CN107465579B - 一种端口性能统计系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端口性能统计系统，该系统包括：用户层、平台接口层和性能统计模块，平台接口层分别与用户层和性能统计模块连接，其中：平台接口层，用于获得各IO到目标端口并进入队列的第一时刻值；确定在分配到线程时队列中IO当前数目；获得经存储端处理后各IO离开目标端口的第二时刻值；确定各时延；将各时延和IO当前数目发送给性能统计模块；性能统计模块，用于统计目标端口的端口性能，端口性能包括：目标端口的平均时延；队列中IO实时数目。应用本发明实施例所提供的端口性能统计系统，通过在平台接口层与性能统计模块中统计目标端口的端口性能，减轻了驱动层的负载压力，统计简单，统计结果更加准确。

Description

一种端口性能统计系统

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种端口性能统计系统。

背景技术

随着计算机应用技术的发展，作为大数据时代的数据存储载体的存储端也得到了快速的发展。存储性能是存储端一个重要的体现方面。存储性能包含多方面的指标，例如，端口、逻辑单元号lun、drive等。其中，端口是数据出入存储端的通道，端口性能直接决定了存储端的访问速度和存储性能的好坏。其中，端口时延和端口的队列中的IO实时数目即端口的队列深度是体现端口性能的两个重要指标。

在现有技术中，多是采用直接在驱动层driver中统计端口时延以及端口的队列中的IO实时数目的系统。这种统计系统存在一定的缺点，如驱动层的负载压力大，统计复杂，统计结果不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种端口性能统计系统，包括用户层、平台接口层和性能统计模块，所述平台接口层分别与所述用户层和所述性能统计模块连接，其中：

所述平台接口层，用于在监控目标端口过程中，获得来自所述用户层的每个IO到达所述目标端口并进入所述目标端口的队列的第一时刻值；确定在分配到线程时所述目标端口的队列中IO当前数目，并控制所述目标端口将所述目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理；获得所述存储端将处理后的每个IO通过所述目标端口发送给所述用户层时，每个IO离开所述目标端口的第二时刻值；根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定所述目标端口中每个IO的时延；将确定的每个IO的时延和所述IO当前数目发送给所述性能统计模块；

所述性能统计模块，用于统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果，所述端口性能包括：根据每个IO的时延和所述IO当前数目，确定的所述目标端口的平均时延；通过所述平台接口层获得的所述目标端口的队列中IO实时数目。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述性能统计模块，还用于保存接收到的每个IO的时延。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述性能统计模块，还用于在所述统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，将保存的每个IO的时延清零。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述平台接口层，还用于在检测到有IO进入所述目标端口的队列时，增加记录的所述目标端口的队列中IO数目。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述平台接口层，还用于在检测到有IO离开所述目标端口的队列时，减少记录的所述目标端口的队列中IO数目。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述性能统计模块，还用于在统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，确定所述目标端口所在节点是否为配置节点；如果否，则将所述性能统计结果发送给与所述目标端口所在节点相连的配置节点，以使用户在配置节点上查看所述性能统计结果。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述平台接口层，还用于维护系统的各接口与总线的驱动。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述性能统计模块，具体用于在达到设定的时间间隔时，统计所述目标端口的端口性能，获得在所述时间间隔内的性能统计结果。

应用本发明实施例所提供的端口性能统计系统，通过平台接口层在监控目标端口过程中，获得来自用户层的每个IO到达目标端口并进入目标端口的队列的第一时刻值，确定在分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，并控制目标端口将目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理，获得存储端将处理后的每个IO通过目标端口发送给用户层时，每个IO离开目标端口的第二时刻值，根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定目标端口中每个IO的时延，将确定的每个IO的时延和IO当前数目发送给性能统计模块，性能统计模块统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果，端口性能包括：根据每个IO的时延和IO当前数目，确定的目标端口的平均时延，通过平台接口层获得的目标端口的队列中IO实时数目。通过先在平台接口层中统计目标端口针对每个IO的时延与分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，再在性能统计模块中确定目标端口的平均时延，减轻了驱动层的负载压力，统计简单，统计结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中端口性能统计系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例中端口性能统计系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例中端口性能统计系统的一种结构示意图。该系统可以包括：

用户层1、平台接口层2和性能统计模块3，平台接口层2分别与用户层1和性能统计模块3连接。

其中，平台接口层2，用于在监控目标端口过程中，获得来自用户层1的每个IO到达目标端口并进入目标端口的队列的第一时刻值；确定在分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，并控制目标端口将目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理；获得存储端将处理后的每个IO通过目标端口发送给用户层1时，每个IO离开目标端口的第二时刻值；根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定目标端口中每个IO的时延；将确定的每个IO的时延和IO当前数目发送给性能统计模块3；

性能统计模块3，用于统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果，端口性能包括：根据每个IO的时延和IO当前数目，确定的目标端口的平均时延；通过平台接口层2获得的目标端口的队列中IO实时数目。

本发明实施例所提供的端口性能统计系统包括用户层1(HOST)、平台接口层2(PLIF)和性能统计模块3(ST)，平台接口层2分别与用户层1和性能统计模块3连接。用户层1可以下发未处理的IO与接收处理后的IO，平台接口层2可以管理各端口的接收、下发等操作。平台接口层2在监控目标端口过程中，获得来自用户层1的每个IO到达目标端口并进入目标端口的队列时，当前系统的时间t₁，即第一时刻值，确定在分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，并控制目标端口将目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理，调用回调函数获得存储端将处理后的每个IO通过目标端口发送给用户层1的过程中，每个IO离开目标端口时，当前系统的时间t₂，即第二时刻值，根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定目标端口中每个IO的时延，Δt＝t₂-t₁，单位为ms，将确定的每个IO的时延和IO当前数目发送给性能统计模块3。

性能统计模块3可以统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果，端口性能包括：根据每个IO的时延和IO当前数目即目标端口的队列深度，将每个IO的时延进行累加统计，获得总时延，用总时延除以IO当前数目，从而确定的目标端口的平均时延。通过调用平台接口层2的函数，获得的目标端口的队列中IO实时数目。

目标端口可以为待进行性能统计的任意一个端口，如可以是一个待检测的光纤端口FC。

IO的时延指的是IO从用户层1下发到目标端口的时间到IO经历完存储端处理后从目标端口离开时二者时间的一个差值。目标端口的时延能直接反映出存储端处理IO的速度大小。

当IO到达目标端口时，IO为并发模式，即用户层1发送来的IO到达目标端口时先进入目标端口的队列，等待系统线程调度进行发送，当分配到线程时才对目标端口的队列中的IO进行发送。所以目标端口的队列中的IO是动态变化的，根据队列中的IO个数可以从侧面体现当前系统的繁忙程度及处理能力。

由于对于同一个IO内有相应的ID作为标识，因此，针对用户层1下发的一个IO，从目标端口进入目标端口的队列，被发送到存储端进行处理后，还会从该目标端口返回到用户层1。

应用本发明实施例所提供的端口性能统计系统，通过平台接口层在监控目标端口过程中，获得来自用户层的每个IO到达目标端口并进入目标端口的队列的第一时刻值，确定在分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，并控制目标端口将目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理，获得存储端将处理后的每个IO通过目标端口发送给用户层时，每个IO离开目标端口的第二时刻值，根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定目标端口中每个IO的时延，将确定的每个IO的时延和IO当前数目发送给性能统计模块，性能统计模块统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果，端口性能包括：根据每个IO的时延和IO当前数目，确定的目标端口的平均时延，通过平台接口层获得的目标端口的队列中IO实时数目。通过先在平台接口层中统计目标端口针对每个IO的时延与分配到线程时目标端口的队列中IO当前数目，再在性能统计模块中确定目标端口的平均时延，减轻了驱动层的负载压力，统计简单，统计结果更加准确。

在本发明的一种具体实施方式中，性能统计模块3，还用于保存接收到的每个IO的时延。

性能统计模块3接收到平台接口层2发送的每个IO的时延后，可以保存接收到的每个IO的时延，避免丢失各IO的时延。

在本发明的一种具体实施方式中，性能统计模块3，还用于在统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，将保存的每个IO的时延清零。

紧接上例，性能统计模块3在统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，可以将保存的每个IO的时延清零，以保证下次统计的准确性。

在本发明的一种具体实施方式中，平台接口层2，还用于在检测到有IO进入目标端口的队列时，增加记录的目标端口的队列中IO数目。

平台接口层2在检测到有IO进入目标端口的队列时，会增加记录的目标端口的队列中IO的数目，以保证获得的IO数目与目标端口的队列中的实际IO个数的一致性。

在本发明的一种具体实施方式中，平台接口层2，还用于在检测到有IO离开目标端口的队列时，减少记录的目标端口的队列中IO数目。

平台接口层2在检测到有IO离开目标端口的队列时，即平台接口层2控制目标端口将目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理时，会减少记录的目标端口的队列中的IO数目，同样以保证获得的IO数目与目标端口的队列中的实际IO个数的一致性。

在本发明的一种具体实施方式中，性能统计模块3，还用于在统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，确定目标端口所在节点是否为配置节点；如果否，则将性能统计结果发送给与目标端口所在节点相连的配置节点，以使用户在配置节点上查看性能统计结果。

性能统计模块3在统计目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，因为用户查看性能统计结果只能在配置节点上进行，所以需要确定目标端口所在的节点是否为配置节点，如果是，说明用户可以在目标端口所在的节点上查看性能统计结果，如果否，则将性能统计结果发送给与目标端口所在的节点相连的配置节点，从而用户可以在配置节点上查看性能统计结果。并且采用性能统计模块从非配置节点向配置节点发送性能统计结果的过程中方便数据管理。

在本发明的一种具体实施方式中，平台接口层2，还用于维护系统的各接口与总线的驱动。

平台接口层2除可以管理各接口的接收、下发等操作外，还可以维护系统的各接口与总线的驱动。

在本发明的一种具体实施方式中，性能统计模块3，具体用于在达到设定的时间间隔时，统计目标端口的端口性能，获得在时间间隔内的性能统计结果。

性能统计模块3可以在达到预先设定的时间间隔时，统计目标端口的端口性能，获得在设定的时间间隔内的性能统计结果。例如，启用性能统计模块中的定时器函数，每达到设定的时间间隔触发一次，将在一个设定的时间间隔内接收到的各时延进行累加，获得总时延，用总时延除以该时间间隔内与时延数对应的IO数目，得到每个IO的平均时延，并通过调用平台接口层2的函数，获得目标端口队列中的IO实时数目。从而获得在该时间间隔内的性能统计结果。

需要说明的是，本发明实施例对时间间隔的设定不做限制，如可以将时间间隔设定为5秒。

以图2为例，对本发明实施例进行详细说明。用户层1可以通过端口下发未处理的IO，每个IO到达端口后，先进入端口的队列。平台接口层2可以在监控端口过程中，获得来自用户层1的每个IO到达端口并进入端口的队列时，当前系统的时间t₁，即第一时刻值，当分配到线程时，确定端口的队列中IO当前数目，并控制端口将端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理，调用驱动层5中的回调函数获得存储端将处理后的每个IO通过端口发送给用户层1的过程中，每个IO离开端口时，当前系统的时间t₂，即第二时刻值，根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定端口中每个IO的时延，Δt＝t₂-t₁，单位为ms，将确定的每个IO的时延和IO当前数目两个性能指标发送给性能统计模块3。

性能统计模块3可以统计端口的端口性能，获得性能统计结果，端口性能包括：根据每个IO的时延和IO当前数目即端口的队列深度，将每个IO的时延进行累加统计，获得总时延，用总时延除以IO当前数目，从而确定的端口的平均时延，通过调用平台接口层2的函数，获得的端口的队列中IO实时数目。

图2中虚线部分是用户通过配置节点来查询端口的性能统计结果。性能统计模块3在统计端口的端口性能，获得性能统计结果之后，因为用户查看性能统计结果需在配置节点上进行，图中左右对称的两部分，左边为配置节点，右边是非配置节点，所以当用户请求查看右边的非配置节点中的性能统计模块3获得性能统计结果时，右边的非配置节点需要将性能统计结果发送给左边的配置节点，用户可以通过调用协议层4中的函数获得性能统计结果。当用户请求查看左边的配置节点中的性能统计模块3获得性能统计结果时，可以直接调用协议层4中的函数获得性能统计结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明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发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种端口性能统计系统，其特征在于，包括用户层、平台接口层和性能统计模块，所述平台接口层分别与所述用户层和所述性能统计模块连接，其中：

所述平台接口层，用于在监控目标端口过程中，获得来自所述用户层的每个IO到达所述目标端口并进入所述目标端口的队列的第一时刻值；确定在分配到线程时所述目标端口的队列中IO当前数目，并控制所述目标端口将所述目标端口的队列中的每个IO发送给存储端进行处理；获得所述存储端将处理后的每个IO通过所述目标端口发送给所述用户层时，每个IO离开所述目标端口的第二时刻值；根据每个IO的第一时刻值与第二时刻值，确定所述目标端口中每个IO的时延；将确定的每个IO的时延和所述IO当前数目发送给所述性能统计模块；

所述性能统计模块，用于统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果，所述端口性能包括：根据每个IO的时延和所述IO当前数目，确定的所述目标端口的平均时延；通过所述平台接口层获得的所述目标端口的队列中IO当前数目。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述性能统计模块，还用于保存接收到的每个IO的时延。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述性能统计模块，还用于在所述统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，将保存的每个IO的时延清零。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述平台接口层，还用于在检测到有IO进入所述目标端口的队列时，增加记录的所述目标端口的队列中IO数目。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述平台接口层，还用于在检测到有IO离开所述目标端口的队列时，减少记录的所述目标端口的队列中IO数目。

6.根据权利要求1至5之中任一项所述的系统，其特征在于，

所述性能统计模块，还用于在统计所述目标端口的端口性能，获得性能统计结果之后，确定所述目标端口所在节点是否为配置节点；如果否，则将所述性能统计结果发送给与所述目标端口所在节点相连的配置节点，以使用户在配置节点上查看所述性能统计结果。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述平台接口层，还用于维护系统的各接口与总线的驱动。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述性能统计模块，具体用于在达到设定的时间间隔时，统计所述目标端口的端口性能，获得在所述时间间隔内的性能统计结果。

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