CN110413209A - 管理存储系统的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及管理存储系统的方法和设备。该方法包括：响应于检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，确定第一请求的响应时长，批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，并且多个请求中的每个请求从第一存储设备读取数据并向第二存储设备写入数据；至少部分地基于第一请求的响应时长，确定多个请求中的已完成请求的平均响应时长；以及基于平均响应时长，更新针对批量请求而启动的多个请求的数目。

Description

管理存储系统的方法和设备
技术领域
本公开的实施例涉及存储系统，并且更具体地涉及管理存储系统的方法、设备和计算机可读存储介质。
背景技术
目前，在很多情况下需要在存储阵列中无损地迁移逻辑单元(LU)，例如将LU从一个存储池迁移到另一存储池，改变LU的类型等等。在LU迁移期间，存储阵列需要将数据从源转移到目的地，并同时无损地服务来自主机的IO。
然而，在当前的存储系统中，当发起针对LU的一个段的批量请求时，将从空闲请求池获得尽可能多的空闲请求来处理这一批量请求。这可能影响主机IO的性能，并可能导致后端过载。另外，还可能导致请求的使用比较低效，例如较多的请求处理响应时长很慢的批量请求，较多的请求处理响应时长很快的批量请求。
因此，需要一种改进的存储系统管理方案。
发明内容
为了解决上述以及其他潜在的问题，本公开的实施例提供了管理存储系统的方法和设备等。
根据第一方面，提供了一种管理存储系统的方法。该方法包括：响应于检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，确定所述第一请求的响应时长，所述批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，并且所述多个请求中的每个请求从所述第一存储设备读取数据并向所述第二存储设备写入数据；至少部分地基于所述第一请求的响应时长，确定所述多个请求中的已完成请求的平均响应时长；以及基于所述平均响应时长，更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目。
根据第二方面，提供了一种管理存储系统的设备。该设备包括：处理单元；存储器，耦合至所述处理单元并且包括存储于其上的指令，所述指令在由所述处理单元执行时使所述设备执行动作，所述动作包括：响应于检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，确定所述第一请求的响应时长，所述批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，并且所述多个请求中的每个请求从所述第一存储设备读取数据并向所述第二存储设备写入数据；至少部分地基于所述第一请求的响应时长，确定所述多个请求中的已完成请求的平均响应时长；以及基于所述平均响应时长，更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目。
根据第三方面，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机器可执行指令，当所述机器可执行指令在被至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现根据第一方面所述的方法。
根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被存储在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第一方面所述的方法。
提供发明内容部分是为了以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一些实施例的示例架构的示意图；
图2示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法的流程图；
图3示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法的交互图；
图4示出了根据本公开的一些实施例的用于加载驱动器的方法的流程图；
图5示出了根据本公开的一些实施例的用于启动迁移的方法的流程图；
图6示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法的流程图；
图7示出了根据本公开的一些实施例的用于发起多个请求的方法的流程图；以及
图8示出了根据本公开的一些实施例的可以用来实施本公开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。
如上所述，由于每个LU迁移请求将消耗很多个体请求，并将触发对底层驱动器的很多IO请求。这些个体请求和IO请求是有限的系统资源。不同的卷具有不同的迁移速度，具体取决于卷的繁忙程度和底层驱动器的状况。因此，需要控制每个批量请求的个体请求的数目，以便更高效地使用系统资源。然而，当前的存储系统不具有动态调整迁移请求的个体请求的数目的机制。例如，当TDX发起批量请求时，DML将从空闲请求池获得尽可能多的空闲请求。这种方案影响主机IO。对于繁忙的卷(忙于为主机提供IO服务)，启动过多的个体请求来执行迁移将影响主机IO的响应时长。另外，该方案还可能导致后端过载。例如，在某些情况下，后端冗余磁盘阵列(RAID)组正在重建，底层驱动器将变慢。然而，DML可能仍将尽可能多的请求发送到底层驱动器。这会使底层驱动器过载。
另外，还可以导致请求的使用比较低效。不同的批量请求指向包括不同RAID组的不同卷，所以批量请求的响应时长是不同的。空间请求是系统的有限资源，如果响应时长较大的批量请求使用空闲请求，则响应时长较小的批量请求将没有空闲请求可用。
本公开的实施例提供了一种根据迁移速度动态调整迁移会话的未完成个体请求的数目的方法。该方法可以使更多的个体请求被更快的迁移会话使用，并且更少的个体请求被更慢的迁移会话使用。因此，这将使系统资源得到更有效的使用并减少对主机IO的影响。
图1示出了根据本公开的实施例的存储处理器100的示意性框图。如图1所示，存储处理器100可以包括透明数据传输(TDX)102、数据移动库(DML)104和底层驱动器106。然而，应当理解，该架构是示例性的，本领域技术人员可以使用任何其他合适的架构来实现本公开的实施例。
如图1所示，TDX 102根据用于数据迁移(例如，LU迁移)的迁移请求108来执行数据迁移。TDX 102使用DML 104进行数据复制。例如，TDX 102启动复制会话来跟踪迁移进度，并将复制范围分割成多个段。对于每个段，TDX 102可以调用DML 104启动相关的批量数据移动(DM)请求。然后，DML 104将批量请求拆分为多个个体请求。在不至于混淆的情况下，本文将个体请求简称为请求。如图1所示，批量请求2被拆分为请求1-请求N。DML 104同时运行这些请求。每个请求与两个IO请求相关，一个IO请求从第一存储设备读取数据，另一IO请求向第二存储设备写入数据。这些IO请求被发送到底层驱动器106，以对相应的存储设备执行读写操作。
图2示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法200的高层级流程图。例如，方法200可以在存储处理器100处执行，例如，可以在DML 104处执行。
在202，如果检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，则确定第一请求的响应时长。批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，例如，LUN的一段，每个请求用于从第一存储设备读取数据并向第二存储设备写入数据。
在204，至少部分地基于第一请求的响应时长，确定多个请求中的已完成请求的平均响应时长。例如，可以通过递减平均来确定所述平均响应时长。
在206，基于平均响应时长，更新针对批量请求而启动的多个请求的数目。例如，如果确定平均响应时长小于第一阈值，则针对该批量请求启动多个附加的请求；如果确定平均响应时长大于第一阈值并小于第二阈值，则重新启动一个附加的请求，以保持针对批量请求的请求数不变；并且如果确定平均响应时长大于第二阈值，则保持多个请求中除第一请求之外的其他请求。
图3示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法的交互图。应当理解，提供图3以使本领域技术人员更好地理解并实现本公开的实施例，而不是限制本公开的范围。以下将结合图1来描述如图3所示的方法。
在LUN迁移期间，TDX 102将复制范围分割成多个段，然后开始复制各个段。每个段都与DML中的批量请求相关联。因此，可以通过控制每个批量请求的个体请求数来调整每个LUN迁移会话的未完成单个请求的数目。
DML可以根据作为同一批量请求一部分的前几个单独请求的平均响应时长来“了解”迁移的LUN的状态。如果响应时长很长，这意味着目标处于繁忙状态或处于降级状态，那么DML应该减少大量请求中未完成的单个请求的数量，以减少对主机IO的影响并避免重载底层驱动程序，否则DML增加未完成请求的数量以加快迁移进度。
在302，用户启动LU迁移。在304，TDX 102启动复制会话。在306，TDX 102将复制会话的启动状态返回给用户。
在308，TDX 102初始化批量请求。在310，DML 104启动或发起M个请求。DML 104可以维护具有预定数目的请求的空闲请求池。针对每一个批量请求，DML 104可以从空闲请求池中获取个体请求，并在使用该个体请求后将其放回空闲请求池中。例如，每个批量请求可以具有M+N(M≥1，N≥0)个请求，其中M是嵌入在批量请求中的请求的数目，N是从空闲请求池获取的请求的数目。嵌入请求可以保持批量请求的持续运行。
在312，DML 104返回启动M个请求的启动状态。在314，DML104发起IO请求。对于每个个体请求，DML 104可以记录该个体请求中的开始时间。在316，底层驱动器106向DML 104返回IO完成的指示。在318，DML 104在接收到IO完成的指示之后可以计算平均响应时长。当一个个体请求完成时，DML 104可以计算该个体请求的响应时长，并基于该响应时长来计算批量请求的平均响应时长。
在一些实施例中，可以通过递减平均(或衰减平均)来计算平均响应时长。由于最近的响应时长更能代表基本卷的当前状态，因此我们需要更加重视最近的响应时长。DML使用衰减平均作为平均响应时长。它可以用公式(1)来计算。
其中D是衰减因子，Tn是N个独立请求的响应时长，是N个请求的平均响应时长。
在330，DML 104可以基于所计算的平均响应时长来调节个体请求的数目。在320，如果确定平均响应时长小于第一阈值，则发起N个请求。为此，DML 104可以确定批量请求是否需要执行更多工作和/或空闲请求池中是否有可用的空闲请求。例如，N可以是M的整数倍。
在322，如果确定平均响应时长大于第一阈值并小于第二阈值，则发起一个请求，从而保持并发执行的请求的数目保持不变。例如，第一阈值可以是第二阈值的一半。
在324，如果平均响应时长大于第二阈值，则将刚完成的请求释放到空闲请求池。在一些情况下，还可以确定当前未完成的请求数是否小于嵌入请求的数目。如果是，则可以发起一个请求。
在326，DML 104向TDX 102返回批量请求完成的指示。在328，TDX 102可以向用户发送LU迁移完成的指示。
图4示出了根据本公开的一些实施例的加载TDX驱动器的方法400的流程图。方法400可以在图1所示的存储处理器100处执行。
在402，TDX 102进行初始化。在404，TDX 102调用DML 104的API来初始化DML的一个实例。在410，DML 104初始化响应时长阈值。例如，DML 104可以从注册表中获取响应时长阈值并将其存储在全局数据中。在412，DML 104从系统分配存储器。在414，DML104确定存储器是否分配成功。如果分配成功，则在416DML 104构建空闲请求池，并在418返回加载成功。在406，TDX 406输出加载成功的指示。如果分配失败，则在420返回加载失败。在408，TDX102输出加载失败的指示。
图5示出了根据本公开的一些实施例的用于启动LU迁移的方法500的流程图。方法500可以在图1所示的存储处理器100处执行。
在502，TDX 102创建一个复制会话并将复制范围分割为多个段。在504，对于每个段，TDX 104调用DML 104发起批量请求。在510，DML 104检查输入参数，在512确定输入参数是否检查通过。如果在512检查通过，则在514发起一个或多个请求。如果在512没有检查通过，则在506返回启动失败的指示。
在516，确定是否已经发起了所有请求。如果在516确定已经发起了所有请求，则在508返回启动成功的指示。如果在516确定还有请求没有发起，则在518确定是否还有数据要复制。如果在518确定没有数据要复制，则在508返回成功启动LU迁移的指示。如果在518确定还有数据要复制，则方法500返回514，继续发起一个或多个请求。
图6示出了根据本公开的一些实施例的用于管理存储系统的方法600的流程图。方法600可以在图1所示的存储处理器(例如，DML104)处执行。例如，当批量请求的一个个体请求完成时，DML 104可以根据所有完成的个体请求的平均响应时长来调整该批量请求的未完成单个请求的数目。
在602，检测到批量请求的一个请求完成。在604，计算该批量请求的平均响应时长。在606，确定对于该批量请求是否还有数据要复制。如果还有数据要复制，则方法600前进至608。在608，确定平均响应时长是否大于第一阈值。如果在608确定平均响应时长大于第一阈值，则方法600前进至610。在610，确定是否还有最小数目的请求(例如，M个嵌入请求)。如果还有最小数目的请求，则方法600前进至612，将该请求放回或释放到空闲请求池。如果没有最小数目的请求，则方法600前进至614，启动一个请求。如果在606确定没有数据要复制，则方法600前进至612，将该请求放回空闲请求池。
如果在608确定平均响应时长不大于第一阈值，则方法600前进至616，启动一个请求。在618，确定平均响应时长是否小于第二阈值，第二阈值小于第一阈值。如果在618确定在620，启动N个请求。例如，N可以等于M-1。
图7示出了根据本公开的一些实施例的用于启动N个请求的方法620的流程图。在702，确定是否还有数据要复制。如果是，则在704，从空闲请求池获得一个请求。在706，确定是否成功获得一个请求。如果成功，则在708，发起该请求。在710，确定是否已经发起了N个请求。如果否，则返回702。
图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例设备800的示意性框图。如图所示，设备800包括中央处理单元(CPU)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序指令或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800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，可由处理单元801执行。例如，在一些实施例中，方法200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808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序被加载到RAM 803并由CPU 801执行时，可以执行上文描述的方法200的一个或多个步骤。备选地，CPU 801也可以通过任何其他适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上文描述的方法200。
本公开可以是方法、装置、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)、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、专用计算机或其它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它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、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它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、其它可编程数据处理装置、或其它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，并且也不限于所披露的各实施例。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技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种管理存储系统的方法，包括：
响应于检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，确定所述第一请求的响应时长，所述批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，并且所述多个请求中的每个请求从所述第一存储设备读取数据并向所述第二存储设备写入数据；
至少部分地基于所述第一请求的响应时长，确定所述多个请求中的已完成请求的平均响应时长；以及
基于所述平均响应时长，更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目。
2.根据权利要求1所述的方法，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长小于第一阈值，针对所述批量请求启动多个附加的请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长大于第一阈值并小于第二阈值，重新启动一个附加的请求，以保持针对所述批量请求的请求数不变。
4.根据权利要求1所述的方法，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长大于第二阈值，保持所述多个请求中除所述第一请求之外的其他请求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述平均响应时长包括通过递减平均来确定所述平均响应时长。
6.一种管理存储系统的设备，包括：
处理单元；
存储器，耦合至所述处理单元并且包括存储于其上的指令，所述指令在由所述处理单元执行时使所述设备执行动作，所述动作包括：
响应于检测到针对批量请求而启动的多个请求中的第一请求的完成，确定所述第一请求的响应时长，所述批量请求用于从第一存储设备向第二存储设备迁移数据，并且所述多个请求中的每个请求从所述第一存储设备读取数据并向所述第二存储设备写入数据；
至少部分地基于所述第一请求的响应时长，确定所述多个请求中的已完成请求的平均响应时长；以及
基于所述平均响应时长，更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目。
7.根据权利要求6所述的设备，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长小于第一阈值，针对所述批量请求启动多个附加的请求。
8.根据权利要求6所述的设备，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长大于第一阈值并小于第二阈值，重新启动一个附加的请求，以保持针对所述批量请求的请求数不变。
9.根据权利要求6所述的设备，其中更新针对所述批量请求而启动的所述多个请求的数目包括：
响应于确定所述平均响应时长大于第二阈值，保持所述多个请求中除所述第一请求之外的其他请求。
10.根据权利要求6所述的设备，其中确定所述平均响应时长包括通过递减平均来确定所述平均响应时长。
11.一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机器可执行指令，当所述机器可执行指令在被至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
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