CN107529696B - 一种存储资源访问控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种存储资源访问控制方法及装置，所述方法包括：根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度。应用本发明实施例可以实现对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

Description

一种存储资源访问控制方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种存储资源访问控制方法及装置。

背景技术

共享文件系统是指多个节点组成一个集群，访问同一块存储空间，在任意节点上读写文件，在其他节点上也仍可以访问该文件，节点间通过分布式锁协商读写权限。其中，存储空间由存储设备(也可以称为存储服务器)提供。

在上述集群中，不同的节点对存储设备访问的需求可能不同，例如，假设节点1部署了较多的数据库类型业务虚拟机，而节点2仅部署了web(网页)业务虚拟机，则节点1对存储设备的访问会比较频繁，而节点2对存储设备的访问则会较少。

如何实现针对不同节点对存储设备的访问的QoS(Quality of Service，服务质量)控制成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种存储资源访问控制方法及装置，以实现对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

根据本发明的第一方面，提供一种存储资源访问控制方法，应用于包括多个节点的集群中的目标节点，所述集群中部署有共享文件系统，所述目标节点中配置有集群中其它节点的输入输出IO权重，该方法包括：

根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；

当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度。

根据本发明的第二方面，提供一种存储资源访问控制装置，应用于包括多个节点的集群中的目标节点，所述集群中部署有共享文件系统，所述目标节点中配置有集群中其它节点的输入输出IO权重，该装置包括：

确定单元，用于根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；

控制单元，用于当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度。

应用本发明公开的技术方案，通过在节点中部署集群中其它节点的IO权重，并根据其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片，进而，当节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，从而实现了对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种存储资源访问控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种存储资源访问控制装置的结构示意图。

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实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

请参见图1，为本发明实施例提供的一种存储资源访问控制方法的流程示意图，其中，该存储资源访问控制方法可以包括多个节点的集群中的目标节点，该集群中部署有共享文件系统，该目标节点中配置有集群中其它节点的IO(Input/Output，输入输出)权重，如图1所示，该存储资源访问控制方法可以包括以下步骤：

需要说明的是，在本发明实施例中，目标节点并不特指某一节点，而是可以指代集群中的任一节点，本发明实施例后续不再复述。

步骤101、根据其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，目标时间片的数量占时间片总量的比例与目标节点的IO权重相等，目标节点的IO权重与其它节点的IO权重之和为1。

本发明实施例中，为了实现针对集群中不同节点对存储设备的访问的QoS控制，可以预先根据集群中不同节点对存储设备的访问的不同QoS需求，确定各节点的IO权重，并在各节点中配置集群中其它节点的IO权重。

举例来说，假设集群中包括两个节点(节点1和节点2)，其中，节点1与节点2对存储设备的访问的QoS需求相同(即1:1)，则节点1和节点2的IO权重均为50％，可以预先在节点1中配置节点2的IO权重(50％)，并在节点2中配置节点1的IO权重(50％)。

相应地，在本发明实施例中，节点可以根据预设的集群中其它节点的IO权重，确定节点自身的IO权重，进而，确定本机的业务虚拟机进行IO调度的时间片(本文中称为目标时间片)；其中，目标时间片的数量占时间片总量的比例与节点自身的IO权重相等。

仍以上述示例为例，对于节点1而言，节点1根据预先配置的节点2的IO权重(50％)，且节点1自身的IO权重为50％，因此，节点1确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片时，需要保证对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片的数量占时间片总量的比例为50％，剩余50％则分配给节点2(在分配给节点2的时间片内节点1不对本机的业务虚拟机进行IO调度)。

步骤102、当目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度。

本发明实施例中，目标节点确定了对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片之后，可以在目标时间片内对本机的业务虚拟机进行IO调度，即对于目标节点中存在资源访问需求的业务虚拟机(本文中称为目标业务虚拟机)，目标节点可以在目标时间片内允许目标业务虚拟机访问存储资源，以实现对本机的业务虚拟机的存储资源访问控制。

作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，上述当目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，包括：

当本机存在多个存在存储资源访问需求的目标业务虚拟机时，将目标时间片平均分配给该多个目标业务虚拟机，并分别在对应的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

在该实施方式中，目标节点确定了对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片之后，若检测到本机存在多个需要访问存储资源的目标业务虚拟机，则目标节点可以将目标时间片平均分配给该多个目标业务虚拟机。

举例来说，假设节点1确定的目标时间片为时间片1、时间3、时间片5…时间片(2n+1)，且节点1检测到本机存在两个需要访问存储资源的业务虚拟机(假设为业务虚拟机1和业务虚拟机2)，则节点1可以将目标时间片平均分配给业务虚拟机1和业务虚拟机2，例如，将时间片1、时间片5、时间片9…时间片(4k+1)分配给业务虚拟机1；将时间片3、时间片7、时间片11…时间片(4k+3)分配给业务虚拟机2，进而，节点1可以允许业务虚拟机1在时间片1、时间片5、时间片9…时间片(4k+1)内访问存储资源，并允许业务虚拟机2在时间片3、时间片7、时间片11…时间片(4k+3)内访问存储资源。

值得说明的是，在本发明实施例中，当目标节点中存在多个需要访问存储资源的目标业务虚拟机时，目标节点除了可以按照上述方式将目标时间片平均分配给各目标业务虚拟机之外，还可以按照其它策略将目标时间片分配给各目标业务虚拟机，其具体实现在此不做赘述。

此外，目标节点中仅存在一个需要访问存储资源的目标业务虚拟机时，目标节点可以将所有的目标时间片均分配给该目标业务虚拟机。

作为另一种可选的实施方式，在本发明实施例中，目标节点中还可以配置本机各业务虚拟机的IO权重；

相应地，上述当目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，可以包括：

根据各目标业务虚拟机的IO权重将目标时间片分配给各目标业务虚拟机；其中，分配给各目标业务虚拟机的时间片的数量之间的比例与各目标业务虚拟机的IO权重之间的比例相等；

分别在分配给各目标业务虚拟机的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

在该实施方式中，可以基于业务虚拟机配置集群中不同节点对存储资源的访问的QoS。

举例来说，假设集群中包括节点1和节点2，节点1中包括业务虚拟机a和业务虚拟机b，节点2中包括业务虚拟机c和业务虚拟机d，若业务虚拟机a、业务虚拟机b、业务虚拟机c和业务虚拟机d对存储资源的访问的QoS需求比例为1：1：1：1，则业务虚拟机a、业务虚拟机b、业务虚拟机c和业务虚拟机d的IO权重分别为25％，节点1和节点2的IO权重分别为50％。

在该实施方式中，当目标节点确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片之后，可以根据各目标业务虚拟机的IO权重将目标时间片分配给各目标业务虚拟机，其中，分配给各目标业务虚拟机的时间片的数量之间的比例与各目标业务虚拟机的IO权重之间的比例相对。

举例来说，假设节点1确定的对本机的业务虚拟机的目标时间片为时间片1～100，且节点1中包括业务虚拟机a和业务虚拟机b，预先配置的业务虚拟机a的IO权重为20％，业务虚拟机b的IO权重为30％，则节点1可以给业务虚拟机a分配40个时间片，业务虚拟机b分配60个时间片，例如，将时间片1～40分配给业务虚拟机a，时间片41～100分配给业务虚拟机b。

在该实施方式中，节点将目标时间片分配给各目标业务虚拟机之后，可以在分配给各目标业务虚拟机的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

仍以上述示例为例，节点1可以在时间片1～40内对业务虚拟机a进行IO调度；在时间片41～100内对业务虚拟机b进行IO调度，即允许业务虚拟机a在时间片1～40内对存储资源进行访问，允许业务虚拟机b在时间片41～100内对存储资源进行访问。

可见，在图1所示的方法流程中，通过在节点中配置集群中其它节点的IO权重，进而，节点可以根据预先配置的其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片，进而，当目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在该目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，从而可以实现对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

进一步地，作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，目标节点中配置的集群中其它节点的IO权重可以通过cgroup(控制组)的形式配置。

例如，目标节点可以通过虚构应用的形式配置集群中其它节点的IO权重；其中，该虚构应用用于在节点中模拟集群中其它节点对存储资源的访问，而并不会产生对存储资源的实际访问(即该虚构应用实际上并不会访问存储资源)，相应也不会产生IO量。

举例来说，假设集群中包括节点1和节点2，且节点1和节点2的IO权重分别为75％和25％，则对于节点1，可以虚构应用app1(该虚构应用app1用于代表节点2访问存储资源)，并配置app1的IO权重为25％；对于节点2，可以虚构应用app2(该虚构应用app2用于代表节点1访问存储资源)，并配置app2的IO权重为75％，从而，基于上述配置，节点1和节点2可以获知集群中的其它节点的IO权重。

又举例来说，假设集群中包括节点1和节点2，节点1包括业务虚拟机a和业务虚拟机b，节点2包括业务虚拟机c和业务虚拟机d，且业务虚拟机a、业务虚拟机b、业务虚拟机c和业务虚拟机d的IO权重分别为30％、30％、20％和20％，则对于节点1，可以虚构应用app1，并配置app1的IO权重为40％(20％+20％＝40％)；对于节点2，可以虚构应用app2，并配置app2的IO权重为60％(30％+30％＝60％)，从而，基于上述配置，节点1和节点2可以获知集群中的其它节点的IO权重。

进一步地，在该实施方式中，考虑到虚构应用实际上并不会对存储资源进行访问，也即不会产生对存储资源的IO量，因此，集群中节点对存储资源的访问可以通过基于时间片的CFQ(Completely Fair Queuing，绝对公平调度器)调度算法实现，即需要对现有CFQ调度算法进行改进，将现有基于时间片及IO量的CFQ调度算法修改为基于时间片的CFQ调度算法，从而保证节点中配置的虚构应用不访问存储资源，在参与到调度中的同时，避免影响本机的业务虚拟机实际对存储资源的访问。

相应地，在该实施方式中，上述在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，包括：

通过基于时间片的CFQ调度算法实现对目标业务虚拟机的IO调度。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例提供的技术方案，下面结合具体实例对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

实施例一、基于节点配置全局存储资源访问QoS

假设集群中包括节点1和节点2，且节点1和节点2的存储资源访问的QoS需求比例为2:1，则节点1和节点2上分别需要进行如下配置：

节点1

1、虚构应用app2，代表节点2访问存储资源；

2、配置app2的IO权重为33％。

节点2

1、虚构应用app1，代表节点1访问存储资源；

2、配置app1的IO权重为66％。

基于上述配置，节点1可以确定对本机进行IO调度的目标时间片；其中，该目标时间片的数量占时间片总量的比例为66％。

在该实施例中，假设单位时间内IO调度的时间片总量为100，则目标时间片的数量为66，假设为时间片1～66。

当节点1中仅存在1个业务虚拟机需要访问存储资源时，节点1可以将时间片1～66均分配给该业务虚拟机；

当节点1中存在m(m≥2)个业务虚拟机需要访问存储资源时，节点1可以将时间片1～66平均分配给各业务虚拟机。

在该实施例中，假设节点1中存在业务虚拟机a、业务虚拟机b以及业务虚拟机c共3个业务虚拟机需要访问存储资源，则节点1可以分别为业务虚拟机a～c分别22个时间片，例如，将时间片1～22分配给业务虚拟机a，将时间片23～44分配给业务虚拟机b，将时间片45～66分配给业务虚拟机c；进而，当业务虚拟机a需要访问存储资源时，节点1可以在时间片1～22中对业务虚拟机a进行IO调度，允许其访问存储资源；当业务虚拟机b需要访问存储资源时，在时间片23～44中对业务虚拟机b进行IO调度，允许其访问存储资源；当业务虚拟机c需要访问存储资源时，在时间片45～66中对业务虚拟机b进行IO调度，允许其访问存储资源。

实施例二、基于业务虚拟机配置全局存储资源访问QoS

假设集群中包括节点1和节点2，节点1上部署有业务虚拟机a和业务虚拟机b，节点2上部署有业务虚拟机c和业务虚拟机d，业务虚拟机a、业务虚拟机b、业务虚拟机c和业务虚拟机d的存储资源访问的QoS需求比例为2：2：1：1，则节点1和节点2上分别需要进行如下配置：

节点1

1、虚构应用app2，代表节点2访问存储资源；

2、配置app2的IO权重为33％；

3、配置业务虚拟机a的IO权重为33％；

4、配置业务虚拟机b的IO权重为33％。

节点2

1、虚构应用app1，代表节点1访问存储资源；

2、配置app1的IO权重为66％；

3、配置业务虚拟机c的IO权重为16％；

4、配置业务虚拟机d的IO权重为16％。

基于上述配置，节点1可以确定对本机进行IO调度的目标时间片；其中，该目标时间片的数量占时间片总量的比例为66％。

在该实施例中，假设单位时间内IO调度的时间片总量为100，则目标时间片的数量为66，假设为时间片1～66。

节点1确定了对本机各业务虚拟机进行IO调度的目标时间片之后，可以根据预先配置的业务虚拟机a和业务虚拟机b的IO权重，将目标时间片分配给业务虚拟机a和业务虚拟机b。

在该实施例中，由于业务虚拟机a和业务虚拟机b的IO权重均为33％，因此，节点1可以将目标时间片平均分配给业务虚拟机a和业务虚拟机b。

假设节点1将时间片1～33分配给业务虚拟机a，将时间片34～66分配给业务虚拟机b。

进而，当业务虚拟机a需要访问存储资源时，节点1可以在时间片1～33中对业务虚拟机a进行IO调度，允许其访问存储资源；当业务虚拟机b需要访问存储资源时，在时间片34～66中对业务虚拟机b进行IO调度，允许其访问存储资源。

通过以上描述可以看出，在本发明实施例提供的技术方案中，通过在节点中部署集群中其它节点的IO权重，并根据其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片，进而，当节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，从而实现了对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

请参见图2，为本发明实施例提供一种存储资源访问控制装置的结构示意图，其中，该装置可以应用于上述目标节点，如图2所示，该装置可以包括：

确定单元210，用于根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；

控制单元220，用于当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度。

在可选实施例中，所述控制单元220，可以具体用于当本机存在多个存在存储资源访问需求的目标业务虚拟机时，将所述目标时间片平均分配给所述多个目标业务虚拟机，并分别在对应的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

在可选实施例中，所述控制单元220，可以具体用于根据各目标业务虚拟机的IO权重将所述目标时间片分配给各目标业务虚拟机；其中，分配给各目标业务虚拟机的时间片的数量之间的比例与各目标业务虚拟机的IO权重之间的比例相等；分别在分配给各目标业务虚拟机的时间片内对对应的业务虚拟机进行IO调度。

在可选实施例中，所述控制单元，具体用于通过基于时间片的绝对公平调度器CFQ调度算法实现对所述目标业务虚拟机的IO调度。

在可选实施例中，所述目标节点中通过控制组cgroup的方式配置有集群中其它节点的IO权重。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

由上述实施例可见，通过在节点中部署集群中其它节点的IO权重，并根据其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片，进而，当节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在目标时间片内对目标业务虚拟机进行IO调度，从而实现了对集群中不同节点访问存储资源的QoS控制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种存储资源访问控制方法，应用于包括多个节点的集群中的目标节点，所述集群中部署有共享文件系统，其特征在于，所述目标节点中通过虚构应用的形式配置有集群中其它节点的输入输出IO权重，所述虚构应用用于在节点中模拟集群中其它节点对存储资源的访问，该方法包括：

根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；

当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度；

其中，所述在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度，包括：

通过基于时间片的绝对公平调度器CFQ调度算法实现对所述目标业务虚拟机的IO调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度，包括：

当本机存在多个存在存储资源访问需求的目标业务虚拟机时，将所述目标时间片平均分配给所述多个目标业务虚拟机，并分别在对应的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标节点中还配置有本机各业务虚拟机的IO权重；

所述当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度，包括：

根据各目标业务虚拟机的IO权重将所述目标时间片分配给各目标业务虚拟机；其中，分配给各目标业务虚拟机的时间片的数量之间的比例与各目标业务虚拟机的IO权重之间的比例相等；

分别在分配给各目标业务虚拟机的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标节点中通过控制组cgroup的方式配置有集群中其它节点的IO权重。

5.一种存储资源访问控制装置，应用于包括多个节点的集群中的目标节点，所述集群中部署有共享文件系统，其特征在于，所述目标节点中通过虚构应用的形式配置有集群中其它节点的输入输出IO权重，所述虚构应用用于在节点中模拟集群中其它节点对存储资源的访问，该装置包括：

确定单元，用于根据所述其它节点的IO权重，确定对本机的业务虚拟机进行IO调度的目标时间片；其中，所述目标时间片的数量占时间片总量的比例与所述目标节点的IO权重相等，所述目标节点的IO权重与所述其它节点的IO权重之和为1；

控制单元，用于当所述目标节点中的目标业务虚拟机存在存储资源访问需求时，在所述目标时间片内对所述目标业务虚拟机进行IO调度；

其中，所述控制单元，具体用于通过基于时间片的绝对公平调度器CFQ调度算法实现对所述目标业务虚拟机的IO调度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述控制单元，具体用于当本机存在多个存在存储资源访问需求的目标业务虚拟机时，将所述目标时间片平均分配给所述多个目标业务虚拟机，并分别在对应的时间片内对对应的目标业务虚拟机进行IO调度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述控制单元，具体用于根据各目标业务虚拟机的IO权重将所述目标时间片分配给各目标业务虚拟机；其中，分配给各目标业务虚拟机的时间片的数量之间的比例与各目标业务虚拟机的IO权重之间的比例相等；分别在分配给各目标业务虚拟机的时间片内对对应的业务虚拟机进行IO调度。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述目标节点中通过控制组cgroup的方式配置有集群中其它节点的IO权重。

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