CN112463054A - 一种提升读写性能的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提升读写性能的方法和设备，该方法包括：在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中；响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中；将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。通过使用本发明的方案，能够降低数据迁移过程占用的大量硬件资源，从而提升系统存储性能。

Description

一种提升读写性能的方法和设备
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种提升读写性能的方法和设备。
背景技术
在分布式存储系统中，存储容量、系统可靠性、系统性能是不可逾越的三座大山。在存储系统安全可靠、成本有限的情况下，利用有限的资源获取最大的存储容量、充分发挥系统应硬件的性能变得极为重要，而通过利用“数据分层存储”恰好可以实现此目标。
数据分层存储基于这样一个事实：在数据的不同生命周期中，由于数据访问的随机性，数据的访问热度是截然不同的。分层存储的技术目标在于：把用户高频访问的数据放在高性能、小容量但是价格高的Nvme等存储介质中，用户低频访问的数据放在低性能、大容量但是价格相对便宜的HDD等存储介质中。这样，既可以在提高热点数据的存储性能的同时，又降低系统的存储成本。
数据分层存储技术的核心点在热点数据统计和数据迁移。热点数据统计是指通过分析，识别出用户访问的高频和低频数据；数据迁移是指根据热点数据的统计结果，定期的迁移数据，将高频访问的数据上拉至高性能存储介质、低频访问的数据下刷至低性能、大容量的存储介质。
在传统的分布式存储中，数据分层存储的迁移力度一般是以对象为单位，数据迁移的粒度较大，迁移过程中一般会占用大量的硬件资源，在一定程度上影响存储性能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种提升读写性能的方法和设备，通过使用本发明的技术方案，能够使分布式分层存储可以发挥其性能及容量的优势，实现部分数据的分层存储，降低数据迁移过程占用的大量硬件资源，从而提升系统存储性能。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种提升读写性能的方法，包括以下步骤：
在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；
响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；
响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写，以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中；
响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；
响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读，以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中；
将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。
根据本发明的一个实施例，还包括：
统计第一存储池和第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到第一存储池中，将统计到的冷数据转存到第二存储池中。
根据本发明的一个实施例，阈值大小为IO尺寸为16K或者第二存储池的纠删条带的大小。
根据本发明的一个实施例，第一存储池由Nvme盘组成，第二存储池由HDD盘组成。
根据本发明的一个实施例，还包括：
响应于写入数据的IO大小全部超过阈值大小，将写入数据全部写入第一存储池中。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种提升读写性能的设备，设备包括：
创建模块，创建模块配置为在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；
第一判断模块，判断模块配置为响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；
写入模块，写入模块配置为响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写，以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中；
第二判断模块，第二判断模块配置为响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；
读取模块，读取模块配置为响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读，以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中；
拼接模块，拼接模块配置为将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。
根据本发明的一个实施例，还包括转存模块，转存模块配置为：
统计第一存储池和第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到第一存储池中，将统计到的冷数据转存到第二存储池中。
根据本发明的一个实施例，阈值大小为IO尺寸为16K或者第二存储池的纠删条带的大小。
根据本发明的一个实施例，第一存储池由Nvme盘组成，第二存储池由HDD盘组成。
根据本发明的一个实施例，还包括写模块，写模块配置为：
响应于写入数据的IO大小全部超过阈值大小，将写入数据全部写入第一存储池中。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的提升读写性能的方法，通过在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写，以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中；响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读，以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中；将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端的技术方案，能够使分布式分层存储可以发挥其性能及容量的优势，实现部分数据的分层存储，降低数据迁移过程占用的大量硬件资源，从而提升系统存储性能。
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为根据本发明一个实施例的提升读写性能的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的提升读写性能的设备的示意图。
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。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种提升读写性能的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1在存储集群中创建第一存储池和第二存储池，第一存储池为高速缓存池(CachePool)，部署在高性能的Nvme磁盘等存储介质用于存储用户热点数据，第二存储池为低速存储池(Slow Pool)，部署在存储容量较大的HDD等存储介质，高速缓存池可采用副本模式，低速存储池出于容量考虑可采用纠删池，高速缓存池对用户可见，低速存储池对用户不可见；
S2响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小，可通过用户数据IO大小决定存储在第一存储池或者第二存储池中，阈值大小一般设定IO size为16K或者以第二存储池的纠删条带大小为界定；
S3响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写，以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中，即满条带或者大约16K的数据由第一存储池发起ProxyWrite(代理写)写入第二存储池中，反之则写入第一存储池中；
S4响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置，在此种分层存储方式中，一个对象(或一个文件)的数据会存在三种存储方式，即全部存储在第一存储池中，部分数据在第一存储池中部分数据在第二存储池中，全部数据都在第二存储池中，但对象的元数据全部存储在第一存储池中；
S5响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读，以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中，当用户需要读取数据时，读请求会发送到第一存储池，如果部分数据在第一存储池中，一部分数据在第二存储池中，第一存储池会发起ProxyRead(代理读)，ProxyRead会向第二存储池发起读请求，读取剩余的数据，待ProxyRead完成并返回给第一存储池；
S6将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端，第一存储池会将两部分数据实现拼接，IO合并后返回给客户端，如果此次读取的数据全部在第一存储池中存储，数据直接在第一存储池中读取并返回给客户端，快速响应，如果数据全部不在Cache Pool时，第一存储池直接发起ProxyRead，然后将用户数据返回给客户端。
通过本发明的技术方案，能够使分布式分层存储可以发挥其性能及容量的优势，实现部分数据的分层存储，降低数据迁移过程占用的大量硬件资源，从而提升系统存储性能。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
统计第一存储池和第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到第一存储池中，将统计到的冷数据转存到第二存储池中。第一存储池会通过LRU等方式统计用户的热点数据，利用后台线程，将存储在第二存储池的热点数据上拉至第一存储池；将存储在第一存储池的冷数据下刷至第二存储池中。
在本发明的一个优选实施例中，阈值大小为IO尺寸为16K或者第二存储池的纠删条带的大小。可以根据实际情况自行设定适当的阈值大小。
在本发明的一个优选实施例中，第一存储池由Nvme盘组成，第二存储池由HDD盘组成。第一存储池要由存储介质为高速介质Nvme盘等组成，第二存储池要由存储介质为HDD盘等低速存储介质组成。
在本发明的一个优选实施例中，还包括：
响应于写入数据的IO大小全部超过阈值大小，将写入数据全部写入第一存储池中。如果写入的数据的IO大小全部未超过阈值大小，则将写入数据全部写入到第二存储池中，也就是说，超过阈值大小的数据写入第一存储池中，未超过阈值大小的数据写入第二存储池中。
通过本发明的技术方案，能够使分布式分层存储可以发挥其性能及容量的优势，实现部分数据的分层存储，降低数据迁移过程占用的大量硬件资源，从而提升系统存储性能。
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，上述的程序可存储于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。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，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CPU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CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种提升读写性能的设备，如图2所示，设备200包括：
创建模块，创建模块配置为在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；
第一判断模块，判断模块配置为响应于接收到向存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；
写入模块，写入模块配置为响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过阈值大小，第一存储池发起代理写，以将写入数据中的部分数据写入第二存储池中；
第二判断模块，第二判断模块配置为响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；
读取模块，读取模块配置为响应于待读取的数据存储在第一存储池和第二存储池中，第一存储池发起代理读，以将第二存储池中存储的待读取的数据读取到第一存储池中；
拼接模块，拼接模块配置为将第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。
在本发明的一个优选实施例中，还包括转存模块，转存模块配置为：
统计第一存储池和第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到第一存储池中，将统计到的冷数据转存到第二存储池中。
在本发明的一个优选实施例中，阈值大小为IO尺寸为16K或者第二存储池的纠删条带的大小。
在本发明的一个优选实施例中，第一存储池由Nvme盘组成，第二存储池由HDD盘组成。
在本发明的一个优选实施例中，还包括写模块，写模块配置为：
响应于写入数据的IO大小全部超过阈值大小，将写入数据全部写入第一存储池中。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实现的可能示例，并且仅为了清楚地理解本发明的原理而提出。可以在不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下对上述实施例进行许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求保护。

Claims (10)

1.一种提升读写性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；
响应于接收到向所述存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；
响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过所述阈值大小，所述第一存储池发起代理写，以将所述写入数据中的所述部分数据写入所述第二存储池中；
响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；
响应于所述待读取的数据存储在所述第一存储池和所述第二存储池中，所述第一存储池发起代理读，以将所述第二存储池中存储的待读取的数据读取到所述第一存储池中；
将所述第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
统计所述第一存储池和所述第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到所述第一存储池中，将统计到的冷数据转存到所述第二存储池中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值大小为IO尺寸为16K或者所述第二存储池的纠删条带的大小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一存储池由Nvme盘组成，所述第二存储池由HDD盘组成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于写入数据的IO大小全部超过所述阈值大小，将写入数据全部写入所述第一存储池中。
6.一种提升读写性能的设备，其特征在于，所述设备包括：
创建模块，所述创建模块配置为在存储集群中创建第一存储池和第二存储池；
第一判断模块，所述判断模块配置为响应于接收到向所述存储集群中写入数据的指令，判断写入数据的IO大小是否超过阈值大小；
写入模块，所述写入模块配置为响应于写入数据中的部分数据的IO大小未超过所述阈值大小，所述第一存储池发起代理写，以将所述写入数据中的所述部分数据写入所述第二存储池中；
第二判断模块，所述第二判断模块配置为响应于接收到读取数据的指令，判断待读取的数据存储的位置；
读取模块，所述读取模块配置为响应于所述待读取的数据存储在所述第一存储池和所述第二存储池中，所述第一存储池发起代理读，以将所述第二存储池中存储的待读取的数据读取到所述第一存储池中；
拼接模块，所述拼接模块配置为将所述第一存储池中的待读取的数据进行拼接后返回客户端。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括转存模块，所述转存模块配置为：
统计所述第一存储池和所述第二存储池中的热数据和冷数据；
将统计到的热数据转存到所述第一存储池中，将统计到的冷数据转存到所述第二存储池中。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述阈值大小为IO尺寸为16K或者所述第二存储池的纠删条带的大小。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一存储池由Nvme盘组成，所述第二存储池由HDD盘组成。
10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括写模块，所述写模块配置为：
响应于写入数据的IO大小全部超过所述阈值大小，将写入数据全部写入所述第一存储池中。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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