CN111309525B

CN111309525B - 一种控制数据恢复精度的方法、系统、设备及介质

Info

Publication number: CN111309525B
Application number: CN202010112364.4A
Authority: CN
Inventors: 杨昊; 孟祥瑞
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2040-02-24
Also published as: CN111309525A

Abstract

本发明公开了一种控制数据恢复精度的方法、系统、设备和存储介质，方法包括在每一个周期中执行以下步骤：响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；基于写入速度设置第一阈值，并判断IO次数是否超过第一阈值；响应于IO次数不超过第一阈值，判断数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及响应于数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。本发明提出的控制数据恢复精度的方法、系统、设备和存储介质通过控制一个周期内恢复数据的规模以及读取磁盘IO的次数来进行数据恢复速度的控制优化，能够保证数据恢复过程中的稳定性，降低磁盘占有率，提升磁盘利用率和数据恢复的精确度。

Description

一种控制数据恢复精度的方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明涉及数据恢复领域，更具体地，特别是指一种控制数据恢复精度的方法、系统、计算机设备及可读介质。

背景技术

在目前的分布式存储系统中，随着应用场景的不断变化，当一个存储资料的磁盘发生故障时，通过其他磁盘上的冗余数据(备份数据)将故障磁盘上的数据恢复到同一故障域的非故障磁盘上的操作就是数据恢复(或称数据重构，数据修复，recovery/backfill)而在数据恢复过程中，控制数据重构的速度，降低数据重构对业务的影响也就变的至关重要；此外在集群中出现磁盘故障和节点故障时，为了避免数据丢失，要尽快完成数据恢复和均衡，因此要提升数据重构速度，保证数据重构在短时间能够完成。那么如何来对数据恢复的速度进行优化控制就成为我们研究的对象。

文件一般是存储在底层的磁盘中，而作为守护进程的OSD(Object-based StorageDevice，对象存储设备)是可以对每块磁盘进行管理的，因为OSD实现了数据读写、复制、平衡、恢复等功能。目前现有的数据恢复速度控制方案是通过在一个数据恢复的周期内，按照恢复的OP(数据恢复过程中的操作，可以是一次push或者pull)个数来进行控制。一般情况下一个OP操作可以恢复一个对象，因为对象数据是连续的，所以只会发生一次磁盘的IO(磁盘IO是磁盘的输入输出；输入指的是对磁盘写入数据，输出指的是从磁盘读出数据)。但是有些场景下，比如应用在块存储时，用turbostore(一种存储引擎)的时候一个对象会被分成几个片段放在磁盘上进行存储，那么一个OP操作的IO次数应该是由片段个数决定的，因为此时进行OP操作的个数是反应不了磁盘IO次数的，所有按照原有的设计方案来进行大对象的数据恢复速度控制是不准确的，存在缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种控制数据恢复精度的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，通过控制一个周期内恢复数据的规模以及读取磁盘IO的次数来进行数据恢复速度的控制优化，能够保证数据恢复过程中的稳定性，降低磁盘占有率，提升磁盘利用率和数据恢复的精确度。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种控制数据恢复精度的方法，包括在每一个周期中执行如下步骤：响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；基于写入速度设置第一阈值，并判断所述IO次数是否超过第一阈值；响应于所述IO次数不超过第一阈值，判断所述数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及响应于所述数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

在一些实施方式中，所述基于写入速度设置第一阈值包括：监测写入速度并判断所述写入速度是否小于预定写入速度；以及响应于所述写入速度小于所述预定写入速度，将第一阈值设置为预设阈值中的最小值。

在一些实施方式中，还包括：响应于所述IO次数超过第一阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

在一些实施方式中，还包括：基于每个对象存储设备的恢复数据量和总的对象存储设备的数量得到总的带宽数；以及基于总的带宽数和需要恢复的对象数设置第二阈值。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种控制数据恢复精度的系统，包括：计数模块，配置用于响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；第一判断模块，配置用于基于写入速度设置第一阈值，并判断所述IO次数是否超过第一阈值；第二判断模块，配置用于响应于所述IO次数不超过第一阈值，判断所述数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及暂停模块，配置用于响应于所述数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

在一些实施方式中，所述第一判断模块还配置用于：监测写入速度并判断所述写入速度是否小于预定写入速度；以及响应于所述写入速度小于所述预定写入速度，将第一阈值设置为预设阈值中的最小值。

在一些实施方式中，所述暂停模块还配置用于：响应于所述IO次数超过第一阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

在一些实施方式中，还包括：设置模块，配置用于基于每个对象存储设备的恢复数据量和总的对象存储设备的数量得到总的带宽数；以及基于总的带宽数和需要恢复的对象数设置第二阈值。

本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。

本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。

本发明具有以下有益技术效果：通过控制一个周期内恢复数据的规模以及读取磁盘IO的次数来进行数据恢复速度的控制优化，能够保证数据恢复过程中的稳定性，降低磁盘占有率，提升磁盘利用率和数据恢复的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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实施例。

图1为本发明提供的控制数据恢复精度的方法的实施例的示意图；

图2为本发明提供的控制数据恢复精度的计算机设备的实施例的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种控制数据恢复精度的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的控制数据恢复精度的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括在每一个周期中执行如下步骤：

S1、响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；

S2、基于写入速度设置第一阈值，并判断IO次数是否超过第一阈值；

S3、响应于IO次数不超过第一阈值，判断数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及

S4、响应于数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

数据恢复的过程是按照周期来进行的，这个周期是由专门的定时器线程Tick来执行，可以将周期设定为2s，也就是每2s就会触发一次定时器，会进行一个周期的更新。

在一个周期中，响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一。可以设置一个用来统计存储引擎读取磁盘上IO次数的模块。并且可以在结构体内新增加一个新的字段来负责对统计出来的次数进行记录。每当存储引擎进行一次磁盘IO的操作，该字段就自动累加一次。例如：当需要恢复一个4MB大小的存储数据，这些数据在磁盘上是以一个个片段在分布着。当要恢复这些数据时，在存储引擎读取数据时会被新增的字段记录保存下该数据读取的次数，用于下一步按照周期对数据恢复速度进行控制。

基于写入速度设置第一阈值，并判断IO次数是否超过第一阈值。在进行数据恢复的过程中，为读取磁盘片段的次数设置阈值。由于这种大文件数据在磁盘上分布是一个个片段的，当存储引擎进行磁盘IO操作，会导致一遍遍的读取磁盘片段。因此通过这个设定的阈值来控制存储引擎读取的数据量，可以降低对磁盘的影响，进而控制恢复速度。

在一些实施方式中，所述基于写入速度设置第一阈值包括：监测写入速度并判断所述写入速度是否小于预定写入速度；以及响应于所述写入速度小于所述预定写入速度，将第一阈值设置为预设阈值中的最小值。磁盘IO次数的阈值的设置(一般为200～300)跟集群的规模(包括集群节点的数量、磁盘的数量和磁盘性能)和前端的写入速度有关。其最主要是跟前端的写入速度有关系，为了不影响前端的正常业务，需要对IO次数进行合理的调控。可以对前端写入速度进行监测，一般情况下正常写入速度为500MB/S，当前端写入速度<500mb/s时，此时模块就会调整IO阈值为200；反之，将会把IO阈值控制在300；这样可以避免过多的磁盘IO影响前端业务的正常进行。

响应于IO次数不超过第一阈值，判断数据恢复的规模是否超过第二阈值。在一些实施方式中，还包括：基于每个对象存储设备的恢复数据量和总的对象存储设备的数量得到总的带宽数；以及基于总的带宽数和需要恢复的对象数设置第二阈值。可以用每个osd的恢复数据量与总的osd的个数的乘积得到总的带宽数；再用总的带宽数与集群需要恢复的对象总数的比值与osd需要恢复的对象数的乘积作为第二阈值。判断当前数据回复的规模是否超过第二阈值。

响应于数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。在一些实施方式中，还包括：响应于所述IO次数超过第一阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。在一个定时器周期内，无论是IO次数超过第一阈值，还是数据恢复的规模超过第二阈值，都会暂停数据恢复并等待下一个定时器周期开启。

需要特别指出的是，上述控制数据恢复精度的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于控制数据恢复精度的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种控制数据恢复精度的系统，包括：计数模块，配置用于响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；第一判断模块，配置用于基于写入速度设置第一阈值，并判断所述IO次数是否超过第一阈值；第二判断模块，配置用于响应于所述IO次数不超过第一阈值，判断所述数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及暂停模块，配置用于响应于所述数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S1、在一个周期中，响应于存储引擎进行磁盘读写操作，IO次数加一；S2、基于写入速度设置第一阈值，并判断IO次数是否超过第一阈值；S3、响应于IO次数不超过第一阈值，判断数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及S4、响应于数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

如图2所示，为本发明提供的上述控制数据恢复精度的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。

以如图2所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302，并还可以包括：输入装置303和输出装置304。

处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。

存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的控制数据恢复精度的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的控制数据恢复精度的方法。

存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据控制数据恢复精度的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置303可接收输入的用户名和密码等信息。输出装置304可包括显示屏等显示设备。

一个或者多个控制数据恢复精度的方法对应的程序指令/模块存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的控制数据恢复精度的方法。

执行上述控制数据恢复精度的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，控制数据恢复精度的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种控制数据恢复精度的方法，其特征在于，包括在每一个周期中执行以下步骤：

响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；

基于写入速度设置第一阈值，并判断所述IO次数是否超过第一阈值；

响应于所述IO次数不超过第一阈值，判断所述数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及

响应于所述数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始，

所述基于写入速度设置第一阈值包括：

监测写入速度并判断所述写入速度是否小于预定写入速度；以及

响应于所述写入速度小于所述预定写入速度，将第一阈值设置为预设阈值中的最小值，

方法还包括：

基于每个对象存储设备的恢复数据量和总的对象存储设备的数量得到总的带宽数；以及

基于总的带宽数和需要恢复的对象数设置第二阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于所述IO次数超过第一阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始。

3.一种控制数据恢复精度的系统，其特征在于，包括：

计数模块，配置用于响应于存储引擎进行磁盘读写操作，使IO次数加一；

第一判断模块，配置用于基于写入速度设置第一阈值，并判断所述IO次数是否超过第一阈值；

第二判断模块，配置用于响应于所述IO次数不超过第一阈值，判断所述数据恢复的规模是否超过第二阈值；以及

暂停模块，配置用于响应于所述数据恢复的规模超过第二阈值，暂停数据恢复并等待下一个周期开始，

所述第一判断模块还配置用于：

系统还包括：

设置模块，配置用于基于每个对象存储设备的恢复数据量和总的对象存储设备的数量得到总的带宽数；以及

基于总的带宽数和需要恢复的对象数设置第二阈值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述暂停模块还配置用于：

5.一种计算机设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现权利要求1-2任意一项所述方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2任意一项所述方法的步骤。