[發明專利]用于降低能量消耗并優化工作負荷和性能的方法與系統

有效

• 申請號: 201110222037.5
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102455776A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: W·A·貝爾洛米尼;J·S·格萊德;J·G·德爾加多;H·普查
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F12/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鄒姍姍

技術領域

本發明的實施例涉及數據存儲領域，尤其涉及在采用區等級(extent-level)動態分層的多分層(tier)存儲系統中降低能量消耗并優化工作負荷和性能。

背景技術

在現代數據中心中，由于數據增長和新技術開發，能量消耗持續增加。能量對于計算技術的操作來說是昂貴品。當設計信息技術(IT)基礎設施時，能量管理對企業來說是一個重要的考慮。隨著企業存儲的數據量急劇增加，數據存儲消耗數據中心的能量消耗中越來越多的百分比。在典型的數據中心中，數據存儲占數據中心總能量消耗的大約40％。

存儲分層是一種類型的存儲體系結構，它將不同類別的數據分配到不同類型的存儲介質。存儲分層的目的在于降低IT基礎設施的存儲成本，同時滿足性能需求。分層的類別主要是基于性能需求、使用頻率和所需的保護等級。例如，具有提供容錯和可靠性的昂貴高質量介質(例如，RAID6、SSD)的第一存儲分層可以用于任務關鍵數據。具有較便宜和更傳統存儲介質(例如，SATA)的第二存儲分層可以用于不頻繁訪問的非任務關鍵數據。具有高性能存儲設備(例如，光纖通道)的第三存儲分層可以用于頻繁訪問的數據。具有光學存儲設備(例如，帶式存儲設備)的第四存儲分層可以用于從另一存儲分層備份數據。相應地，存儲分層調整數據價值、重要性和性能需求與數據所在的實際存儲設備的可靠性和性能一致。

存儲工作負荷優化是指最大化對可用數據存儲資源的利用率，以降低運行成本和復雜性，同時滿足數據的性能需求(例如，適合I/O請求)。性能優化是指在資源約束下滿足數據性能需求和/或實現最佳可能的數據性能。通過以有效的方式來平衡可用存儲設備，工作負荷和性能優化最大化存儲設備和盤的利用率，同時滿足數據的性能需求。存儲設備和盤利用率直接關聯到存儲設備的運行代價(例如，能量)。例如，在任何給定的時間點，存儲系統中的所有存儲設備都可能沒有被利用到接近其容量，來滿足數據的所需性能。相應地，存儲工作負荷和性能優化最大化存儲系統的共享資源，同時滿足數據的所需性能。

發明內容

本發明的實施例涉及在采用區等級動態分層的多分層存儲系統中降低能量消耗并優化工作負荷和性能。本發明的一方面包括一種用于在采用區等級動態分層的多分層存儲系統中降低能量消耗并優化工作負荷和性能的方法。示例性的方法包括接收存儲在存儲系統中的存儲區(storage?extent)的數據訪問信息和存儲系統中的存儲設備的利用率信息。該存儲系統包括多個存儲分層，而且所述多個存儲分層中的每一個分層都是由多個存儲設備構成的。該示例性的方法還包括估計所述多個存儲分層中每一個分層滿足存儲區的性能和容量需求所需的存儲資源。對存儲資源的估計是基于數據訪問信息。

該示例形的方法還包括，對于滿足存儲區的性能和容量需求，確定哪一個存儲分層將導致存儲系統的最低功耗。這一個存儲分層是通過根據所估計的存儲資源來計算多個存儲分層每一個分層中將由存儲區消耗的功率量確定的。該示例性的方法還包括確定在所述一個存儲分層中(的多個存儲設備中)的具有將滿足存儲區的性能和容量需求的可用存儲資源的至少一個存儲設備。對所述至少一個存儲設備的確定是基于數據訪問信息和利用率信息。該示例性的方法還包括將存儲區分配到所述一個存儲分層，并分配到(所述至少一個存儲設備中的)具有最少可用存儲容量的一個存儲設備。

本發明的另一方面包括用于在采用區等級動態分層的多分層存儲系統中降低能量消耗并優化工作負荷和性能的計算機程序產品。示例性的計算機程序產品包括具有計算機可讀存儲介質的計算機程序產品，其中該計算機可讀存儲介質中包含有計算機可讀程序代碼。該示例性的計算機可讀程序代碼包括，配置成接收存儲在存儲系統中的存儲區的數據訪問信息和存儲系統中的存儲設備的利用率信息的計算機可讀程序代碼。該存儲系統包括多個存儲分層，而且所述多個存儲分層中的每一個分層都是由多個存儲設備構成的。該示例性的計算機可讀程序代碼還包括配置成估計每個存儲分層滿足存儲區的性能和容量需求所需的存儲資源。對存儲資源的估計是基于數據訪問信息。