CN107621986B - 共享内存池的分页设备管理方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了共享内存池的分页设备管理方法，其包括以下步骤：根据共享内存分区的内存大小，查找空闲分页设备；若未找到用来启动共享内存分区的分页设备，则先调用共享存储管理器创建出用于启动共享内存分区的磁盘分页设备，之后记录分页设备状态以及分页设备同共享内存分区的关系后，正常启动共享内存分区。本发明还公开了一种电子设备，存储有该管理方法。本发明还公开了一种计算机可读存储介质，执行该管理方法。本发明通过分页匹配算法，保证实现逻辑分区使用共享内存池时都能自动分配到合适的分页设备，用户无需手动去配置分页设备，大大减少因人工配置出错的概率，降低维护成本，提高执行效率。

Description

共享内存池的分页设备管理方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种云计算技术领域，尤其涉及共享内存池的分页设备管理方法、电子设备及存储介质。

背景技术

IBM Power System的物理内存可以按专用模式或共享模式分配给多个逻辑分区。共享内存池(Active Memory Sharing)是IBM PowerVM的高级内存虚拟化技术，向IBMPower Systems提供系统内存虚拟化功能，允许多个逻辑分区共享公共的物理内存池。

使用共享内存模式时，由系统自动决定物理内存到逻辑分区的最佳分布，基于内存页需求调整内存分配。管理员只为共享内存池保留物理内存，给共享内存池分配逻辑分区。共享内存池可以用来提高系统的内存利用率，方法是降低系统内存需求，或者允许在现有系统上创建额外的逻辑分区。

使用共享内存池配置需要手动额外定义一组分页设备，分页设备可以是逻辑卷、本地附加存储器、LSAN共享附加存储器或ISCSI共享附加存储器的一种。分页设备用于将多余的内存页存储到临时存储设备上，对与共享内存分区相关的分页设备的访问权限由同一系统上的分页虚拟I/O服务器提供。在创建共享存储池时，必须确定将给共享内存池提供分页服务的分页虚拟I/O服务器。

每个共享内存分区都需要一个专用的分页设备才能启动。分页设备是在共享内存分区被激活时、基于逻辑分区的最大逻辑内存配置的可用性和大小而选择的，分页设备必须大于共享内存分区配置文件中定义的最大内存。如果没有适合的分页设备可用，那么激活操作将会失败，显示一条错误消息，指出所需的分页设备大小。

基于上述的IBM PowerVM共享内存池技术，如说明书附图10所示的关于启动共享内存池的流程图，对于每个活跃的共享内存分区，都需要匹配到一个单独合适的分页设备，否则激活操作将会失败，共享内存分区将无法正常运行；如说明书附图11所示的关于删除共享内存池的流程图，现有技术在删除共享内存分区时，用户需要凭经验去判断是否去主动删除相应的内存分页设备，以避免空闲分页设备过多造成存储资源浪费。

即目前在使用共享内存池功能时，存在繁琐且易出错的配置工作。对于不了解PowerVM共享内存池功能的用户，往往无从下手，经常存在着配置错误、配置失败、不清楚如何对分区指定一个合适的分页设备等诸多问题，导致最后放弃使用共享内存池这种高级功能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供共享内存池的分页设备管理方法，降低了出错率，提高了执行率，便于用户更好更方便的使用共享内存池这个功能。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，存储有共享内存池的分页设备管理方法，降低了出错率，提高了执行率，便于用户更好更方便的使用共享内存池这个功能。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，执行共享内存池的分页设备管理方法，降低了出错率，提高了执行率，便于用户更好更方便的使用共享内存池这个功能。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

共享内存池的分页设备管理方法，包括以下步骤：

S1：根据共享内存分区的内存大小，查找空闲的分页设备；

S2：若找到用于启动共享内存分区的分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤；

S3：调用共享存储管理器创建出用于启动共享内存分区的磁盘分页设备；

S4：记录分页设备状态以及分页设备同该共享内存分区的关系；

进一步地，S2步骤具体包括以下步骤：

S2.1：获取共享内存分区的内存大小、VIOS信息，并获取系统中存在的分页设备信息；

S2.2：判断共享内存池是否关联双VIOS，若共享内存池关联双VIOS，则进入S2.3步骤，否则优先查找本地存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动共享内存分区的本地磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S2.3步骤；

S2.3：查找共享存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动共享内存分区的共享磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤。

进一步地，S3步骤具体包括以下步骤：

S3.1：将共享内存分区信息传参到共享存储管理器，调用SMI-S根据共享内存分区的内存大小查找存储池；

S3.2：调用SMI-S创建磁盘分页设备；

S3.3：调用SMI-S定义VIOS，共享存储管理器映射该磁盘分页设备到相应的VIOS。

进一步地，S3.3步骤具体包括以下步骤：

S3.3.1：判断磁盘分页设备是否创建成功，若创建成功，则进入S3.3.2步骤，否则结束这一进程；

S3.3.2：获取存储区域网络的wwpn号，根据wwpn号查询存储主机组，并判断是否有存储主机组，若有，则进入S3.3.3步骤，否则创建新的存储主机组；

S3.3.3：将存储主机加入存储主机组，映射磁盘分页设备至存储主机。

进一步地，共享内存分区包括共享内存第一分区，分页设备包括用来启动共享内存第一分区的第一分页设备。

进一步地，还包括以下步骤：

S6：当删除共享内存第一分区时，获取第一分页设备信息；

S7：进行删除判断，若符合删除标准，则进入S8步骤，否则进入S9步骤；

S8：保留第一分页设备；

S9：删除第一分页设备。

进一步地，S7步骤具体包括以下步骤：

S7.1：判断是否存在空闲的分页设备，若不存在则进入S8步骤，否则进入S7.2步骤；

S7.2：收集所有存在的共享内存分区信息，计算出所有共享内存分区所关联的所有分页设备的内存平均值，判断第一分页设备的内存是否大于内存平均值，若是则进入S8步骤，否则进入S7.3步骤；

S7.3：收集当前存储池的存储剩余值；判断存储剩余值是否大于系统配置的存储告警阈值，若是则进入S8步骤，否则进入S9步骤。

进一步地，分页设备用于启动共享内存分区的条件包括：分页设备大于共享内存分区的最大内存。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括处理器；存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，该程序包括用于执行共享内存池的分页设备管理方法；

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行共享内存池的分页设备管理方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过一种分页匹配算法，合理管理分页设备，保证实现逻辑分区使用共享内存池时都能自动分配到合适的分页设备，用户无需手动去配置分页设备，大大减少因人工配置出错的概率，降低维护成本，提高执行效率；并提出了一种算法分析计算出删除共享内存分区时是否主动删除分页设备，避免空闲分页设备过多造成的存储资源浪费。整体上，使得分页设备对用户完全透明，用户无需再关注分页设备，可直接使用共享内存池，便于用户更好更方便的使用共享内存池这个功能。

附图说明

图1为本发明的共享内存池的分页设备管理方法的框架示意图；

图2为本发明的共享内存池的分页设备管理方法的主要流程图；

图3为本发明所涉及的分页匹配算法的主要流程图；

图4为本发明所涉及的分页设备删除算法的主要流程图；

图5为本发明所涉及的存储管理算法的主要流程图；

图6为本发明所涉及的创建共享内存池的主要流程图；

图7为本发明所涉及的启动共享内存池的主要流程图；

图8为本发明所涉及的删除共享内存池的主要流程图；

图9为现有技术所涉及的创建共享内存池的主要流程图；

图10为现有技术所涉及的启动共享内存池的主要流程图；

图11为现有技术所涉及的删除共享内存池的主要流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-8所示，共享内存池的分页设备管理方法，其中图1为本发明的框架示意图，物理机内存包括共享内存池，共享内存池中分成多个共享内存分区，共享内存池与虚拟I/O服务器连接，虚拟I/O服务器与分页设备连接，分页设备与本地存储池和共享存储池连接。

分页设备包括磁盘分页设备，磁盘分页设备包括本地磁盘分页设备和共享磁盘分页设备，其中在本地存储池中的磁盘分页设备称为本地磁盘分页设备，在共享存储池中的磁盘分页设备称为共享磁盘分页设备。

关于本发明中的一些英文简称说明如下：虚拟I/O服务器的英文全称为VirtualIO Server，故简称为VIOS；存储区域网络的英文全称为Storage Area Network，故简称为SAN；WWPN是worldwide port number的简称，意思为端口号；SMI-S是Storage ManagementInitiative Specification的简称，意思为存储管理主动；HMC是Hardware ManagementConsole的简称，意思为硬件管理控制台；IVM是(Integrated Virtualization Manager)的简称，意思为集成虚拟化管理器。

关于本发明中应用的一些技术，部分在背景技术中已描述清楚，其余部分有必要交代的技术如下：本实施例是基于IBM PowerVM虚拟化管理，通过HMC或IVM管理平台对PowerVM的服务器进行纳管，基于PowerVM虚拟化的技术，实现对共享内存池的创建、删除、修改；本实施例中共享存储管理器采用SMI-S存储器管理，通过SMI-S工具纳管不同厂商类型的存储设备，可以通过厂商提供的接口实现存储卷的创建、删除、映射VIOS、查询；并采用了统一存储SMI-S Provider的技术，SMI-S规定了一套安全可靠的接口，以便存储管理系统来标识、分类、监控SAN中的存储资源；在HMC管理的系统中，用户最多可以给共享内存池分配两个分页VIOS分区，以提供对分页设备的访问，如果给共享内存池分配两个分页VIOS分区，那相关的磁盘分页设备将只能从共享存储池自动指定。

如图2所示，为本实施例的主要流程图，即本实施例的分页设备管理方法包括以下步骤：

S1：当位于共享内存池的共享内存分区被激活时，根据共享内存分区的内存大小，查找空闲的分页设备；

S2：若找到用于启动共享内存分区的分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤；

S3.1：将共享内存分区信息传参到共享存储管理器，调用SMI-S根据共享内存分区的内存大小查找存储池；

S3.2：调用SMI-S创建磁盘分页设备；

S3.3：调用SMI-S定义VIOS，共享存储管理器映射该磁盘分页设备到相应的VIOS；

S4：记录该分页设备状态以及该分页设备同该共享内存分区的关系；

S5：正常启动共享内存分区。

上述S2步骤中，找到用于启动共享内存分区的分页设备的判断标准包括：分页设备大于共享内存分区配置文件中定义的最大内存，此判断标准在本发明中通用，故而不一一复述。

分页设备管理主要功能是维护管理PowerVM虚拟化系统中已有的分页设备信息，其涉及的关键命令如下：

(1)、查询物理主机下共享内存池：lshwres-m<物理主机名>-r mempool；

(2)、查询共享内存池分页空间：lshwres-m<物理主机名>-r mempool--rsubtypepgdev；

(3)、共享内存池增加分页空间：chhwres-m<物理主机名>-r mempool--rsubtypepgdev-o a--device<分页设备名>-p<VIOS名>；

(4)、共享内存池删除分页空间：chhwres-m<物理主机名>-r mempool--rsubtypepgdev-o r--device<分页设备名>-p<VIOS名>。

结合上述以及图3所示的主要流程图可知，分页匹配算法包括以下步骤：

S2.1：获取共享内存分区的内存大小、物理主机信息、VIOS信息，并获取系统中存在的分页设备信息；

S2.2：判断共享内存池是否关联双VIOS，若共享内存池关联双VIOS，则进入S2.3步骤，否则优先查找本地存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动共享内存分区的本地磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S2.3步骤；

S2.3：查找共享存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动共享内存分区的共享磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤；

S3：调用共享存储管理器创建出合适的磁盘分页设备；

S4：记录该分页设备状态以及该分页设备同该共享内存分区的关系。

由此可知，当用户使用共享内存池时，分页匹配算法开始合理管理分页设备，以保证实现逻辑分区使用共享内存池时都能自动分配到合适的分页设备。即用户无需手动去配置分页设备，大大减少因人工配置出错的概率，降低维护成本，提高执行效率。

如图4所示，为本实施例中分页设备删除算法的主要流程图，分页设备删除算法主要针对共享内存分区删除时,计算出系统中此共享内存分区所关联的分页设备是否有必要主动删除。

其中涉及到是否有必要主动删除所关联的分页设备的主要问题如下：

(1)分页设备每次都主动删除时，可以保证共享内存池不存在冗余的分页设备，但是如果下一次再创建出新的共享内存分区时，就必须重新创建出一个新的分页设备绑定，每次重新创建出一个分页设备是很消耗性能。

(2)分页设备每次主动不删除，有可能让新创建的共享内存分区直接自动绑定到已存在且空闲的分页设备，但是如果都不主动删除，会让空闲的分页设备数量逐渐增加，导致存储资源的极大浪费。

基于上述问题，本方案提出一种算法，力保创建共享内存分区时与删除共享内存分区时，能达到最优化。算法的主要逻辑为，从云平台所有的存储剩余值、存储告警阈值、所有共享内存分区所关联的所有分页设备的内存平均值这几个参数去考虑。

结合上述以及图4的流程图可知，分页设备删除算法包括以下步骤：

S6：当删除共享内存第一分区时，获取第一分页设备信息；

S7.1：判断是否存在空闲的分页设备，若不存在则进入S8步骤，否则进入S7.2步骤；

S7.2：收集系统中所有存在的共享内存分区信息，计算出所有共享内存分区所关联的所有分页设备的内存平均值，判断第一分页设备的内存是否大于内存平均值，若是则进入S8步骤，否则进入S7.3步骤；

S7.3：收集系统中当前存储池的存储剩余值；判断存储剩余值是否大于系统配置的存储告警阈值，若是则进入S8步骤，否则进入S9步骤。

S8：保留第一分页设备；

S9：删除第一分页设备。

上述中的共享内存第一分区为共享内存池内的任一共享内存分区，第一分页设备是与共享内存第一分区相关联的分页设备，负责正常启动共享内存第一分区；即上述的共享内存第一分区、第一分页设备为本发明的举例说明，不能用来限制本发明的保护范围，如其他发明采用共享内存第二分区、第二共享内存分区、第二分页设备、分页第二设备等类似描述，应当视为本发明的等同替换。

由此可知，当用户要删除共享内存分区时，分页设备删除算法会分析计算出是否要主动删除分页设备，从而避免空闲分页设备过多造成的存储资源浪费以及重新创建出分页设备造成的性能消耗。

SMI-S存储器管理通过SMI-S工具纳管不同厂商类型的共享存储设备的前置条件为：

(1)、管理程序已安装并配置，可telnet访问。

(2)、share storage pool和raid group已提前规划并创建完成。

其所涉及的关键命令如下：

(1)、查询磁盘lun：getall–lun/getlun。

(2)、查看磁盘lun映射：storage group–list。

(3)、添加磁盘lun映射：storage group–create。

(1)、查看主机列表：port–list。

结合上述以及图5所示的流程图可知，存储管理算法包括以下步骤：

S3.1：将共享内存分区信息传参到共享存储管理器，调用SMI-S根据共享内存分区的内存大小查找存储池；

S3.2：调用SMI-S创建磁盘分页设备；

S3.3.1：判断磁盘分页设备是否创建成功，若创建成功，则进入S3.3.2步骤，否则结束这一进程；

S3.3.2：获取存储区域网络的wwpn号，根据wwpn号查询存储主机组，并判断是否有存储主机组，若有，则进入S3.3.3步骤，否则创建新的存储主机组；

S3.3.3：将存储主机加入存储主机组，映射磁盘分页设备至存储主机。

由此可知，通过上述算法，SMI-S存储器管理可以实现对存储卷的创建、删除、映射VIOS等。

综上所述，并结合图7可知，通过本实施例的管理方法，用户在使用共享内存池时，可直接启动共享内存分区，而不必像图10中，用户还需要手动配置分页设备才能正常启动共享内存分区；结合图8可知，通过本实施例的管理方法，用户可直接删除共享内存分区，而不必像图11中，用户还需要人工判断是否删除相应的内存分页设备；即，通过本实施例所提供的共享内存池的分页设备管理方法，分页设备对用户完全透明，用户无需再关注分页设备，可直接使用共享内存池，从而使得用户能更好更方便的使用共享内存池这个高级功能。

此外，本实施例也提供一种电子设备，包括处理器；存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，该程序包括用于执行共享内存池的分页设备管理方法。用户使用该电子设备上的PowerVM共享内存池功能时，在激活共享内存分区时都能自动分配到合适的分页设备，保证每一个共享内存分区每次激活都能正常运行操作；大大减少因人工配置出错的概率，降低维护成本，提高执行效率，使得用户能更好更方便的使用共享内存池这个功能。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行共享内存池的分页设备管理方法，用户在读取该存储介质时，开始执行共享内存池的分页设备管理方法，从而在激活共享内存分区时都能自动分配到合适的分页设备，保证每一个共享内存分区每次激活都能正常运行操作；大大减少因人工配置出错的概率，降低维护成本，提高执行效率，使得用户能更好更方便的使用共享内存池这个功能。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：根据共享内存分区的内存大小，查找空闲的分页设备；

S2：若找到用于启动所述共享内存分区的所述分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤；

所述S2步骤具体包括以下步骤：

S2.1：获取所述共享内存分区的内存大小、VIOS信息，并获取系统中存在的所述分页设备信息；

S2.2：判断共享内存池是否关联双VIOS，若所述共享内存池关联双VIOS，则进入S2.3步骤，否则优先查找本地存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动所述共享内存分区的本地磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S2.3步骤；

S2.3：查找共享存储池的磁盘分页设备，若找到用于启动所述共享内存分区的共享磁盘分页设备，则进入S4步骤，否则进入S3步骤；

S3：调用共享存储管理器创建出用于启动所述共享内存分区的磁盘分页设备；

S4：记录所述分页设备状态以及所述分页设备同所述共享内存分区的关系。

2.如权利要求1所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：所述S3步骤具体包括以下步骤：

S3.1：将所述共享内存分区信息传参到所述共享存储管理器，调用SMI-S根据所述共享内存分区的内存大小查找存储池；

S3.2：调用所述SMI-S创建所述磁盘分页设备；

S3.3：调用所述SMI-S定义VIOS，所述共享存储管理器映射所述磁盘分页设备到相应的所述VIOS。

3.如权利要求2所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：所述S3.3步骤具体包括以下步骤：

S3.3.1：判断所述磁盘分页设备是否创建成功，若创建成功，则进入S3.3.2步骤；

S3.3.2：获取存储区域网络的wwpn号，根据wwpn号查询存储主机组，并判断是否有所述存储主机组，若有，则进入S3.3.3步骤，否则创建新的所述存储主机组；

S3.3.3：将存储主机加入所述存储主机组，映射所述磁盘分页设备至所述存储主机。

4.如权利要求1所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：所述共享内存分区包括共享内存第一分区，所述分页设备包括用来启动所述共享内存第一分区的第一分页设备。

5.如权利要求4所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S6：当删除所述共享内存第一分区时，获取所述第一分页设备信息；

S7：进行删除判断，若符合删除标准，则进入S9步骤，否则进入S8步骤；

S8：保留所述第一分页设备；

S9：删除所述第一分页设备。

6.如权利要求5所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：所述S7步骤具体包括以下步骤：

S7.1：判断是否存在空闲的所述分页设备，若不存在则进入S8步骤，否则进入S7.2步骤；

S7.2：收集所有存在的所述共享内存分区信息，计算出所有所述共享内存分区所关联的所有所述分页设备的内存平均值，判断所述第一分页设备的内存是否大于内存平均值，若是则进入S8步骤，否则进入S7.3步骤；

S7.3：收集当前存储池的存储剩余值；判断所述存储剩余值是否大于系统配置的存储告警阈值，若是则进入S8步骤，否则进入S9步骤。

7.如权利要求1所述的共享内存池的分页设备管理方法，其特征在于：所述分页设备用于启动所述共享内存分区的条件包括：所述分页设备大于所述共享内存分区的最大内存。

8.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-7任意一项所述的共享内存池的分页设备管理方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行权利要求1-7任意一项所述的共享内存池的分页设备管理方法。

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