CN102932464B - 一种存储系统的性能分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种存储系统的性能分析方法，包括：解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取；应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。与所述分析方法相对应，本申请还提供了一种存储系统的性能分析系统。本申请提供的存储系统的性能分析方法及系统，通过在存储系统中植入跟踪程序代码，直接对存储系统中各个运行的I/O模块的运行数据进行获取，通过获取的运行数据对存储系统的性能进行分析，使得分析效率更高，更加直接准确。

Description

一种存储系统的性能分析方法及装置

技术领域

本申请涉及网络存储系统领域，特别涉及一种存储系统的性能分析方法及装置。

背景技术

目前对于大规模网络存储系统的性能分析，传统的方式是利用函数自动插桩或是预插桩的I/O库等技术手段，来实现相应的跟踪和分析功能。但是这种方式针对的对象主要是用户程序。对网络存储系统本身的性能分析只能通过对单元模块测试或是使用不同参数多次运行用户程序来进行。不仅效率低下，而且往往无法准确定位性能问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种性能分析方法及装置，能够快速准确的对存储系统的性能进行分析。

为了解决上述问题，本申请公开了一种存储系统的性能分析方法，包括：

解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取；

应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

上述的方法，优选的，所述对预设跟踪程序代码的触发包括：

通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

上述的方法，优选的，对所述存储系统的性能数据进行获取包括：

应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统中的I/O运行数据进行获取；

依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

上述的方法，优选的，还包括：

将所述获取的I/O运行数据存储至所述I/O运行数据所在进程对应的私有采集缓冲区中。

上述的方法，优选的，所述对存储系统的性能进行分析包括：

对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。

一种存储系统的性能分析装置，包括：

解析模块、分析模块及至少一个传感模块；

所述传感模块预设于存储系统的I/O模块中；

其中：

所述解析模块用于解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

所述传感模块用于依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取；

所述分析模块用于应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

上述的装置，优选的，所述传感模块包括：

激活单元，用于通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

上述的装置，优选的，所述传感模块还包括：

获取单元，用于应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统的I/O运行数据进行获取；

过滤单元，用于依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

上述的装置，优选的，所述分析模块包括：

处理单元，用于对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

分析单元，用于依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

在本申请中，在执行本申请提供的存储系统的性能分析方法前，在存储系统的各个不同的I/O模块中预设跟踪程序代码；当用户需要对某一I/O模块的运行状况进行跟踪分析时，发送捕捉指令，启动本申请提供的存储系统性能分析方法，首先对用户发送的捕捉指令进行解析，获得所述捕捉指令中的代码标识；通过传感模块修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。依据所述捕捉指令触发所述跟踪程序代码对存储系统的性能数据进行获取；应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

本申请提供的存储系统的性能分析方法，通过在存储系统中植入跟踪程序代码，直接对存储系统中各个运行的I/O模块的运行数据进行获取，通过获取的运行数据对存储系统的性能进行分析，使得分析效率更高，更加直接准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的一种存储系统的性能分析方法实施例1的流程图；

图2是本申请中一种存储系统的性能分析方法实施例2的流程图；

图3是本申请的一种存储系统的性能分析方法实施例3的流程图；

图4是本申请的一种存储系统的性能分析装置实施例1的结构示意图；

图5是本申请的一种存储系统的性能分析装置实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。

参考图1，示出了本申请一种存储系统的性能分析方法流程图，可以包括以下步骤：

步骤S101：解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

本申请提供的存储系统的性能分析方法的实施过程是通过在存储系统软件（如文件系统）内部植入传感模块，捕捉网络存储系统内部的I/O行为。通过对捕捉到的I/O行为的分析，快速准确地定位性能瓶颈。

在存储系统软件内部，植入传感模块。所述传感模块平时处于静默状态，当需要捕捉存储系统I/O行为时，由动态触发器激活，开始采集I/O行为数据。

即用户需要对存储系统内部某一I/O行为进行采集时，用户发送捕捉指令至传感模块中的动态触发器。用户发送的捕捉指令中包含代码标识；本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法在接收到用户发送的捕捉指令后，对所述捕捉指令进行解析，获得所述捕捉指令中的代码标识。

步骤S102：依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取；

本申请实施例提供的性能分析方法中，对预设跟踪程序代码的触发包括：

通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

本申请实施例提供的性能分析方法中，通过预先约定的标示值实现激活。传感模块通过修改用户指定的标示值，当跟踪代码每次执行前会自动检查标示值，当标示值被修改时，跟踪代码执行跟踪过程，否则做一个空操作完成跟踪过程。

本申请实施例提供的方法可以在存储系统运行过程中，根据需求指定需要捕捉的I/O行为，而无需停止或重启存储系统服务。

在执行本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法前，编写跟踪代码，所述跟踪代码用于跟踪指定的I/O行为。编写跟踪代码的同时，在传感模块中对所述跟踪代码进行注册，分配分类或序列标识符来标识该段跟踪代码。

例如，某段跟踪代码可能被标识为[读写操作（操作类型）；数据传输（传输类型）；network_transfer.c（所在文件）；net_recv()（所在函数）]。其伪代码为

If(操作类型匹配&传输类型匹配&所在文件指定&所在函数指定)

Then

跟踪代码

Endif

存储系统运行时，传感模块会根据注册在操作系统中生成特殊的字符设备文件。每个字符设备文件标识了一种分类或序列。

例如某个字符设备文件可能如下（network_proc，网络模块中的跟踪代码所在文件）：

network.c network_transfer.c network_send.c network_recv.c

此时，可以通过读写这一文件，来修改分类或序列的掩码，从而打开或关闭关心的跟踪代码。

例如echo“network_listen.c”>>network_proc

修改后，该文件内容从

network.c network_transfer.c network_send.c network_recv.c

变为

network.c network_transfer.c network_send.c network_recv.cnetwork_listen.c

此时network_listen.c中的跟踪代码就会被激活。

本申请实施例提供的性能分析方法中，对存储系统的性能数据进行获取如本申请实施例图2所示，包括：

步骤S201：应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统中的I/O运行数据进行获取；

步骤S202：依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

本申请实施例中，获取到的数据直接写入当前I/O进程所在CPU的私有采集缓冲区，从而避免了多个CPU写入共享缓冲区时，导致的竞态条件。

激活后的跟踪代码采集的信息数据首先被写入缓冲区，然后从缓冲区中刷出到跟踪文件中。使用私有缓冲区的意义在于，当两个或多个CPU同时需要写入采集信息到缓冲区时，由于缓冲区私有，所以多个CPU可以同时并行操作；而使用共享缓冲区，则同一时刻只能有一个CPU写入，而其他CPU必须排队等待该CPU写入后，再选出下一个写入的CPU。在SMP节点上，假设有n个CPU，则同时写入数据时，私有缓冲区只需要花费1个单位时间；而共享缓冲区中最慢的CPU需要花费n个单位时间，平均花费n/2个单位时间。可见，私有缓冲区能够极大地提升信息采集的速度。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法中，私有缓冲区是预先设置的。

在存储系统启动时，就会为不同的CPU设置好私有的采集缓冲。

缓冲区分配使用操作系统提供的内存分配函数直接分配。

步骤S103：应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

本申请实施例提供的性能分析方法中，对存储系统的性能分析过程如本申请实施例图3所示，包括：

步骤S301：对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

步骤S302：依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法中，将采集获得的数据动态导出。数据导出后，通过筛选器过滤掉不关心的冗余信息，然后以动态曲线的形式实时地将有效信息可视化输出，直观地呈现出程序的数据应用轨迹。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法中，过滤过程是一个采集信息的后期处理过程。其主要目的是在动态采集时第一次选择IO信息的基础上，通过分析对采集获得的信息进行再次选择，以便能反映分析结果。其过滤规则和动态采集时的选取规则是一样的，也是指定分类或序列号来进行选取。其最终结果通常反映为图表，以便直观观察数据应用的轨迹。直方图或是比例图均可，不一定是动态曲线（动态直方图）。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法中，在传感模块中嵌入动态触发器，从而实现对不同传感模块的有效控制。例如，可以对可能存在问题的模块，打开较多的传感模块；而对已经确认没有问题或是不感兴趣的模块，关闭其内部的传感模块等等。打开和关闭的过程是全动态的，不需要重新编译程序或是重启系统等等。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析方法，具有以下优点：

实现代价小，采集效率高。通过动态触发器的设计，实现了对采集内容的人工控制。通过将采集信息写入每个CPU私有缓冲区，极大的降低了信息采集的开销，减小了采集过程对实际I/O过程的影响。通过异步地刷出采集缓冲区，提升了采集效率。

显示直观，定位快速准确。通过在多个不同的I/O模块上，植入大量的传感代码，能够直观地看到系统内部的I/O行为和特征值，从而迅速地找到系统中存在的性能瓶颈。

本申请实施例提供的方法，主要针对网络存储系统，定位性能问题，也可以扩展应用到除了Swgfs之外，结构类似的网络存储系统中。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

与上述本申请一种存储系统的性能分析方法相对应，本申请实施例提供还提供了一种存储系统的性能分析装置，其结构示意图如图4所示，包括：

解析模块401、分析模块403及至少一个传感模块402；

所述传感模块402预设于存储系统的I/O模块中；

其中：

所述解析模块401用于解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

所述传感模块402用于依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取；

所述分析模块403用于应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析装置中，传感模块402中设置有动态触发器，该动态触发器在接收到用户发送的捕捉指令时，触发所述传感模块402启动。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析装置的一详细结构示意图如图5所示，其中，所述传感模块402包括：

激活单元404，用于通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析装置中，传感模块402还包括：

获取单元405，用于应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统的I/O运行数据进行获取；

过滤单元406，用于依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

本申请实施例提供的存储系统的性能分析装置中，所述分析模块403包括：

处理单元407，用于对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

分析单元408，用于依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种存储系统的性能分析方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种存储系统的性能分析方法，其特征在于，包括：

解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取，所述预设跟踪程序代码植入在存储系统中，用于跟踪指定的I/O行为；其中，在所述存储系统的各个不同的I/O模块中预设跟踪程序代码；

应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对预设跟踪程序代码的触发包括：

通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述存储系统的性能数据进行获取包括：

应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统中的I/O运行数据进行获取；

依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述获取的I/O运行数据存储至所述I/O运行数据所在进程对应的私有采集缓冲区中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对存储系统的性能进行分析包括：

对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。

6.一种存储系统的性能分析装置，其特征在于，包括：

解析模块、分析模块及至少一个传感模块；

所述传感模块预设于存储系统的I/O模块中；

其中：

所述解析模块用于解析用户发送的捕捉指令中的代码标识；

所述传感模块用于依据所述捕捉指令触发与所述代码标识相对应的预设跟踪程序代码对所述存储系统的性能数据进行获取，所述预设跟踪程序代码植入在存储系统中，用于跟踪指定的I/O行为；其中，在所述存储系统的各个不同的I/O模块中预设有跟踪程序代码；

所述分析模块用于应用所述性能数据对存储系统的性能进行分析。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传感模块包括：

激活单元，用于通过修改所述跟踪程序代码的注册信息对所述跟踪程序代码进行激活。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述传感模块还包括：

获取单元，用于应用经过激活的跟踪程序代码对存储系统的I/O运行数据进行获取；

过滤单元，用于依据预设的过滤规则对所述获取的I/O运行数据进行过滤，获得所述存储系统的性能数据。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分析模块包括：

处理单元，用于对所述性能数据进行可视化处理，获得所述性能数据的应用轨迹；

分析单元，用于依据所述应用轨迹对所述存储系统的性能进行分析。