CN107526534A - 管理存储设备的输入输出(i/o)的方法和设备 - Google Patents

管理存储设备的输入输出(i/o)的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例涉及管理存储设备的输入输出的方法和设备。所述存储设备至少包括第一I/O端口和第二I/O端口。所述方法包括接收针对存储设备的第一I/O请求，并判断第一I/O请求的类型。基于第一I/O请求的类型将第一I/O请求分派到第一I/O端口或第二I/O端口。如果第一I/O请求为读请求，则可以将第一I/O请求分派到第一I/O端口，如果确定第一I/O请求为写请求，则可以将第一I/O请求分派到第二I/O端口。所述方法还可以复用第一I/O端口和第二I/O端口中的至少一个。

Description

管理存储设备的输入输出(I/O)的方法和设备
技术领域
本公开的实施例涉及存储装置，并且更具体地涉及管理存储设备的输入输出(I/O)的方法和设备。
背景技术
随着数据存储技术的发展，各种数据存储设备已经能够向用户提供越来越高的数据存储能力，并且数据访问速度也有了很大程度的提高。在存储系统中，读写速度是决定其性能的关键因素。读写操作通常花费不同的时间完成，这根据不同的存储介质而不同。在传统的机械硬盘(例如磁盘，HDD)中，读写操作的速度差异通常并不显著。因此，传统的存储系统的设计没有考虑读写之间的差异。近年来，随着固态硬盘(SSD)的快速发展，SSD逐渐代替传统的机械硬盘。在SSD中，读写速度通常具有显著的差异。因此，如果仍然不考虑读写之间的差异问题，将对存储系统的性能产生比较严重的影响。
发明内容
本公开的实施例提供用于管理存储设备I/O的方法和设备。
根据本公开的第一方面，提供了一种管理存储设备的输入输出(I/O)的方法，该存储设备至少包括第一I/O端口和第二I/O端口。该方法包括：接收针对该存储设备的第一I/O请求；基于该第一I/O请求的类型来分派该第一I/O请求，包括：响应于该第一I/O请求为读请求而将该第一I/O请求分派到该第一I/O端口；以及响应于该第一I/O请求为写请求而将该第一I/O请求分派到该第二I/O端口。
根据本公开的第二方面，提供了一种与存储设备结合使用的设备，该存储设备至少包括第一I/O端口和第二I/O端口。该设备包括：至少一个处理单元；至少一个存储器，该至少一个存储器被耦合到该至少一个处理单元并且存储用于由该至少一个处理单元执行的指令，该指令当由该至少一个处理单元执行时，使得该设备：接收针对该存储设备的第一I/O请求；基于该第一I/O请求的类型来分派该第一I/O请求，包括：响应于该第一I/O请求为读请求而将该第一I/O请求分派到该第一I/O端口；以及响应于该第一I/O请求为写请求而将该第一I/O请求分派到该第二I/O端口。
根据本公开的第三方面，提供了一种与存储设备结合使用的设备的装置，该存储设备至少包括第一I/O端口和第二I/O端口。该设备包括：接收单元，被配置为接收针对该存储设备的第一I/O请求；分派单元，被配置为基于该第一I/O请求的类型来分派该第一I/O请求，该分派单元包括：第一分派模块，被配置为响应于该第一I/O请求为读请求而将该第一I/O请求分派到该第一I/O端口；以及第二分派模块，被配置为响应于该第一I/O请求为写请求而将该第一I/O请求分派到该第二I/O端口。
根据本公开的第四方面，提供了一种存储系统。该存储系统包括多个存储设备，该多个存储设备中的一个包括第一I/O端口和第二I/O端口。该存储系统还包括根据本公开的第二方面的与该存储设备结合使用的设备或根据本公开的第三方面的与该存储设备结合使用的装置。
根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，该机器可执行指令在被执行时使机器执行根据本公开的第一方面的方法的步骤。
提供发明内容部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本公开的实施例的管理存储设备的系统的框图；
图2示出了根据本公开的实施例的管理存储设备的方法的流程图；
图3a示出了根据本公开的实施例的具有串行连接小型计算机系统(SAS)接口的存储设备的连接拓扑的示意图；
图3b示出了根据本公开的实施例的具有快速非易失性存储器(NVMe)接口的存储设备的连接拓扑的示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的另一管理存储设备的方法的流程图；
图5a-图5c示出了根据本公开的实施例的不同读写配置的示意图；
图6示出了根据本公开的实施例的管理存储设备的设备的框图；以及
图7可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如以上所描述的，SSD通常具有显著不同的读写速度，这在重写(rewrite)的情况下尤其严重。在闪存中，读写操作的基本单位是页，而擦除操作的基本单元是块。每个块通常包括多个页。作为示例，一个块内的页的数目可以是16的倍数，例如64、128等。在执行重写操作之前必须首先对其擦除。而且，如果待擦除区域包含用户数据，则还需要在擦除之前将这部分用户数据迁移到其他位置。因此，重写操作实质上涉及多个步骤的复杂操作，而且其中的擦除操作的粒度显著大于读操作的粒度，因而严重影响了重写的速度。
在存储系统中，混合负载(即，读写同时进行)是非常常见的情形。由于读写速度的显著差异，在一个I/O路径中的混合负载容易导致读请求被在前的写请求延迟。这在对读性能要求更高的平台中是非常不利的。
目前，大部分企业级存储设备支持两个I/O端口。例如，串行连接小型计算机系统接口(SAS)接口和快速非易失性存储器(NVMe)接口都支持两个I/O端口。然而，这两个I/O端口的使用通常基于冗余度的考虑。即，只有一个I/O端口用于读写，而另一I/O端口通常处于闲置待用状态。
在SSD中，通常包括用于处理I/O协议的多个协议处理核心和用于控制闪存芯片的多个芯片控制核心。在单端口读写中，可能出现的情形是，这些核心中的一部分是空闲的，而另一部分非常繁忙。这导致对资源不充分的配置，且可能导致读的延迟。
应当理解，尽管以上结合SSD进行描述，然而在其他存储介质中，例如传统的机械硬盘，也存在一定程度的读写速度的差异。因此，本公开并不限制底层的存储设备的具体类型。此外，还应当理解，本公开并不限于SAS和NVMe这两种协议，而且可以应用于现有的和将来开发的任何支持至少两个I/O端口的其他协议。
为了解决上述问题以及其他潜在问题，本公开的示例实施例提出了一种管理存储设备的方案。该方案使用两个I/O端口进行读写操作。作为示例，可以将一个I/O端口专用于读操作，另一I/O端口专用于写操作，从而各不受另一种操作的影响。另外，在对读性能具有高要求的平台中，可以将使用一个I/O端口专用于读操作，而另一I/O端口用于读写操作两者。
图1示出了根据本公开的实施例的管理存储设备的系统100的框图。应当理解，仅出于示例性的目的描述系统100的结构和功能而不是暗示对于本公开的范围的任何限制。也即，系统100中的某些部件可被省略或替换，而另一些未示出的部件可被添加到系统100中。本公开的实施例可以被体现在不同的结构和/或功能中。
如图1所示，系统100可以包括文件系统105，其向独立硬盘冗余阵列(RAID)110中的相应卷发送I/O请求。RAID 110将对应的I/O请求发送到管理器115。管理器110可以执行多种功能，例如分派I/O路径，将I/O请求发送到所分派的I/O路径。管理器110还可以执行协议层处理，对I/O请求进行解析。经解析后的I/O请求被发送到主机控制器120，其将控制命令发送到对应的扩展装置125和130。作为示例，主机控制器在SAS协议中可以被称为主机总线适配器(HBA)，而在NVMe协议中，主机控制器可以被称为主机。
扩展装置125和130分别经由I/O端口140和145连接到存储设备135。扩展装置125和130是用于扩展多个存储设备的设备。作为示例，在SAS协议中，扩展装置可以被称为扩展器(Expander)，而在NVMe协议中，扩展装置可以被称为交换器(Switch)。应当理解，尽管图1中仅示出了一个存储设备135，但是扩展装置125和130通常支持多个存储设备。在这里，为了清楚的考虑，将其他存储设备进行省略。
存储设备135可以存储各种数据。特别地，根据本公开的实施例。存储设备135至少包括两个I/O端口，即，第一I/O端口140和第二I/O端口145。如上所述，存储设备135可以是现有的或者将来开发的各种类型的存储介质，包括但不限于HDD、闪存介质SSD、变相存储介质(PCM)SSD等。存储设备135可以经由I/O端口140和145接收读写命令，并进行读写操作。基于读写操作，存储设备135中的数据再依次向上传送。
本领域技术人员应当理解，图1所示的多层处理架构中的处理流程不一定按照图示的顺序进行实施，甚至有些流程还可以并行实施。此外，在一个模块中实施的功能还可能在不同的模块中实施，在不同模块中实施的功能也可以合并在一起。例如，管理器115可以包含分派器(未示出)。
本领域技术人员还应当理解，图1所示的系统100并非单纯的硬件架构，并且可以包括硬件和层级信号处理的混合架构。例如，文件系统106、RAID 110、管理器115、主机控制器120均可以通过软件实施。
以下将参考图2至图7来进一步详细描述本公开的示例实施例。图2示出了根据本公开的实施例的管理存储设备135的方法200的流程图。如上所述，存储设备135至少包括第一I/O端口140和第二I/O端口145。例如，方法200可以由如图1所示的管理器115(更具体地，管理器115内的分派器)来执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。
在步骤205中，接收针对存储设备135的I/O请求。为了讨论方便起见，将该I/O请求称为第一I/O请求。作为响应，管理器115将基于步骤205中接收到的第一I/O请求的类型在多个I/O端口之间分派该I/O请求。为讨论方便起见，假设第一I/O端口140被设置为专用于处理读请求；而第二I/O端口145被设置为专用于处理写请求。
具体而言，在步骤210中，判断第一I/O请求是读请求还是写请求。如果确定第一I/O请求为I/O为读请求，方法200进行到步骤215，在此将所述第一I/O请求分派到第一I/O端口。另一方面，如果在步骤210处确定接收到的第一I/O请求为写请求，则在步骤220将第一I/O请求分派到第二I/O端口。
在方法200中，由于读请求和写请求被分派到了不同的I/O端口，因而，读写之间不存在不必要的先后顺序，减少存储设备在处理请求时不必要的相互干扰，从而大大改善存储设备，特别是读写性能差异较大的存储设备(例如SSD)的读写性能。
在一些实施例中，尽管第一I/O端口140和第二I/O端口145被指派了各自的用途，但是管理器115可以根据存储设备135中的读操作和写操作的优先级，来复用第一I/O端口140和/或第二I/O端口145。在此使用的术语“复用”是指在一个I/O端口的固有专用功能的基础上，使其被用于处理另一种类型的I/O操作。换言之，被复用的I/O端口可以处理两种不同类型的I/O请求，即，读请求和写请求。
根据本公开的实施例，可以基于各种因素，来确定存储设备135上的读操作和写操作哪类具有更高的优先级。作为示例，在某些应用于索引的的存储系统中，对读操作的时延性能要求显著高于对写操作的要求。此时，可以确定读操作的优先级高于写操作。
备选地或者附加地，还可以根据负载情况动态地调整读操作和写操作的优先级。例如，在读操作的数量高于写操作的数量时，或者在读操作的数量高于写操作的数量满足预定阈值条件时，可以确定读操作的优先级高于写操作的优先级。因而，针对存储系统的实时读写状态的要求，确定读写操作的优先级，对存储系统进行实时优化。
将会理解，上文描述的用于确定I/O操作优先级的因素仅仅示例性的，无意以任何方式限制本公开的实施例。在其他实施例中，可以基于其他情形确定读写操作的优先级。而且，在一些实施例中，针对存储设备135的I/O操作的优先级是事先确定并且固定的，例如由用户指定。备选地，在另一些实施例中，可以动态地改变I/O操作的优先级。
在确定了针对存储设备135的I/O操作的优先级之后，可以基于该优先级来复用I/O端口。假设存储设备135的读操作的优先级高于写操作。此时，在接收到一个读请求(称为“第二I/O请求”)之后，可以将其分派到原本用于写操作的第二I/O端口145。以此方式，第二I/O端口145被复用。另一方面，如果存储设备135的写操作的优先级高于读操作，则可以将接收到的写请求(称为“第三I/O请求”)分派到原本用于读操作的第一I/O端口140，从而复用第一I/O端口140。
根据本公开的实施例，复用可以以各种适当的方式来执行。以读请求为例，在一个实施例中，仅当专用于处理读操作的第一I/O端口140的负荷超过了预定阈值的情况下，才将接收到的读请求分派给第二I/O端口145。备选地，在另一些实施例中，可以将接收到的读请求以交替方式在第一和第二I/O端口140和145之间分派。对于写请求，情况同样如此。
上述实施例可以充分地利用存储设备的两个I/O端口的吞吐量，从而改善读写性能。在使用专用I/O端口的情况下，还可以降低读写之间的干扰，从而进一步增强专用I/O端口中的读或写的时延性能。
除了上文描述的实施例之外或者作为替代，管理器115还可以确定与存储设备135的多个I/O端口140、145相关联的I/O路径的性能。在此使用的术语“I/O路径”是指I/O请求到达存储设备的I/O端口之前所经过的路径。例如，在图1的系统100中，I/O路径可以指代I/O请求从管理器115到各I/O端口之间的路径。作为示例，在一个I/O路径的性能可以基于I/O路径各自的跳转层级来确定。下面将结合图3a和图3b描述跳转层级。
图3a示出了根据本公开的实施例的具有SAS接口的存储设备(简称SAS存储设备)330的连接拓扑的示意图。如图3a所示，SAS存储设备330包括两个I/O端口。第一I/O端口经由SAS扩展器310连接到HBA 305，而第二I/O端口经由SAS扩展器315和325连接到HBA 305。为了简化考虑，示意图只用了一个HBA来连接两个SAS扩展器。但不限于用两个HBA分别连接两个SAS扩展器。SAS扩展器320是为了完整性的考虑而示出，其与SAS扩展器325一起与其他存储设备(未示出)连接。可以看出，在第一I/O路径中，HBA仅经由一个扩展器与存储设备连接，而在第二I/O路径中，HBA经由两个扩展器与存储设备连接。因此，其对应的跳转层级分别是1和2。
类似地，图3b示出了根据本公开的实施例的具有NVMe接口的存储设备(简称NVMe存储设备)380的连接拓扑的示意图。如图3b所示，NVMe存储设备380包括两个I/O端口。第一I/O端口经由PCIExpress(PCIe)交换器360连接到主机355，而第二I/O端口经由PCIe交换器365和375连接到主机355。为了简化考虑，示意图只用了一个主机来连接两个PCIe交换器。但不限于用两个主机控制器分别连接两个PCIe交换器。PCIe交换器370是为了完整性的考虑而示出，其与PCIe交换器375一起与其他存储设备(未示出)连接。可以看出，在第一I/O路径中，主机仅经由一个交换器与存储设备连接，而在第I/O二路径中，主机经由两个交换器与存储设备连接。因此，其对应的跳转层级分别是1和2。
实验证明：对于SAS接口的SSD而言，在跳转层级1和3之间每秒输入输出(IOPS)通常具有至少10％的差异。在相同扩展装置下的多个SSD很容易使链路带宽饱和，因此，对两个I/O路径的同时使用是非常必要的。此外，由于跳转层级的差异会导致读写性能的差异，因此，基于跳转层级对I/O端口或I/O路径进行选择可以进一步优化读写性能。应当注意，尽管这里仅以跳转层级为例说明了I/O路径的性能，其他用于确定I/O路径的性能的方法也是可能的，本公开的范围在此方面不受限制。
在确定I/O路径的性能之后，可以基于I/O路径的性能选择第一I/O端口140和第二I/O端口145中的至少一个。在一些实施例中，如果存储设备135的读操作具有高于写操作的优先级，从多个I/O端口中选择相关联的I/O路径的性能较高的I/O端口作为第一I/O端口140。另一方面，如果存储设备135的写操作具有高于读操作的优先级，则从多个I/O端口中选择相关联的I/O路径的性能较高的I/O端口作为第二I/O端口145。
为了使本领域技术人员更清楚地理解并实施本公开，现在结合图4详细地描述一种管理存储设备135的方法400。方法400例如可以在图1中所示的管理器115或管理器115内的分派器中实施。方法400可以理解为是方法200的一种具体实现。应当理解的是，方法400还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。还应当理解，方法400的某些步骤的顺序可以变化，而且某些步骤也可以并行实施，本公开的范围在此方面不受限制。
在步骤405中，接收I/O请求并且确定分派器是否启用。如果没有启用，则方法400前进到步骤410。在步骤410中，启用缺省路径选择器。缺省路径选择器可以是传统的路径选择器，例如，将所有I/O请求分派到一个I/O端口，另一I/O端口由于冗余度的考虑而处于闲置待用状态。
如果在步骤405中确定分派器已经启用，则方法400前进至步骤415。在步骤415中，确定写操作是否优于读操作，即写操作具有高于读操作的优先级。如果写操作不具有高于读操作的优先级，则方法400前进至步骤420。在步骤420中，确定是否读写均衡，即读操作和写操作的优先级是否相同。如果优先级不同，则方法前进至步骤425。在步骤425中，确定是否读操作优于写操作，即读操作是否具有高于写操作的优先级。如果读操作不具有高于写操作的优先级，则说明在该方法中可能没有设置读操作与写操作的优先级。因此，方法400可以前进到步骤410，从而启用缺省路径选择器。将会理解，步骤415、420和425的顺序可以任意排列。备选地，还可以省略这些步骤，而相应地预设一种读写优先级。
现在返回步骤415进行描述。如果在步骤415中确定写优于读，则方法400前进至步骤430。此时，由于写操作具有较高优先级，则针对写请求分派两个I/O端口(或者两个I/O路径)，针对读请求分派一个I/O端口(或一个I/O路径)。换言之，一个I/O端口专用于写操作，一个I/O端口用于混合读写操作。然后，方法400前进到步骤445，执行拓扑检查。拓扑检查的目的是为了确定I/O路径的性能，例如在一些实施例中确定I/O路径的跳转层级。在步骤445中，如果确定与第一I/O端口相关联的第一I/O路径具有较高性能，则可以将第一I/O路径专用于写操作，而将具有较低性能的第二I/O路径用于混合读写操作。在拓扑检查之后，方法400前进至步骤460，确定I/O请求是否为读请求。如果确定I/O请求是读请求，则可以在步骤480中将其分派到第二I/O路径(即，图中的I/O路径A)。如果确定I/O请求是写请求，则可以在步骤475中将其分派到任一I/O路径。
现在返回步骤420进行描述。如果在步骤420中确定读写均衡，则方法400前进至步骤435。此时，由于读写操作优先级相同，则分别针对读请求和写请求分派一个I/O端口(或一个I/O路径)。换言之，一个I/O端口专用于写操作，一个I/O端口用于读操作。然后，方法400前进到步骤450，执行拓扑检查。如上所述，拓扑检查的目的是为了确定I/O路径的性能，因此，在也可以省略步骤450。在拓扑检查之后，方法400前进至步骤465，确定I/O请求是否为读请求。如果确定I/O请求是读请求，则可以在步骤480中将其分派到I/O路径A。如果确定I/O请求是写请求，则可以在步骤485中将其分派到另一I/O路径，即，I/O路径B。
现在返回步骤425进行描述。如果在步骤425中确定写优于读，则方法400前进至步骤440。此时，由于读操作具有较高优先级，则针对读请求分派两个I/O端口(或者两个I/O路径)，针对写请求分派一个I/O端口(或一个I/O路径)。换言之，一个I/O端口专用于读操作，一个I/O端口用于混合读写操作。然后，方法400前进到步骤455，执行拓扑检查。如上所述，拓扑检查的目的是为了确定I/O路径的性能。
在某些实施例中，在步骤445中，如果确定与第一I/O端口相关联的第一I/O路径具有较高性能，则可以将第一I/O路径专用于读操作，而将具有较低性能的第二I/O路径用于混合读写操作。在拓扑检查之后，方法400前进至步骤470，确定I/O请求是否为读请求。如果确定I/O请求是读请求，则可以在步骤489中将其分配到任一I/O路径。如果确定I/O请求是读请求，则可以在步骤485中将其分派到第二I/O路径(即，图中的I/O路径B)。
以下结合图5a-图5c介绍本公开的实施例所带来的有益效果。图5a-图5c示出了不同读写配置的示意图，其中图5a表示根据现有技术的单端口读写配置500，而图5b和图5c分别表示专用读写配置540和双端口混合读写配置580。在图5a-图5c中，以图案501(空白方框)表示写请求，而以图案502(阴影方框)表示读请求。
为了简单起见，在图5a-5c中分别示出了包含三个请求的序列。如图5a所示，I/O请求505是混合I/O请求，包括一个读请求和两个写请求。I/O请求505经由I/O路径520与SSD515耦合。然而，I/O请求510不存在，即I/O路径525处于闲置待用状态。如图5b所示，I/O请求535包括三个读请求，经由I/O路径550与SSD 545耦合。I/O请求540包括三个写请求，经由I/O路径555与SSD 545耦合。如图5c所示，I/O请求565和570均包括一个写请求和两个读请求，即都是混合I/O请求。I/O请求565和570分别经由I/O路径580和585与SSD 575耦合。
在8K块文件读写的情况下，对这三种情形进行测试，获得如下测试结果，如表1所示。与现有技术的配置500相比，配置530和配置560在读延时中具有显著的改进。特别是在方案540中，由于对读请求分配了专用的I/O端口，因此受写请求的干扰大幅减少，从而大大降低了读请求的时延。
表1
配置 500 530 560
读延时 1258us 564us 739us
写延时 229us 221us 183us
图6示出了根据本公开的实施例的管理存储设备135的装置600的框图。图1中的管理器可以部分地由装置600实施。例如，装置600可以在管理器115处实施，或者本身就充当管理器115。
如图6所示，装置600可以包括接收单元605和分派单元610。接收单元被配置为接收针对存储设备的第一I/O请求。分派单元610被配置为基于第一I/O请求的类型来分派第一I/O请求。分派单元610可以包括第一分派模块，被配置为响应于所述第一I/O请求为读请求而将所述第一I/O请求分派到所述第一I/O端口。分派单元610还可以包括第二分派模块，被配置为响应于所述第一I/O请求为写请求而将所述第一I/O请求分派到所述第二I/O端口。
在一些实施例中，装置600还可以包括复用单元，被配置为根据所述存储设备的读操作和写操作的优先级，复用所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
备选地或者附加地，在一些实施例中，复用单元可以被配置为：接收第二I/O请求，所述第二I/O请求是读请求；响应于确定所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，将所述第二I/O请求分派到所述第二I/O端口。
备选地或者附加地，在一些实施例中，复用单元可以被配置为接收第三I/O请求，所述第三I/O请求是写请求；响应于确定所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，将所述第三I/O请求分派到所述第一I/O端口。
备选地或者附加地，在一些实施例中，装置600还可以包括性能确定模块，被配置为确定与所述存储设备的多个I/O端口相关联的I/O路径的性能；以及选择模块，被配置为基于所述I/O路径的所述性能，选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
备选地或者附加地，在一些实施例中，选择模块被配置为响应于所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第一I/O端口。
备选地或者附加地，在一些实施例中，选择模块可以被配置为响应于所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第二I/O端口。
备选地或者附加地，在一些实施例中，确定模块可以被配置为基于所述I/O路径各自的跳转层级来确定所述性能。
图7示出了一个可以用来实施本公开的实施例的设备700的示意性框图。如图所示，设备700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序指令或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法200或300，可由处理单元701执行。例如，在一些实施例中，方法200或300可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序被加载到RAM 703并由CPU 701执行时，可以执行上文描述的方法200或300的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU 701也可以以其他任何适当的方式被配置以实现上述过程/方法
本公开可以是方法、设备、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、闪存介质SSD、PCM SSD、3D交叉存储器(3DXPoint)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各实施例。

Claims (17)

1.一种管理存储设备的输入输出(I/O)的方法，所述存储设备至少包括第一I/O端口和第二I/O端口，所述方法包括：
接收针对所述存储设备的第一I/O请求；
基于所述第一I/O请求的类型来分派所述第一I/O请求，包括：
响应于所述第一I/O请求为读请求而将所述第一I/O请求分派到所述第一I/O端口；以及
响应于所述第一I/O请求为写请求而将所述第一I/O请求分派到所述第二I/O端口。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据所述存储设备的读操作和写操作的优先级，复用所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述复用包括：
接收第二I/O请求，所述第二I/O请求是读请求；
响应于确定所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，将所述第二I/O请求分派到所述第二I/O端口。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述复用包括：
接收第三I/O请求，所述第三I/O请求是写请求；
响应于确定所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，将所述第三I/O请求分派到所述第一I/O端口。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定与所述存储设备的多个I/O端口相关联的I/O路径的性能；以及
基于所述I/O路径的所述性能，选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的方法，其中选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个包括：
响应于所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第一I/O端口。
7.根据权利要求5所述的方法，其中选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个包括：
响应于所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第二I/O端口。
8.根据权利要求5所述的方法，其中确定与所述存储设备的多个I/O端口相关联的I/O路径的性能包括：
基于所述I/O路径各自的跳转层级来确定所述性能。
9.一种与存储设备结合使用的设备，所述存储设备至少包括第一输入/输出(I/O)端口和第二I/O端口，所述设备包括：
至少一个处理单元；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述设备：
接收针对所述存储设备的第一I/O请求；
基于所述第一I/O请求的类型来分派所述第一I/O请求，包括：
响应于所述第一I/O请求为读请求而将所述第一I/O请求分派到所述第一I/O端口；以及
响应于所述第一I/O请求为写请求而将所述第一I/O请求分派到所述第二I/O端口。
10.根据权利要求9所述的设备，其中当由所述至少一个处理单元执行所述指令时，进一步使得所述设备：
根据所述存储设备的读操作和写操作的优先级，复用所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述复用包括：
接收第二I/O请求，所述第二I/O请求是读请求；
响应于确定所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，将所述第二I/O请求分派到所述第二I/O端口。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述复用包括：
接收第三I/O请求，所述第三I/O请求是写请求；
响应于确定所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，将所述第三I/O请求分派到所述第一I/O端口。
13.根据权利要求9所述的设备，其中当由所述至少一个处理单元执行所述指令时，进一步使得所述设备：
确定与所述存储设备的多个I/O端口相关联的I/O路径的性能；以及
基于所述I/O路径的所述性能，选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的设备，其中选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个包括：
响应于所述存储设备的读操作具有高于写操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第一I/O端口。
15.根据权利要求13所述的设备，其中选择所述第一I/O端口和所述第二I/O端口中的至少一个包括：
响应于所述存储设备的写操作具有高于读操作的优先级，从所述多个I/O端口中选择相关联的所述I/O路径的所述性能较高的I/O端口作为所述第二I/O端口。
16.根据权利要求13所述的设备，其中确定与所述存储设备的多个I/O端口相关联的I/O路径的性能包括：
基于所述I/O路径各自的跳转层级来确定所述性能。
17.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在被执行时使机器执行根据权利要求1至8任一项所述的方法的步骤。
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