JP2015525397A - リソースプーリングを利用した、要求ベースによるストレージの分散型クオリティ・オブ・サービス管理 - Google Patents
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Abstract
Description
容易に理解されるように、本明細書で一般的に説明され、添付の図面に示される実施形態の構成要素は、様々な異なる構成に配置、構成することができる。それゆえ、図面に示されているような各種の実施形態に関する以下のより詳しい説明は、本願の範囲を限定しようとするものではなく、各種の実施形態を代表しているにすぎない。実施形態の様々な態様が図面に示されているが、図面は、特にことわりがないかぎり、必ずしも正確な縮尺で描かれているわけではない。
demandOIO=avgLatency×avgIops (方程式1)
これらの数値は次に、ネットワークコンピュータシステム100内の各ホストコンピュータがこれらのVM要求値を未処理のIO(OIO:outstanding IO)として得ることができるように、利用可能な状態とされる。ある実施形態において、これらの値はストレージアレイ106に保存された共有ファイルの中で更新される。それゆえ、ネットワークコンピュータシステム内の各ホストコンピュータは共有ファイルにアクセスして、ネットワークコンピュータシステム内の他のホストコンピュータのdemandOIOを呼び出すことができる。他の実施形態において、これらの値はネットワークコンピュータシステム内の他のホストコンピュータにブロードキャストされてもよく、それによって各ホストコンピュータが他のすべてのホストコンピュータからのこれらの値を把握できる。
demandIops=demandOIO/Lc (方程式2)
輻輳閾値は、ストレージデバイスが動作する最大レイテンシである。リソース要求更新構成要素は、ストレージキューデプス(storage queue depth)、すなわちリクエストキュー112のデプス(図1に示される)を制御して、レイテンシをLcに近い状態に保ち、それによってストレージアレイ106は効率的に利用される。これは、局所的なレイテンシの変化に基づくVMの要求の過大評価を回避するのに役立つ。例えば、輻輳閾値は一般に、30ミリ秒に設定できる。SSD追加LUN(SSD-backed LUN)の場合、Lcはこれより低い値、例えば5〜10ミリ秒に設定できる。
次にホストコンピュータについての要求を合算するように、VMのdemandIopsの値を加算してから、ホストコンピュータ104Aで境界チェックを適用し、合算値がそのホストコンピュータに関する予約と制限の設定により表される下限と上限の中に確実に含まれるようにする。
arrayIOPS=Q(1+l)/Lc (方程式5)
キューデプスのIOPSへの変換は、配分構成要素508によって行われる配分動作の中で使用されるリソースプール設定が、後述のように、より透明性の低いOIOの値ではなく、ユーザにとってなじみのあるIOPSで示されるために行われる。
(1)予約されたRPキャパシティ(R)、
(2)RP制限(L)、
(3)アレイIOPS(I)、
(4)合計RPシェア(S)。
R−配分動作、L−配分動作、およびS−配分動作後に得られるVMのR、L、Sの値は、次のモニタリング時間間隔中のVMの動的なR、L、S設定として使用される。I−配分の中でVMごとに得られるIの値は、そのVMのエンタイトルメント(entitlement)として知られる。R−配分動作、L−配分動作、およびI−配分動作中、ノードがR、L、およびIの値のシェアを受ける限度は、一時的にそれらの合算要求が上限とされ、これによってリソースを現時点でより要求の高いVMに向けることができる。
データ:C:配分すべきキャパシティ
子ci、1≦i≦n、パラメータri、li、si
結果:ai:子ciについて計算された割り振り
可変数:
index[i]:viがrkまたはlkのいずれかの場合、kと等しい
type[i];viが制限(予約)である場合、L(R)と等しい
集合:RB={1,...n},LB={},PS={}
/*PSの要素の割り振りをvkまで増やせるか?*/
(PSwt*vk+LBcap+RBcap>C)であれば、
|_break
/*type[k]がPS内のある子の制限であれば、その子をPS集合からLB集合に移行させる*/
(type{k}=L)であれば、
LB=LB∪{index[k]}
LBcap=LBcap+lindex[k]
PS=PS−{index[k]}
PSwt=PSwt+windex[k]
上記以外であれば、
/*type[k]=R:子をRBからPSに移行*/
PS=PS∪{index[k]}
PSwt=PSwt+windex[k]
RB=RB−{index[k]}
RBcap=RBcap+rindex[k]
i∈RBであれば、ai=ri;/*割り振りは予約と等しい*/
i∈LBであれば、ai=li;/*割り振りは制限と等しい*/
/*PS要素はキャパシティの残りをシェアの比率で得る*/
i∈PSであれば、ai=(wi/Σj∈PSwj)×(C−LBcap−RBcap):
上記のアルゴリズムはn個のVM分のランタイムO(n*log n)を持ち、時間により分けられて、分別されたシーケンスVが作られる。工程の終わりに、いくつかの子供はその制限で上限が定められ(LB集合)、またいくつかはその予約以上には割り振りを受けておらず(RB集合)、残りはそのシェアに比例する割り振りを受けている(PS集合)。
Claims (30)
- 共通リソースにアクセスするためにホストコンピュータ上で動作中のクライアントのためのクオリティ・オブ・サービス(QoS)を提供する方法であって、
前記共通リソースの現在のキャパシティを、前記クライアントが前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの全体的な平均に基づいて計算すること、
前記共通リソースに関する各クライアントのエンタイトルメントを、計算された現在のキャパシティと前記共通リソースに対する前記クライアントの要求に基づいて計算すること、
前記共通リソースの計算された現在のキャパシティの一部を特定のホストコンピュータに、前記特定のホストコンピュータ上で動作中の各クライアントの計算されたエンタイトルメントを使って割り当てること、
計算された現在のキャパシティの一部を、前記特定のホストコンピュータ上で動作中のクライアント間で割り振ることを備える、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記各クライアントの前記エンタイトルメントを計算することは、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記クライアントの各々の少なくとも1つのQoSパラメータセットに基づいて分配することを含む、方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを分配することは、
あるクライアントに分配される前記計算された現在のキャパシティの量を前記クライアントの前記計算されたエンタイトルメントに一時的に限定することを含む、方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記共通リソースの計算された現在のキャパシティを分配することは、
前記共通リソースの計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記クライアントに割り当てられたシェアに基づいて分配することを含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記共通リソースの全体的な予約値を前記クライアント間で分配して、前記クライアントの動的な予約値を得ることをさらに備え、
前記クライアントの動的な予約値を得ることは、あるクライアントに分配される前記計算された現在のキャパシティの量を前記クライアントの前記計算されたエンタイトルメントに一時的に限定することを含み、
前記クライアントの前記動的な予約値が、前記計算された現在のキャパシティの部分を前記特定のホストコンピュータ上で動作中の前記クライアント間で割り振るために使用される、方法。 - 請求項5に記載の方法であって、
前記共通リソースの前記全体的な予約値を前記クライアント間で分配することは、
前記全体的な予約値を親子ノードの階層構造を通じて、前記階層構造のルートノードの前記全体的な予約値が前記階層構造のより下位のノードへとレベルごとの工程で分配されるように分配することを含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
特定のホストコンピュータ上で動作中の各クライアントの前記要求を、前記特定のホストコンピュータから前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの局所的な平均と、前記クライアントから前記共通リソースにアクセスするリクエストに応答する入力または出力の平均回数を使って計算することをさらに備える方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記計算された要求を、前記ホストコンピュータの各々によってアクセス可能な共有ファイルに保存すること、または前記計算された要求を、前記特定のホストコンピュータと接続された他のホストコンピュータに転送することをさらに備える方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティの一部を前記特定のホストコンピュータに割り当てることは、
前記特定のホストコンピュータのホストキューのデプスを調整することを含み、
前記ホストキューが、前記特定のホストコンピュータ上で動作中の前記クライアントからの前記共通リソースに対する未処理のリクエストを保存するために使用される、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記共通リソースの前記現在のキャパシティを計算することは、
前記共通リソースの前記現在のキャパシティを、前記レイテンシの全体的な平均、平滑化パラメータ、およびリソース輻輳閾値を使って計算することを含む、方法。 - システムであって、
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに動作的に接続された複数のクライアントと、
共通リソースにアクセスするための前記クライアントからのリクエストを保存するホストキューを備えるリソースインタフェースと、
前記少なくとも1つのプロセッサに動作的に接続されたリソースプールモジュールであって、
前記クライアントが前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの全体的な平均に基づいて前記共通リソースの現在のキャパシティを計算するように構成された第一の構成要素と、
前記共通リソースに関する各クライアントのエンタイトルメントを、計算された現在のキャパシティと前記共通リソースに対する前記クライアントの要求に基づいて計算するように構成された第二の構成要素と、
前記共通リソースの計算された現在のキャパシティの一部をホストコンピュータに、各クライアントの前記計算されたエンタイトルメントを使って割り当てるように構成された第三の構成要素と
を含む前記リソースプールモジュールと、
前記リソースプールモジュールに動作的に接続されたスケジューラであって、計算された現在のキャパシティの一部を、前記ホストコンピュータ上で動作中の前記少なくとも1つのクライアント間で割り振るように構成されているスケジューラと
を備える、システム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記共通リソースの計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記共通リソースに対する各クライアントの前記エンタイトルメントを計算するための前記クライアントの各々の少なくとも1つのQoSパラメータセットに基づいて分配するように構成されている、システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、クライアントに分配される計算された現在のキャパシティの量を、前記共通リソースに対する各クライアントの前記エンタイトルメントを計算するための前記クライアントの計算されたエンタイトルメントに一時的に限定するように構成されている、システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記共通リソースの計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記クライアントに割り当てられたシェアに基づいて分配するように構成されている、システム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記共通リソースの全体的な予約値を前記クライアント間で分配し、前記クライアントの動的な予約値を求めるように構成され、
前記リソースプールモジュールが、あるクライアントに分配される前記計算された現在のキャパシティの量を、前記クライアントの前記計算されたエンタイトルメントに一時的に限定するようにさらに構成され、
前記クライアントの前記動的な予約値が、計算された現在のキャパシティの一部を前記クライアント間で割り振るために使用される、システム。 - 請求項15に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記全体的な予約値を親子ノードの階層構造を通じて、前記階層構造のルートノードの前記全体的な予約値が前記階層構造の下位のノードへとレベルごとの工程で分配されるように分配するように構成される、システム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、各クライアントの前記要求を、前記ホストコンピュータから前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの局所的な平均と、前記クライアントからの前記共通リソースにアクセスするリクエストに応答した入力または出力の平均回数を使って計算するように構成されている、システム。 - 請求項17に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、計算された要求を、前記他のホストコンピュータによってアクセス可能な共有ファイルの中に保存するようにさらに構成されているか、または前記計算された要求を前記ホストコンピュータに接続された他のホストコンピュータに転送するように構成されている、システム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記ホストコンピュータのホストキューのデプスを、前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティの前記一部を前記ホストコンピュータに割り当てるために調節するように構成され、
前記ホストキューが、前記クライアントからの前記共通リソースに対する未処理のリクエストを保存するために使用される、システム。 - 請求項11に記載のシステムであって、
前記リソースプールモジュールが、前記共通リソースの前記現在のキャパシティを、前記レイテンシの全体的な平均、平滑化パラメータ、およびリソース輻輳閾値を使って計算するように構成されている、システム。 - 共通リソースにアクセスするためにホストコンピュータにおけるクライアントのためのクオリティ・オブ・サービスを提供するプログラム命令を含むコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記ホストコンピュータの1つまたは複数のプロセッサにより前記プログラム命令が実行されると、前記1つまたは複数のプロセッサが前記1つまたは複数のプロセッサに、
前記共通リソースの現在のキャパシティを、前記クライアントが前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの全体的な平均に基づいて計算すること、
前記共通リソースに関する各クライアントのエンタイトルメントを、前記計算された現在のキャパシティと前記共通リソースに対する前記クライアントの要求に基づいて計算すること、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティの一部を特定のホストコンピュータに、前記特定のホストコンピュータ上で動作中の各クライアントの前記計算されたエンタイトルメントを使って割り当てること、
前記計算された現在のキャパシティの前記一部を、前記特定のホストコンピュータ上で動作中のクライアント間で割り振ること
を含むステップを実行させるコンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
各クライアントの前記エンタイトルメントを計算することは、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記クライアントの各々の少なくとも1つのQoSパラメータセットに基づいて分配することを含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項22に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを分配することは、
あるクライアントに分配される前記計算された現在のキャパシティの量を前記クライアントの前記計算されたエンタイトルメントに一時的に限定することを含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項22に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを分配することは、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティを前記クライアント間で、前記クライアントに割り当てられたシェアに基づいて分配することを含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記ステップが、
前記共通リソースの全体的な予約値を前記クライアント間で分配して、前記クライアントの動的な予約値を得ることをさらに含み、
前記クライアントの動的な予約値を得ることは、
あるクライアントに分配される前記計算された現在のキャパシティの量を前記クライアントの前記計算されたエンタイトルメントに一時的に限定することを含み、
前記クライアントの前記動的な予約値が、前記計算された現在のキャパシティの部分を前記特定のホストコンピュータ上で動作中のクライアント間で割り振ることのために使用される、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項25に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記共通リソースの前記全体的な予約値を前記クライアント間で分配することは、前記全体的な予約値を親子ノードの階層構造を通じて、前記階層構造のルートノードの前記全体的な予約値が前記階層構造のより下位のノードへとレベルごとの工程で分配されるように分配することを含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記ステップが、
特定のホストコンピュータ上で動作中の各クライアントの前記要求を、前記特定のホストコンピュータから前記共通リソースにアクセスする際のレイテンシの局所的な平均と、前記クライアントから前記共通リソースにアクセスするリクエストに応答する入力または出力の平均回数を使って計算することをさらに含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記ステップが、
前記ホストコンピュータの各々によってアクセス可能な共有ファイル内の前記計算された要求を記憶することをさらに含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記共通リソースの前記計算された現在のキャパシティの一部を前記特定のホストコンピュータに割り当てることは、
前記特定のホストコンピュータのホストキューのデプスを調整することを含み、
前記ホストキューが、前記特定のホストコンピュータ上で動作中の前記クライアントからの前記共通リソースに対する未処理のリクエストを保存するために使用される、コンピュータ可読ストレージ媒体。 - 請求項21に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、
前記共通リソースの前記現在のキャパシティを計算することは、
前記共通リソースの前記現在のキャパシティを、前記レイテンシの全体的な平均、平滑化パラメータ、およびリソース輻輳閾値を使って計算することを含む、コンピュータ可読ストレージ媒体。
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