[發明專利]一種避免高并發下數據讀寫瓶頸的方法

有效

• 申請號: 201110293721.2
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103036914A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陳杰
• 申請（專利權）人: 北京飛杰信息技術有限公司;北京華勝天成科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭小粵

技術領域

本發明涉及數據傳輸及存儲領域，特別是涉及以iSCSI硬盤為基礎構建的全iSCSI協議企業級存儲系統在多應用服務器訪問模式下避免出現高并發數據讀寫瓶頸的方法。

背景技術

SAN(storage?area?network)是計算機信息處理技術中的一種架構，它將應用服務器和遠程的計算機存儲設備(如硬盤陣列、磁帶庫)連接起來。通過協議轉換程序和網絡驅動程序的作用，使應用服務器將這些網絡存儲設備認同為本地存儲設備一樣。IPSAN則是應用IP技術的SAN網絡，傳輸介質為IP網(采用IP協議的所有計算機相互連接而成的網絡，即使用IP協議的互連網絡)，其典型應用就是iSCSI存儲訪問協議。在由單塊iSCSI硬盤(由一塊硬盤與一個iSCSI目標端控制芯片組成)節點通過交換機和IPSAN控制服務器構成的企業級存儲系統中(如圖1所示)，IPSAN控制服務器對硬盤陣列進行虛擬化管理，并在存儲的虛擬化的基礎上將虛擬的存儲空間劃分成多個邏輯卷(邏輯卷是由邏輯磁盤形成的虛擬盤，也可稱為磁盤分區)，分配給多個應用服務器使用。由于虛擬化管理的存在，同一個物理硬盤的存儲資源會分配給多個應用服務器使用。多個應用服務器在對各自分配的邏輯卷進行高并發讀寫操作時，會造成對某個物理硬盤的集中訪問。由于硬盤的內部傳輸速率只有約100MB/s左右，因此在高并發讀寫情況下，如果不采取措施加以解決，會因為某個被集中訪問物理硬盤的讀寫瓶頸，而對整個存儲系統的性能造成嚴重影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種企業級存儲系統的數據傳輸方法，解決分布式全iSCSI協議構建的企業級存儲系統中，多個應用服務器在對各自分配的邏輯卷進行高并發讀寫操作時，由于對某個物理硬盤的集中訪問，從而導致整個存儲系統性能嚴重下降的問題。

本發明通過以下技術方案實現上述目的：

一種避免高并發下數據寫瓶頸的方法，包括以下步驟：

WS1、應用服務器發出寫請求，并將所述應用服務器所對應的邏輯卷LBA值傳遞給IPSAN控制服務器；

WS2、IPSAN控制服務器按照細條帶化原則為所述寫請求分配系統內硬盤的IP集合；

WS3、IPSAN控制服務器選擇未達到滿占用帶寬的硬盤IP集合；

WS4、IPSAN控制服務器使所述邏輯卷LBA與所述未達到滿占用帶寬硬盤IP集合內的尚未占用的物理LBA地址相映射；

WS5、應用服務器根據映射后的硬盤IP和物理LBA地址進行寫操作；

WS6、應用服務器在完成寫過程后，通知IPSAN控制服務器。

所述避免高并發下數據寫瓶頸的方法，還可以通過以下技術方案進一步完善：

所述步驟WS3，進一步包括以下步驟：

WS3-a、IPSAN控制服務器分別判斷系統內所有硬盤構成的IP集合內的每個硬盤的當前讀/寫任務帶寬占用是否超過硬盤傳輸極限；

WS3-b、將超過傳輸極限的硬盤的IP從所述所有硬盤IP集合中刪除，使其成為未達到滿占用帶寬的硬盤IP集合。

在所述步驟WS4之后，進一步包括以下步驟：

WS4-2、IPSAN控制服務器將邏輯卷LBA與物理硬盤LBA之間的映射關系記錄在映射表中；

WS4-3、IPSAN控制服務器更新讀/寫任務負荷表，增大參與所述寫操作的每個硬盤的負荷記錄。

在所述步驟WS6之后，進一步包括步驟WS6-2：IPSAN控制服務器更新讀/寫任務負荷表，減小參與所述寫操作的每個硬盤的負荷記錄。

一種避免高并發下數據讀瓶頸的方法，包括如下步驟：

RS1、應用服務器發出讀請求，IPSAN控制服務器查找與被讀取數據的邏輯LBA相映射的被讀取數據的物理LBA集合及其鏡像數據的物理LBA集合；

RS2、IPSAN控制服務器選擇物理LBA集合，并傳遞給應用服務器；

RS3、應用服務器根據步驟RS2所選擇的物理LBA集合，進行讀操作；

RS4、應用服務器在完成讀過程后，通知IPSAN控制服務器。

所述避免高并發下數據讀瓶頸的方法，還可以通過以下技術方案進一步完善：

在所述步驟RS1中，IPSAN控制服務器根據邏輯卷LBA與硬盤的物理LBA映射關系的映射表，查找與所述邏輯LBA相映射的所述被讀取數據的物理LBA集合及其鏡像數據的物理LBA集合。

所述步驟RS2進一步包括以下步驟：