CN109408243A - 一种基于rdma的数据处理方法、装置和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于RDMA的数据处理方法、装置和计算机可读存储介质,将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程;以所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列即目标事务队列为例,可以对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存,从而可以有效地终止NVMe事务,节省DRAM带宽和DRAM访问延迟。在处理数据任务时,根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,以便于目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。通过轮询和负载均衡机制,提升了数据的处理效率,降低了数据处理的时延。
Description
技术领域
本发明涉及存储系统技术领域,特别是涉及一种基于RDMA的数据处理方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
在存储系统中,主机端的中央处理器(Central Processing Unit,CPU)主要负责数据的处理,例如,数据的读写操作等。随着数据量的增加,对CPU性能的要求越来越高。但是主机端CPU的处理能力有限,随着数据处理任务的增多,往往导致主机端CPU处于超负荷运行状态,造成数据处理的延迟。
传统方式中,可以将主机端CPU的部分数据处理任务转移至其它终端进行处理。该种处理方式虽然可以降低主机端CPU的负载,但是数据传输过程以及终端处理数据的过程均需要花费时间,仍会出现数据处理的时延。
可见,如何提升数据的处理效率,降低数据处理时延,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于RDMA的数据处理方法、装置和计算机可读存储介质,可以提升数据的处理效率,降低数据处理时延。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种基于RDMA的数据处理方法,包括:
将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程;
对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将所述目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存;其中,目标事务处理队列为所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列;
根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
可选的,所述将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程包括:
依据各主机端传输的RDMA注册信息,建立事务处理队列和线程;其中,每个事务处理队列中包含有与各所述主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间;
利用各所述虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;
将所述数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程。
可选的,在所述为所述数据任务分配对应的线程之后还包括:
为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
可选的,所述利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理包括:
当本地缓存中的数据任务为读任务时,则依据所述读任务中携带的数据地址,读取相应的目标数据;并将所述目标数据存储至预先设定的内存空间中。
可选的,所述利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理包括:
当本地缓存中的数据任务为写任务时,则将所述写任务对应的目标数据存储至预先设定的内存空间中,并向所述写任务指向的目标设备发送数据写入指令,以便于所述目标设备从所述内存空间中获取所述目标数据。
本发明实施例还提供了一种基于RDMA的数据处理装置,包括存储单元、轮询单元和处理单元;
所述存储单元,用于将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程;
所述轮询单元,用于对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将所述目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存;其中,目标事务处理队列为所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列;
所述处理单元,用于根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
可选的,所述存储单元包括建立子单元、接收子单元和分配子单元;
所述建立子单元,用于依据各主机端传输的RDMA注册信息,建立事务处理队列和线程;其中,每个事务处理队列中包含有与各所述主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间;
所述接收子单元,用于利用各所述虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;
所述分配子单元,用于将所述数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程。
可选的,还包括设置单元;
所述设置单元,用于在所述为所述数据任务分配对应的线程之后为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
可选的,所述处理单元具体用于当本地缓存中的数据任务为读任务时,则依据所述读任务中携带的数据地址,读取相应的目标数据;并将所述目标数据存储至预先设定的内存空间中。
可选的,所述处理单元具体用于当本地缓存中的数据任务为写任务时,则将所述写任务对应的目标数据存储至预先设定的内存空间中,并向所述写任务指向的目标设备发送数据写入指令,以便于所述目标设备从所述内存空间中获取所述目标数据。
本发明实施例还提供了一种基于RDMA的数据处理装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序以实现如上述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
由上述技术方案可以看出,将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程;由于每个事务处理队列中存储的数据任务往往有多个,如果将数据队列中的任务一次性放入本地缓存,由于物理控制器的处理能力有限,会造成数据任务的时延。以所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列即目标事务队列为例,在该技术方案中,可以对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存,从而可以有效地终止NVMe事务,节省了DRAM带宽和DRAM访问延迟。并且在处理数据任务时,可以根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,以便于目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。通过轮询和负载均衡机制,提升了数据的处理效率,降低了数据处理的时延。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,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为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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,都属于本发明保护范围。
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。
接下来,详细介绍本发明实施例所提供的一种基于RDMA的数据处理方法。图1为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理方法的流程图,该方法包括:
S101:将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程。
在本发明实施例中,为了减少大批量数据传输时CPU的开销,可以采用远程直接数据存取(Remote Direct Memory Access,RDMA)技术实现主机端向终端传输数据任务。
在实际应用中,主机端NVMF initiator模块向终端即target端传输RDMA注册信息,在该RDMA注册信息中包含有注册RDMA驱动传输所需内存资源。终端依据各主机端传输的RDMA注册信息,可以建立事务处理队列和线程。
考虑到会存在多个主机端同时向终端传输数据任务的情况,为了提升终端接收数据任务的效率,在每个事务处理队列中可以设置与各主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间,以便于终端可以利用各虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;将数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程。
其中,事务处理队列用于存储所需处理的数据任务,线程可以是处理这些数据任务所需的操作程序。虚拟控制器可以用于接收主机端传输的数据任务,并且向外传输数据信息。
S102:对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存。
每个事务处理队列的处理方式类似,在本发明实施例中,以所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列即目标事务队列为例展开说明。
目标事务处理队列中存储的数据任务可能有多个,如果一次性将目标事务队列中的数据任务放入本地缓存中,此时目标事务处理队列处于空闲状态,会有新的数据任务存入目标事务队列中,但是终端中各物理控制器的处理能力有限,由于数据任务量较多,从而导致数据处理的时延,因此,在本发明实施例中,可以对目标事务处理队列中的数据任务进行轮询。
每执行一次轮询操作,便可以将目标事务队列中的一个数据任务放入本地缓存中。
在具体实现中,终端中动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)的物理控制器通过IO数据交换模块和SkyMesh互连流入三级缓存即L3缓存,从而可以有效地终止NVMe事务,节省DRAM带宽和DRAM访问延迟。
S103:根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
当数据任务放入本地缓存后,由物理控制器依据数据任务所对应的线程,对数据任务进行处理。
终端中包含的物理控制器的个数一般有两个,在本发明实施例中,可以采用负载均衡的方式来选取合适的物理控制器作为目标物理控制器来处理数据任务。
在具体实现中,可以根据各物理控制器的负载情况,选取出负载量最小的物理控制器作为目标物理控制器。
数据任务的类型有多种,下面将分别以读任务和写任务为例,对数据任务的处理过程展开介绍。
以读取数据的读任务为例,当本地缓存中的数据任务为读任务时,终端中的目标物理控制器可以依据读任务中携带的数据地址,读取相应的目标数据;并将目标数据存储至预先设定的内存空间中。
以写入数据的写任务为例,当本地缓存中的数据任务为写任务时,终端中的目标物理控制器可以将写任务对应的目标数据存储至预先设定的内存空间中,并向写任务指向的目标设备发送数据写入指令,以便于目标设备从内存空间中获取目标数据。
以NVMe设备为目标设备为例,目标物理控制器可以通过门铃向PCIe连接的NVMe设备发送数据写入指令。相应的,NVMe设备通过其PCIe接口与目标物理控制器进行DMA,从而从内存空间中获取目标数据。
由上述技术方案可以看出,将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程;由于每个事务处理队列中存储的数据任务往往有多个,如果将数据队列中的任务一次性放入本地缓存,由于物理控制器的处理能力有限,会造成数据任务的时延。以所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列即目标事务队列为例,在该技术方案中,可以对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存,从而可以有效地终止NVMe事务,节省了DRAM带宽和DRAM访问延迟。并且在处理数据任务时,可以根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,以便于目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。通过轮询和负载均衡机制,提升了数据的处理效率,降低了数据处理的时延。
在本发明实施例中,目标物理控制器需要依据相应的线程对数据任务进行处理,现有的线程机制中,目标物理控制器只能依次对数据任务执行相应的线程操作,无法实现多个线程的并行处理,因此,在本发明实施例中,可以在终端为数据任务分配对应的线程之后,为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
在具体实现中,可以将轮询组(pollgroup)和线程进行1:1的绑定,此时每个线程对应有一个轮询组。
当多个线程处于并列关系时,终端可以根据每个线程所对应的轮询组,对这多个线程同时进行处理,无需等待一个线程处理完毕后,再由轮询组对下一个线程进行处理,减少了线程之间的切换,有效的提升了数据的处理效率。
图2为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理装置的结构示意图,包括存储单元21、轮询单元22和处理单元23;
存储单元21,用于将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程;
轮询单元22,用于对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存;其中,目标事务处理队列为所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列;
处理单元23,用于根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
可选的,存储单元包括建立子单元、接收子单元和分配子单元;
建立子单元,用于依据各主机端传输的RDMA注册信息,建立事务处理队列和线程;其中,每个事务处理队列中包含有与各主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间;
接收子单元,用于利用各虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;
分配子单元,用于将数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程。
可选的,还包括设置单元;
设置单元,用于在为数据任务分配对应的线程之后为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
可选的,处理单元具体用于当本地缓存中的数据任务为读任务时,则依据读任务中携带的数据地址,读取相应的目标数据;并将目标数据存储至预先设定的内存空间中。
可选的,处理单元具体用于当本地缓存中的数据任务为写任务时,则将写任务对应的目标数据存储至预先设定的内存空间中,并向写任务指向的目标设备发送数据写入指令,以便于目标设备从内存空间中获取目标数据。
图2所对应实施例中特征的说明可以参见图1所对应实施例的相关说明,这里不再一一赘述。
由上述技术方案可以看出,将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为数据任务分配对应的线程;由于每个事务处理队列中存储的数据任务往往有多个,如果将数据队列中的任务一次性放入本地缓存,由于物理控制器的处理能力有限,会造成数据任务的时延。以所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列即目标事务队列为例,在该技术方案中,可以对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存,从而可以有效地终止NVMe事务,节省了DRAM带宽和DRAM访问延迟。并且在处理数据任务时,可以根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,以便于目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。通过轮询和负载均衡机制,提升了数据的处理效率,降低了数据处理的时延。
图3为本发明实施例提供的一种基于RDMA的数据处理装置30的硬件结构示意图,包括:
存储器31,用于存储计算机程序;
处理器32,用于执行计算机程序以实现如上述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
以上对本发明实施例所提供的一种基于RDMA的数据处理方法、装置和计算机可读存储介质进行了详细介绍。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他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。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。
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。
Claims (10)
1.一种基于RDMA的数据处理方法,其特征在于,包括:
将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程;
对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将所述目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存;其中,目标事务处理队列为所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列;
根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程包括:
依据各主机端传输的RDMA注册信息,建立事务处理队列和线程;其中,每个事务处理队列中包含有与各所述主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间;
利用各所述虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;
将所述数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述为所述数据任务分配对应的线程之后还包括:
为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理包括:
当本地缓存中的数据任务为读任务时,则依据所述读任务中携带的数据地址,读取相应的目标数据;并将所述目标数据存储至预先设定的内存空间中。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法,其特征在于,所述利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理包括:
当本地缓存中的数据任务为写任务时,则将所述写任务对应的目标数据存储至预先设定的内存空间中,并向所述写任务指向的目标设备发送数据写入指令,以便于所述目标设备从所述内存空间中获取所述目标数据。
6.一种基于RDMA的数据处理装置,其特征在于,包括存储单元、轮询单元和处理单元;
所述存储单元,用于将接收到的数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程;
所述轮询单元,用于对目标事务处理队列执行轮询操作,依次将所述目标事务处理队列中的数据任务放入本地缓存;其中,目标事务处理队列为所有事务处理队列中的任意一个事务处理队列;
所述处理单元,用于根据各物理控制器的负载情况,将放入本地缓存中的数据任务分配给相应的目标物理控制器,并利用所述目标物理控制器调用相应的线程对本地缓存中的数据任务进行处理。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述存储单元包括建立子单元、接收子单元和分配子单元;
所述建立子单元,用于依据各主机端传输的RDMA注册信息,建立事务处理队列和线程;其中,每个事务处理队列中包含有与各所述主机端相匹配的虚拟控制器和内存空间;
所述接收子单元,用于利用各所述虚拟控制器并行接收相应主机端传输的数据任务;
所述分配子单元,用于将所述数据任务存储至相应的事务处理队列中,并为所述数据任务分配对应的线程。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括设置单元;
所述设置单元,用于在所述为所述数据任务分配对应的线程之后为每个线程设置相对应的轮询组,以便于实现不同线程之间的并行处理。
9.一种基于RDMA的数据处理装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任意一项所述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述基于RDMA的数据处理方法的步骤。
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