CN107544755A - 一种数据读写的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据读写的控制方法和装置。所述方法应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该方法包括：监控文件系统对应存储设备的存储空间使用率；当监控到存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；其中，若干个进程包括：与根据磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。该技术方案能够避免存储空间快速被写满，为系统管理员预留更多的时间进行处理，并且避免了应用在访问文件系统时出现无法访问的情况。

Description

一种数据读写的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种数据读写的控制方法和装置。

背景技术

在实体计算机上，通过软件模拟出的一台或者多台虚拟计算机称为虚拟机。虚拟机使用宿主机的硬件资源，拥有真实计算机的绝大多数功能。宿主机上可部署的虚拟机的数量受硬件资源的限制，例如，虚拟机与宿主机共用存储空间，当存储空间被使用完时，不仅虚拟机中的应用无法正确访问存储空间，宿主机中的系统服务也无法实现正确访问。

发明内容

为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种数据读写的控制方法和装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种数据读写的控制方法，应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该方法包括：

监控所述文件系统对应存储设备的存储空间使用率；

当监控到所述存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；

其中，所述若干个进程包括：与根据所述磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

可选地，所述根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率包括：

根据监控到的所述存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；

根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；

将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内。

可选地，所述将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内包括：

根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

可选地，所述读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。

可选地，该方法还包括：

当监控到所述存储空间使用率降至预设阈值下时，停止所述数据读写控制。

依据本发明的另一方面，提供了一种数据读写的控制装置，应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该装置包括：

监控单元，用于监控所述文件系统对应存储设备的存储空间使用率；

控制单元，用于当监控到所述存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；

其中，所述若干个进程包括：与根据所述磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

可选地，所述控制单元，用于根据监控到的所述存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内。

可选地，所述控制单元，用于根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

可选地，所述读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。

可选地，所述控制单元，还用于当监控到所述存储空间使用率降至预设阈值下时，停止所述数据读写控制。

由上述可知，本发明的技术方案，通过监控文件系统的存储空间使用率，当其达到预设阈值时向系统管理员告警并启动数据读写控制，具体地，查找出当前使用该文件系统的若干个进程，这些进程中可以包括虚拟机进程，然后根据当前的存储空间使用率对这些进程的读写速率进行限制。该技术方案能够避免存储空间快速被写满，为系统管理员预留更多的时间进行处理，并且避免了应用在访问文件系统时出现无法访问的情况。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的一种数据读写的控制方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的一种数据读写的控制装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

目前，当需要部署的虚拟机数量较多时，通常选择以一台服务器作为主机(host)，连接若干存储设备，通过主机的操作系统可以实现在各存储设备上建立文件系统，在文件系统中存储若干个虚拟机的磁盘镜像文件。在启动一个虚拟机后，虚拟机中会运行一些网络应用，其产生的数据和读写操作实际上都是依赖于文件系统。因此随着时间推移，虚拟机不断累积数据，可能就会占满存储空间，如果仅在存储空间利用率达到一定数值时进行报警，那么实际上数据的读写还在进行，很可能出现系统管理员尚未处理，存储空间已经占满的情况。而在这种情况下，网络应用无法访问所需的数据。也有一些针对文件系统中的碎片进行清理的技术方案，但是这些技术方案往往实现的是对已删除文件的空间进行释放，并不能解决上述问题，而且在没有删除过任何文件的情况下，这样的技术方案并不能防止写满存储空间。

本发明的技术构思则在于：当存储空间利用率达到一定数值时，如果能够限制数据读写速率，那么就能够延缓文件系统写满存储空间。如果存储空间利用率越大，限制越强，那么理论上是永远无法写满存储空间的。

为此，本申请示例公开了一种数据读写的控制方法和装置，以解决现有技术中对存储空间写满的保护不符合用户需求的问题。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1示出了根据本发明一个实施例的一种数据读写的控制方法的流程示意图。该方法应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该方法包括：

步骤S110，监控文件系统对应存储设备的存储空间使用率。

例如，文件系统中的文件大小共为200G，存储设备的存储空间共有250G，则此时的存储空间使用率为80％。其中，文件系统可以建立在一个或多个存储设备上，例如将多块磁盘虚拟化为一个磁盘；这些存储设备可以是计算设备中的存储设备(一块或多块内置磁盘)，也可以是外部存储设备(例如磁盘阵列)。也可以在不同的存储设备上分别建立文件系统，这样一个计算设备的文件系统也可能是多个。需要说明的是，本实施例是对一个文件系统对应存储设备的存储空间使用率进行监控，并实行后续步骤的；如果计算设备的文件系统有多个，那么可以对各文件系统分别实施相应的步骤。

步骤S120，当监控到存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；其中，若干个进程包括：与根据磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

发出相应的警示信息的方式可以是调用邮件、短信通知接口，向系统管理员所持的终端发送警示信息，也可以是以弹窗、声音等方式发出警示信息，警示信息中可以包括当前的存储空间使用率。

虚拟机在启动后，会在主机的操作系统中对应存在一个虚拟机进程，在本实施例中可以将这些进程和主机操作系统中对使用文件系统的进程的读写速率一并限制，也可以仅对这些虚拟机进程的读写速率进行限制。

可见，图1所示的方法，通过监控文件系统的存储空间使用率，当其达到预设阈值时向系统管理员告警并启动数据读写控制，具体地，查找出当前使用该文件系统的若干个进程，这些进程中可以包括虚拟机进程，然后根据当前的存储空间使用率对这些进程的读写速率进行限制。该技术方案能够避免存储空间快速被写满，为系统管理员预留更多的时间进行处理，并且避免了应用在访问文件系统时出现无法访问的情况。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，根据监控到的存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率包括：根据监控到的存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；将该若干个进程的读写速率限制在读写速率上限内。

例如，设定阈值为80％。也就是在存储空间使用率未超过80％时，不进行限速。一些读写速率限制规则的示例如下：

在存储空间使用率达到80％时，限制读写速率为50％；

在存储空间使用率达到85％时，限制读写速率为20％；

在存储空间使用率达到90％时，限制读写速率为10％；

在存储空间使用率达到95％时，限制读写速率为5％。

从上面的示例中可以看出，读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。在一些实施例中，也可以设定一个第二阈值，与第二阈值对应限制的读写速率较低，但可以保证应用访问的最低限度，当存储空间使用率超过该第二阈值时，将读写速率统一控制在这个最低限度下，能够保证应用的正常运行。

在本发明的一个实施例中，上述方法中，将该若干个进程的读写速率限制在读写速率上限内包括：根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

cgroups全称为control groups(控制组)，是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组(process groups)所使用的物理资源(如：CPU、内存、读写速率等)的机制。在本实施例中可以利用该机制来实现读写速率的控制。

在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：当监控到存储空间使用率降至预设阈值下时，停止数据读写控制。

以上面的利用cgroups控制命令来实现读写速率控制为例，在监控到存储空间使用率降至预设阈值下时，就删除对该进程的cgroups控制命令。当然在实际操作中，可以以一条命令限制多个进程的读写速率，那么在解除限制后，只需要将这些进程的标识ID从参数中删除即可。

图2示出了根据本发明一个实施例的一种数据读写的控制装置的结构示意图，该装置应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件。如图2所示，数据读写的控制装置200包括：

监控单元210，用于监控文件系统对应存储设备的存储空间使用率。

控制单元220，用于当监控到存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率。其中，若干个进程包括：与根据磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

可见，图2所示的装置，通过监控文件系统的存储空间使用率，当其达到预设阈值时向系统管理员告警并启动数据读写控制，具体地，查找出当前使用该文件系统的若干个进程，这些进程中可以包括虚拟机进程，然后根据当前的存储空间使用率对这些进程的读写速率进行限制。该技术方案能够避免存储空间快速被写满，为系统管理员预留更多的时间进行处理，并且避免了应用在访问文件系统时出现无法访问的情况。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，控制单元220，用于根据监控到的存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；将该若干个进程的读写速率限制在读写速率上限内。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，控制单元220，用于根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。

在本发明的一个实施例中，上述装置中，控制单元220，还用于当监控到存储空间使用率降至预设阈值下时，停止数据读写控制。

本发明提供的数据读写的控制装置200可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，可通过处理器310将非易失性存储器350中与数据读写的控制装置200对应的机器可执行指令读取到易失性存储器340中运行。这种情况下，与数据读写的控制装置200对应的机器可执行指令运行在所述计算设备，也就是主机的操作系统中。

从硬件层面而言，如图3所示，为本发明一个实施例的一种计算设备的结构示意图，除了图3所示的处理器310、内部总线320、网络接口330、易失性存储器340以及非易失性存储器350之外，根据该计算设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

在不同的实施例中，非易失性存储器350可以是：存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。易失性存储器340可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)。

进一步，非易失性存储器350和易失性存储器340作为机器可读存储介质，其上可存储由处理器310执行的数据读写的控制装置200对应的机器可执行指令。

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，这里不再复述。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实施例方案的目的。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。

综上所述，本发明的技术方案，通过监控文件系统的存储空间使用率，当其达到预设阈值时向系统管理员告警并启动数据读写控制，具体地，查找出当前使用该文件系统的若干个进程，这些进程中可以包括虚拟机进程，然后根据当前的存储空间使用率对这些进程的读写速率进行限制。该技术方案能够避免存储空间快速被写满，为系统管理员预留更多的时间进行处理，并且避免了应用在访问文件系统时出现无法访问的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据读写的控制方法，其特征在于，该方法应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该方法包括：

监控所述文件系统对应存储设备的存储空间使用率；

当监控到所述存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；

其中，所述若干个进程包括：与根据所述磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率包括：

根据监控到的所述存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；

根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；

将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内包括：

根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当监控到所述存储空间使用率降至预设阈值下时，停止所述数据读写控制。

6.一种数据读写的控制装置，其特征在于，该装置应用于一计算设备中，该计算设备的文件系统中存储有若干个虚拟机的磁盘镜像文件，该装置包括：

监控单元，用于监控所述文件系统对应存储设备的存储空间使用率；

控制单元，用于当监控到所述存储空间使用率达到预设阈值时，发出相应的警示信息，以及启动数据读写控制，包括：查找出当前使用该文件系统的若干个进程，根据监控到的所述存储空间使用率，限制该若干个进程的读写速率；

其中，所述若干个进程包括：与根据所述磁盘镜像文件启动的虚拟机对应的虚拟机进程。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述控制单元，用于根据监控到的所述存储空间使用率，从预设的读写速率限制规则表中选取相应的读写速率限制规则；根据选取的读写速率限制规则，确定该若干个进程的读写速率上限；将该若干个进程的读写速率限制在所述读写速率上限内。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述控制单元，用于根据确定的该若干个进程的读写速率上限，在操作系统中为该若干个进程对应设置cgroups控制命令的参数。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述读写速率限制规则中的读写速率上限与存储空间使用率成反比。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述控制单元，还用于当监控到所述存储空间使用率降至预设阈值下时，停止所述数据读写控制。