CN111124253A - 管理存储设备的方法、装置和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于管理存储设备的方法、装置和计算机程序产品。一种用于管理存储设备的方法包括：响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从多个盘中确定该I/O请求所涉及的至少一个盘；针对至少一个盘中的每个盘，从该盘的总访问额度中分配用于完成I/O请求的至少一个访问额度，其中总访问额度与该盘的类型、I/O请求的类型和该盘的性能中的至少一项相关联；以及响应于针对至少一个盘的相应访问额度被分配，针对至少一个盘中的每个盘执行I/O请求所请求的访问。本公开的实施例能够有效提高存储设备的整体访问性能。

Description

管理存储设备的方法、装置和计算机程序产品
技术领域
本公开的实施例总体涉及数据存储领域，具体涉及用于管理存储设备的方法、装置和计算机程序产品。
背景技术
存储系统通常包括多个盘，并且多个盘可以被组织在诸如独立磁盘冗余阵列(RAID)的存储设备中。RAID可以被分配有预定访问额度。在此所述的“访问额度”指代该RAID能够同时承受的读请求和/或写请求的数目。此外，每个盘可以被分配有各自的访问额度，以防止该盘的负荷过大。
在传统方案中，通常为多个盘中的每个盘分配相同的访问额度。针对每个盘的读请求和写请求通常共享为其分配的访问额度。然而，由于不同盘的类型可能是不同的，而不同类型的盘通常具有不同的性能，因此针对不同类型的盘分配相同的访问额度将导致对具有较高性能的盘的资源的浪费。此外，对于同一盘而言，读请求的响应时间通常短于写请求的响应时间。因此，如果读请求和写请求共享针对该盘而分配的访问额度，将导致无法充分利用读请求响应时间较短的优点。另外，传统方案中为每个盘分配的访问额度通常无法随着该盘的性能变化(例如，磨损增加导致其性能下降)而改变。这导致当一个盘的访问性能下降时，整个RAID的访问性能也将受到影响。
发明内容
本公开的实施例提供了用于管理存储设备的方法、装置和计算机程序产品。
在本公开的第一方面，提供了一种用于管理存储设备的方法。该方法包括：响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从多个盘中确定该I/O请求所涉及的至少一个盘；针对至少一个盘中的每个盘，从该盘的总访问额度中分配用于完成I/O请求的至少一个访问额度，其中总访问额度与该盘的类型、I/O请求的类型和该盘的性能中的至少一项相关联；以及响应于针对至少一个盘的相应访问额度被分配，针对至少一个盘中的每个盘执行I/O请求所请求的访问。
在本公开的第二方面，提供了一种用于管理存储设备的装置。该装置包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得装置执行动作，该动作包括：响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从多个盘中确定该I/O请求所涉及的至少一个盘；针对至少一个盘中的每个盘，从该盘的总访问额度中分配用于完成I/O请求的至少一个访问额度，其中总访问额度与该盘的类型、I/O请求的类型和该盘的性能中的至少一项相关联；以及响应于针对至少一个盘的相应访问额度被分配，针对至少一个盘中的每个盘执行I/O请求所请求的访问。
在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令。该机器可执行指令在由设备执行时使该设备执行根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
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必要特征，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它目的、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示出了本公开的实施例能够在其中被实施的示例环境的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于管理存储设备的示例方法的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的示例映射RAID的示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于为每个盘分配完成I/O请求所需的访问额度的示例方法的流程图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于回收针对I/O请求而分配的访问额度的示例方法的流程图；
图6示出了根据本公开的实施例的用于动态调整盘的访问额度的示例方法的流程图；以及
图7示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备的示意性框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
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。
图1示出了本公开的实施例能够在其中被实现的示例环境100的框图。如图1所示，环境100包括主机110、存储管理器120以及存储设备130。应当理解，仅出于示例性的目的描述环境100的结构，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。例如，本公开的实施例还可以被应用到与环境100不同的环境中。
在环境100中，主机110可以例如是运行用户应用的任何物理计算机、虚拟机、服务器等等。主机110可以向存储管理器120发送输入/输出(I/O)请求，例如用于从存储设备130读取数据和/或向存储设备130写入数据等。响应于接收到来自主机110的读请求，存储管理器120可以从存储设备130读取数据，并且将所读取的数据返回给主机110。响应于接收到来自主机110的写请求，存储管理器120可以向存储设备130写入数据。
如图1所示，存储设备130可以包括多个盘131-1、131-2……131-N(统称为或者单独地称为“盘131”)。在此所述的“盘”可以指代任何目前已知或者将来开发的非易失性存储介质，例如磁盘、光盘或固态盘(SSD)等等。在下文中将以利用多个盘构建的RAID作为存储设备130的示例。然而，应当理解，这仅仅出于示例的目的，而不暗示对本公开范围的任何限制。本公开的实施例也适用于其他存储设备。
如上所述，在传统方案中，通常为存储设备所包括的多个盘中的每个盘分配相同的访问额度。针对每个盘的读请求和写请求通常共享为其分配的访问额度。然而，由于不同盘的类型可能是不同的，而不同类型的盘通常具有不同的性能，因此针对不同类型的盘分配相同的访问额度将导致对具有较高性能的盘的资源的浪费。此外，对于同一盘而言，读请求的响应时间通常短于写请求的响应时间。因此，如果读请求和写请求共享针对该盘而分配的访问额度，将导致无法充分利用读请求响应时间较短的优点。另外，传统方案中为每个盘分配的访问额度通常无法随着该盘的性能变化(例如，磨损增加导致其性能下降)而改变。这导致当一个盘的性能下降时，整个存储设备的性能也将受到影响。
本公开的实施例提出了一种用于管理存储设备的方案，以解决上述问题和其他潜在问题中的一个或多个。该方案针对不同类型的盘分配不同的访问额度，因此能够充分利用具有较高性能的盘的资源。此外，该方案将用于同一盘的读访问额度和写访问额度分开，从而能够充分利用读访问完成时间较短的优点。此外，该方案基于盘针对输入/输出请求的响应时间来动态调整该盘的访问额度，从而能够适应由于盘的磨损而导致的性能下降，并且能够平衡具有相同类型的不同盘由于制造商不同而导致的差异。以此方式，该方案能够有效提高存储设备的整体访问性能。
图2示出了根据本公开的实施例的用于管理存储设备的方法200的流程图。方法200例如可以由如图1所示的存储管理器120来执行。应当理解，方法200还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。以下结合图1来详细描述方法200。
在框210处，响应于从主机110接收到针对包括多个盘131的存储设备130的I/O请求，存储管理器120从多个盘131中确定该I/O请求所涉及的至少一个盘131。
在一些实施例中，如图1所示的存储设备130中的每个盘131可以被划分成一组连续的、非重叠的且具有固定大小的区段。多个存储盘130的多个区段可以被组织成映射RAID。除了构建映射RAID之外，应当理解，存储设备130中的一个或多个盘131也可以被用于构建传统RAID(即，基于整个存储盘而非存储盘中的区段来构建的RAID)，并且本公开的范围在此方面不受限制。
图3示出了根据本公开的实施例的示例映射RAID 300的示意图，其图示了在如图1所示的多个盘131上构建的映射RAID的示例。如图3所示，例如，在N个盘131-1～131-N上构建了具有4D+1P布局的RAID5，其中N大于5。在图3所示的示例中，D0～D3分别表示用于存储用户数据的数据区段，并且P表示用于存储校验信息的校验区段。当创建一个RAID条带(其包括D0～D3以及P)时，可以随机地从5个不同的盘中选择5个区段。因此，用户数据和校验信息将被均匀地分布到所有盘中。例如，在图3的示例中，在盘131上创建有RAID组310和RAID组320。RAID组310可以包括RAID条带211、212和213，而RAID组320可以包括RAID条带221、222和223。此外，为了保证映射RAID的可靠性，在盘131上预留有一些备用区段，例如由R来表示。当盘131中的某个盘发生故障时，这些备用区段可以被用于重建与故障相关联的RAID条带，从而避免数据丢失的发生。
在一些实施例中，针对存储设备130的I/O请求可以是针对如图3所示的某个RAID条带(例如，RAID条带311、312、313、321、322或323)的I/O请求。例如，存储管理器120可以维护RAID条带与盘131之间的映射关系，并且可以基于该映射管理来确定I/O请求所涉及的一个或多个盘131。以RAID条带311为例，针对RAID条带311的请求将涉及盘131-1、131-2、131-3、131-5和131-6。以RAID条带321为例，针对该RAID条带321的请求将涉及盘131-6、131-7、131-N、131-2和131-5。
返回图2，在框220处，存储管理器120针对至少一个盘131中的每个盘，从该盘的总访问额度中分配用于完成该I/O请求的至少一个访问额度。在一些实施例中，总访问额度可以与该盘的类型、I/O请求的类型和该盘的性能中的至少一项相关联。
在一些实施例中，不同类型的盘可以具有不同的初始访问额度。此外，每个盘的用于读请求的初始访问额度和用于写请求的初始访问额度可以是不同的。在一些实施例中，为了控制向盘发出的读请求和写请求的总数目，还可以针对每个盘设置混合访问额度，以用于限制向该盘同时发出的读请求和写请求的总数目。
表1示出了六种不同类型的盘的性能的列表，其中IOPS表示每秒I/O处理量。在此所述盘的类型可以基于盘的接口、耐磨损程度、性能等进行划分。例如，第一类型可以是采用了串行SCSI(即，SAS)接口和串行ATA(即，SATA)的盘体的机械盘，也称为SAS-NL盘；第二类型可以是SAS接口和SAS盘体的机械盘，也称为SAS盘。第三类型～第六类型可以是具有不同耐磨损程度的闪存盘。应当理解，表1中的数值仅出于示例的目的示出，而不旨在暗示本公开的范围。
表1：不同类型的盘的性能
Figure BDA0001847934820000071
从表1能够看出，这六种不同类型的盘的相应性能总体满足以下关系：第一类型<第二类型<第三类型<第四类型<第五类型<第六类型。表2示出了根据本公开的实施例的为上述六种类型的盘分配的读访问额度R、写访问额度W和混合访问额度T的初始值。在此所述的盘的读访问额度可以指示该盘能够同时承受的读请求的最大数目，盘的写访问额度可以指示该盘能够同时承受的写请求的最大数目，并且盘的混合访问额度可以指示该盘能够同时承受的读请求和写请求的总数目的最大值。在一些实施例中，同一盘的读访问额度R、写访问额度W和混合访问额度T之间可以满足以下关系：T∈[min(R,W),max(R,W)]。出于简化的目的，在表2中，每种类型的盘的混合访问额度的初始值被设置为其读访问额度的初始值和写访问额度的初始值中的较大值。应当理解，表2中的数值仅出于示例的目的示出，而不旨在暗示本公开的范围。
表2：不同类型的盘的初始访问额度
Figure BDA0001847934820000072
Figure BDA0001847934820000081
通过针对不同类型的盘分配不同的访问额度，本公开的实施例能够充分利用具有较高性能的盘的资源。此外，通过将用于同一盘的读访问额度和写访问额度分开，本公开的实施例能够充分利用读访问完成时间较短的优点。
图4示出了根据本公开的实施例的用于为每个盘分配完成I/O请求所需的至少一个访问额度的方法400的流程图。方法400例如可以作为如图2所示的框220的一种示例实现。应当理解，方法400还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框410处，基于该I/O请求的类型，确定盘的总访问额度。在一些实施例中，响应于该I/O请求为读请求，盘的总访问额度可以被确定为读访问额度和混合访问额度中的至少一个。备选地，响应于该I/O请求为写请求，盘的总访问额度可以被确定为写访问额度和混合访问额度中的至少一个。
在框420处，确定该盘的总访问额度是否足以完成该I/O请求。在一些实施例中，例如针对读请求，如果该盘的混合访问额度的值和读访问额度的值两者都大于预定阈值(例如，0)，则可以指示存在足以完成该读请求的访问额度。如果两者之一小于或等于该预定阈值，则可以指示不存在足以完成该读请求的访问额度。类似地，针对写请求，如果该盘的混合访问额度的值和写访问额度的值两者都大于预定阈值(例如，0)，则可以指示存在足以完成该写请求的访问额度。如果两者之一小于或等于该预定阈值，则可以指示不存在足以完成该写请求的访问额度。
如果确定该盘的总访问额度足以完成该I/O请求，则在框430处，可以从总访问额度中分配用于完成该I/O请求的至少一个访问额度。例如，针对读请求，可以将该盘的混合访问额度的值和读访问额度的值两者分别递减一；针对写请求，可以将该盘的混合访问额度的值和写访问额度的值两者分别递减一。如果确定该盘的总访问额度不足以完成该I/O请求，则无法针对该盘分配用于完成该I/O请求的至少一个访问额度。
返回到图2，在框230处，存储管理器120确定针对至少一个盘的相应访问额度是否被成功分配。如果针对至少一个盘中的每个盘的至少一个访问额度都被成功分配，则在框240处，存储管理器120针对至少一个盘中的每个盘执行该I/O请求所请求的访问。例如，以如图3所示的RAID条带321为例，存储管理器120将分别访问盘存储管理器120；以RAID条带311为例，存储管理器120将分别访问盘131-1、131-2、131-3、131-5和131-6。
如果针对至少一个盘中的某个盘无法分配用于完成I/O请求的至少一个访问额度(即，在如图4所示的框420处确定该盘的总访问额度不足以完成该I/O请求)，则在框250处，存储管理器120可以回收已经向至少一个盘中的其他盘分配的用于该I/O请求的访问额度。例如，针对读请求而言，存储管理器120可以通过对盘的混合访问额度的值和读访问额度的值递增来完成针对该盘的访问额度的回收。针对写请求而言，存储管理器120可以通过对盘的混合访问额度的值和写访问额度的值递增来完成针对该盘的访问额度的回收。
在框260处，存储管理器120可以进一步将该I/O请求加入到等待队列中，以暂缓用于该I/O请求的访问额度的分配，直到用于先前I/O请求的访问额度被回收。
在一些实施例中，当该I/O请求所请求的相应访问被完成时，用于该I/O请求的相应访问额度可以被回收。图5示出了根据本公开的实施例的用于回收针对I/O请求而分配的访问额度的方法500的流程图。方法500例如可以在如图2所示的框240之后被执行。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框510处，存储管理器120确定I/O请求所请求的访问是否被完成。如果完成，则在框520处，存储管理器120确定针对至少一个盘所分配的相应访问额度是否被回收。
如果仍然存在访问额度未被回收的盘，则在框530处，存储管理器120可以递增该盘的总访问额度。在一些实施例中，针对读请求，存储管理器120可以递增该盘的混合访问额度的值和读访问额度的值。备选地，针对写请求，存储管理器120可以递增该盘的混合访问额度的值和写访问额度的值。
在框540处，存储管理器120可以针对该盘执行访问额度调整。通过基于盘的性能来动态调整该盘的访问额度，本公开的实施例能够适应由于盘的磨损而导致的性能下降，并且能够平衡具有相同类型的不同盘由于制造商不同而导致的差异，从而有效提高存储设备的整体访问性能。
图6示出了根据本公开的实施例的用于根据盘的性能来动态地调整其访问额度的方法600的流程图。方法600可以作为如图5所示的框540的一种示例实现。应当理解，方法600还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框610处，存储管理器120可以确定该盘针对I/O请求的响应时间。在一些实施例中，针对读请求而言，在向该盘发起读操作之前，存储管理器120可以记录该读操作的起始时间。在从该盘读到所请求的数据时，存储管理器120可以记录该读操作的完成时间。存储管理器120可以基于两者的差值来确定该盘针对读请求的响应时间。类似地，针对写请求而言，在向该盘发起写操作之前，存储管理器120可以记录该写操作的起始时间。在从将要写入的数据写入到该盘时，存储管理器120可以记录该写操作的完成时间。存储管理器120可以基于两者的差值来确定该盘针对写请求的响应时间。
在框620处，存储管理器120可以确定当前时间与针对该盘进行访问额度调整的最近时间之间的时间间隔。在框630处，存储管理器120可以将该时间间隔与预定阈值进行比较。如果该时间间隔超过预定阈值，则存储管理器120可以执行访问额度调整；否则存储管理器120可以不执行访问额度调整。以此方式，本公开的实施例能够避免盘的访问额度在短时间内发生突变。在一些实施例中，例如，用于与该时间间隔进行比较的预定阈值可以被设置为1分钟。
如果该时间间隔超过预定阈值，则在框640处，存储管理器120可以确定该盘针对I/O请求的响应时间是否超过第一阈值(例如，1000ms)。如果响应时间超过第一阈值，则在框650处，存储管理器120可以递减该盘的总访问额度。例如，如果该I/O请求为读请求，则存储管理器120可以递减该盘的混合访问额度的值和读访问额度的值。备选地，如果该I/O请求为写请求，则存储管理器120可以递减该盘的混合访问额度的值和写访问额度的值。如果响应时间未超过第一阈值，则在框660处，存储管理器120可以确定该盘针对I/O请求的响应时间是否低于第二阈值(例如，1us)。如果响应时间低于第二阈值，则在框670处，存储管理器120可以递增该盘的总访问额度。例如，如果该I/O请求为读请求，则存储管理器120可以递增该盘的混合访问额度的值和读访问额度的值。备选地，如果该I/O请求为写请求，则存储管理器120可以递增该盘的混合访问额度的值和写访问额度的值。
返回到图5，方法500进行至框520，其中存储管理器120确定针对至少一个盘所分配的相应访问额度是否都被回收。如果针对至少一个盘所分配的相应访问额度都被回收，则在框550处，存储管理器120可以向主机110返回针对该I/O请求的响应。
附加地或备选地，在一些实施例中，例如在方法500被执行之后，存储管理器120可以进一步确定等待队列中是否还存在等待被处理的I/O请求(例如，由于无法获得所需的访问额度而被暂缓处理的I/O请求)。如果存在这样的I/O请求，则存储处理器120可以针对其执行如图2所示的方法200，以对该I/O请求进行处理。
从以上描述能够看出，本公开的实施例针对不同类型的盘分配不同的访问额度，因此能够充分利用具有较高性能的盘的资源。此外，本公开的实施例将用于同一盘的读访问额度和写访问额度分开，从而能够充分利用读访问完成时间较短的优点。此外，本公开的实施例基于盘针对输入/输出请求的响应时间来动态调整该盘的访问额度，从而能够适应由于盘的磨损而导致的性能下降，并且能够平衡具有相同类型的不同盘由于制造商不同而导致的差异。以此方式，本公开的实施例能够有效提高存储设备的整体访问性能。
在上文中已经参考图1至图6详细描述了根据本公开的方法的示例实现，在下文中将描述相应的装置的实现。
在一些实施例中，提供了一种用于管理存储设备的装置。该装置包括：第一确定模块，被配置为响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从多个盘中确定该I/O请求所涉及的至少一个盘；分配模块，被配置为针对至少一个盘中的每个盘，从该盘的总访问额度中分配用于完成I/O请求的至少一个访问额度，其中总访问额度与该盘的类型、I/O请求的类型和该盘的性能中的至少一项相关联；以及访问执行模块，被配置为响应于针对至少一个盘的相应访问额度被分配，针对至少一个盘中的每个盘执行I/O请求所请求的访问。
在一些实施例中，分配模块包括：第一确定单元，被配置为基于该I/O请求的类型，确定该盘的总访问额度；第二确定单元，被配置为确定总访问额度是否足以完成该I/O请求；以及分配单元，被配置为响应于总访问额度足以完成该I/O请求，从总访问额度中分配至少一个访问额度。
在一些实施例中，第一确定单元还被配置为：响应于该I/O请求为读请求，将总访问额度确定为用于读请求的读访问额度，其中读访问额度指示该盘能够同时承受的读请求的最大数目；以及响应于该I/O请求为写请求，将总访问额度确定为用于写请求的写访问额度，其中写访问额度指示该盘能够同时承受的写请求的最大数目。
在一些实施例中，第一确定单元还被配置为：将总访问额度确定为用于读请求或写请求的混合访问额度，其中混合访问额度指示该盘能够同时承受的读请求和写请求的总数目的最大值。
在一些实施例中，该装置还包括：第一回收模块，被配置为响应于针对至少一个盘之一的至少一个访问额度未被分配，回收针对该I/O请求已分配的访问额度；以及等待模块，被配置为暂缓用于该I/O请求的访问额度的分配，直到用于针对该存储设备的先前I/O请求的访问额度被回收。
在一些实施例中，该装置还包括第二回收模块，被配置为响应于针对至少一个盘的相应访问完成，回收向至少一个盘分配的相应访问额度以用于后续I/O请求。
在一些实施例中，该装置还包括：第二确定模块，被配置为确定该盘针对I/O请求的响应时间；第三确定模块，被配置为确定当前时间与该盘的总访问额度被调整的最近时间之间的间隔；以及调整模块，被配置为响应于该间隔超过预定阈值，基于响应时间来调整该盘的总访问额度。
在一些实施例中，调整模块还被配置为：响应于响应时间超过第一阈值，减少该盘的总访问额度；以及响应于响应时间低于第二阈值，增加该盘的总访问额度，其中第一阈值超过第二阈值。
在一些实施例中，该盘的总访问额度的初始值与该盘的类型相关联，并且其中具有较高性能的第一类型的盘的总访问额度的初始值高于具有较低性能的第二类型的盘的总访问额度的初始值。
在一些实施例中，读访问额度的初始值高于写访问额度的初始值。
在一些实施例中，该存储设备为独立冗余磁盘阵列(RAID)。
图7示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备700的示意性框图。例如，如图1所示的存储管理器120可以由设备700实施。如图7所示，设备700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序指令或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700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、400、500和/或600，可由处理单元701执行。例如，在一些实施例中，方法200、400、500和/或600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708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序被加载到RAM 703并由CPU 701执行时，可以执行上文描述的方法200、400、500和/或600的一个或多个动作。
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 (23)

1.一种用于管理存储设备的方法，包括：
响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从所述多个盘中确定所述I/O请求所涉及的至少一个盘；
针对所述至少一个盘中的每个盘，从所述盘的总访问额度中分配用于完成所述I/O请求的至少一个访问额度，其中所述总访问额度与所述盘的类型、所述I/O请求的类型和所述盘的性能中的至少一项相关联；以及
响应于针对所述至少一个盘的相应访问额度被分配，针对所述至少一个盘中的每个盘执行所述I/O请求所请求的访问。
2.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述至少一个访问额度包括：
基于所述I/O请求的所述类型，确定所述盘的所述总访问额度；
确定所述总访问额度是否足以完成所述I/O请求；以及
响应于所述总访问额度足以完成所述I/O请求，从所述总访问额度中分配所述至少一个访问额度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述总访问额度包括：
响应于所述I/O请求为读请求，将所述总访问额度确定为用于读请求的读访问额度，其中所述读访问额度指示所述盘能够同时承受的读请求的最大数目；以及
响应于所述I/O请求为写请求，将所述总访问额度确定为用于写请求的写访问额度，其中所述写访问额度指示所述盘能够同时承受的写请求的最大数目。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述总访问额度包括：
将所述总访问额度确定为用于读请求或写请求的混合访问额度，其中所述混合访问额度指示所述盘能够同时承受的读请求和写请求的总数目的最大值。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于针对所述至少一个盘之一的所述至少一个访问额度未被分配，回收针对所述I/O请求已分配的访问额度；以及
暂缓用于所述I/O请求的访问额度的分配，直到用于针对所述存储设备的先前I/O请求的访问额度被回收。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于针对所述至少一个盘的相应访问完成，回收向所述至少一个盘分配的所述相应访问额度以用于后续I/O请求。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述盘针对所述I/O请求的响应时间；
确定当前时间与所述盘的所述总访问额度被调整的最近时间之间的间隔；以及
响应于所述间隔超过预定阈值，基于所述响应时间来调整所述盘的所述总访问额度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中调整所述盘的所述总访问额度包括：
响应于所述响应时间超过第一阈值，减少所述盘的所述总访问额度；以及
响应于所述响应时间低于第二阈值，增加所述盘的所述总访问额度，其中所述第一阈值超过所述第二阈值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述盘的所述总访问额度的初始值与所述盘的类型相关联，并且其中具有较高性能的第一类型的盘的总访问额度的初始值高于具有较低性能的第二类型的盘的总访问额度的初始值。
10.根据权利要求3所述的方法，其中所述读访问额度的初始值高于所述写访问额度的初始值。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储设备为独立冗余磁盘阵列(RAID)。
12.一种用于管理存储设备的装置，包括：
至少一个处理单元；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述装置执行动作，所述动作包括：
响应于接收到针对包括多个盘的存储设备的I/O请求，从所述多个盘中确定所述I/O请求所涉及的至少一个盘；
针对所述至少一个盘中的每个盘，从所述盘的总访问额度中分配用于完成所述I/O请求的至少一个访问额度，其中所述总访问额度与所述盘的类型、所述I/O请求的类型和所述盘的性能中的至少一项相关联；以及
响应于针对所述至少一个盘的相应访问额度被分配，针对所述至少一个盘中的每个盘执行所述I/O请求所请求的访问。
13.根据权利要求12所述的装置，其中分配所述至少一个访问额度包括：
基于所述I/O请求的所述类型，确定所述盘的所述总访问额度；
确定所述总访问额度是否足以完成所述I/O请求；以及
响应于所述总访问额度足以完成所述I/O请求，从所述总访问额度中分配所述至少一个访问额度。
14.根据权利要求13所述的装置，其中确定所述总访问额度包括：
响应于所述I/O请求为读请求，将所述总访问额度确定为用于读请求的读访问额度，其中所述读访问额度指示所述盘能够同时承受的读请求的最大数目；以及
响应于所述I/O请求为写请求，将所述总访问额度确定为用于写请求的写访问额度，其中所述写访问额度指示所述盘能够同时承受的写请求的最大数目。
15.根据权利要求13所述的装置，其中确定所述总访问额度包括：
将所述总访问额度确定为用于读请求或写请求的混合访问额度，其中所述混合访问额度指示所述盘能够同时承受的读请求和写请求的总数目的最大值。
16.根据权利要求12所述的装置，其中所述动作还包括：
响应于针对所述至少一个盘之一的所述至少一个访问额度未被分配，回收针对所述I/O请求已分配的访问额度；以及
暂缓用于所述I/O请求的访问额度的分配，直到用于针对所述存储设备的先前I/O请求的访问额度被回收。
17.根据权利要求12所述的装置，其中所述动作还包括：
响应于针对所述至少一个盘的相应访问完成，回收向所述至少一个盘分配的所述相应访问额度以用于后续I/O请求。
18.根据权利要求12所述的装置，其中所述动作还包括：
确定所述盘针对所述I/O请求的响应时间；
确定当前时间与所述盘的所述总访问额度被调整的最近时间之间的间隔；以及
响应于所述间隔超过预定阈值，基于所述响应时间来调整所述盘的所述总访问额度。
19.根据权利要求18所述的装置，其中调整所述盘的所述总访问额度包括：
响应于所述响应时间超过第一阈值，减少所述盘的所述总访问额度；以及
响应于所述响应时间低于第二阈值，增加所述盘的所述总访问额度，其中所述第一阈值超过所述第二阈值。
20.根据权利要求12所述的装置，其中所述盘的所述总访问额度的初始值与所述盘的类型相关联，并且其中具有较高性能的第一类型的盘的总访问额度的初始值高于具有较低性能的第二类型的盘的总访问额度的初始值。
21.根据权利要求14所述的装置，其中所述读访问额度的初始值高于所述写访问额度的初始值。
22.根据权利要求12所述的装置，其中所述存储设备为独立冗余磁盘阵列(RAID)。
23.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求1-11中的任一项所述的方法。
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