如软盘、硬盘驱动器、RAM、CD-ROM、DVD-ROM以及传输型介质如数字和模拟通信链路、有线通信链路或者使用例如射频和光波传输这样的传输形式的无线通信链路。计算机可读介质可以采取编码格式的形式，对这些编码格式进行解码以便在特定数据处理系统中实际使用。
已经出于说明和描述的目的而提出了对本发明的描述，而该描述本意不在于穷举或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域技术人员将是明显的。选择和描述实施例是为了最好地说明本发明的原理、实际应用以及使本领域技术人员能够针对具有对所构思的特定用途而言适合的各种修改的各种实施例来理解本发明。

Claims (14)

1.一种用于分配存储资源的方法，包括在存储用户处执行以下步骤：
检测存储事件；
在检测到存储事件之后，确定是否发生了需求变化；
响应于确定发生了需求变化而从元数据结构中存储的至少一个协商阶段之中查找未使用的协商阶段；
基于所述未使用的协商阶段来请求服务；
接收服务提供商响应；
确定所述服务提供商响应是否可接受；以及
响应于确定所述服务提供商响应可接受，提交存储变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测步骤包括以下步骤：
监视与数据存储需求波动相关的性能级别；以及
检测所述性能级别是否超出阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测步骤包括以下步骤：
检测引发所述存储事件的预定事件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于所述未使用的协商阶段来请求服务的步骤包括：
基于所述未使用的协商阶段来请求服务，其中所述未使用的协商阶段包括代币记账。
5.根据权利要求1所述的方法，在所述确定所述存储提供商响应是否可接受的步骤之后，包括以下步骤：
响应于确定所述服务提供商响应不可接受而确定是否存在第二未使用的协商阶段；
响应于确定存在所述第二未使用的协商阶段而从所述元数据结构中存储的所述至少一个协商阶段之中查找所述第二未使用的协商阶段；
基于所述第二未使用的协商阶段来请求服务；
接收第二服务提供商响应；以及
确定所述第二服务提供商响应是否可接受。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述检测步骤包括以下步骤：
监视与数据存储需求波动相关的性能级别；以及
检测所述性能级别是否超出阈值。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述检测步骤包括以下步骤：
检测引发所述存储事件的预定事件。
8.一种用于分配存储资源的设备，包括：
用于在存储用户处检测存储事件的装置；
用于在检测到存储事件之后确定是否发生了需求变化的装置；
用于在存储用户处响应于确定发生了需求变化而从元数据结构中存储的至少一个协商阶段之中查找未使用的协商阶段的装置；
用于在存储用户处基于所述未使用的协商阶段来请求服务的装置；
用于在存储用户处接收服务提供商响应的装置；
用于在存储用户处确定所述服务提供商响应是否可接受的装置；以及
用于在存储用户处响应于确定所述服务提供商响应可接受而提交存储变化的装置。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述用于检测的装置包括：
用于监视与数据存储需求波动相关的性能级别的装置；以及
用于检测所述性能级别是否超出阈值的装置。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述用于检测的装置包括：
用于检测引发所述存储事件的预定事件的装置。
11.根据权利要求8所述的设备，其中所述用于基于所述未使用的协商阶段来请求服务的装置包括：
用于基于所述未使用的协商阶段来请求服务的装置，其中所述未使用的协商阶段包括代币记账。
12.根据权利要求8所述的设备，还包括：
用于响应于确定所述服务提供商响应不可接受而确定是否存在第二未使用的协商阶段的装置；
用于响应于确定存在所述第二未使用的协商阶段而从所述元数据结构中存储的所述至少一个协商阶段之中查找所述第二未使用的协商阶段的装置；
用于基于所述第二未使用的协商阶段来请求服务的装置；
用于接收第二服务提供商响应的装置；以及
用于确定所述第二服务提供商响应是否可接受的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述用于检测的装置包括：
用于监视与数据存储需求波动相关的性能级别的装置；以及
用于检测所述性能级别是否超出阈值的装置。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述用于检测的装置包括：
用于检测引发所述存储事件的预定事件的装置。
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