[發明專利]集群存儲系統中重傳超時計時器的優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201310269630.4
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103401665A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 霍道安;常藝偉;晏望龍
• 申請（專利權）人: 國家超級計算深圳中心(深圳云計算中心)
• 主分類號: H04L1/18
• 分類號: H04L1/18
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

技術領域

本發明涉及集群存儲技術領域，尤其涉及一種集群存儲系統中重傳超時計時器的優化方法及裝置。

背景技術

目前，數據中心采用高速低延時的以太網構建集群存儲系統，通過TCP/IP網絡傳輸對外提供數據存取服務。在數據中心的運營成本中，網絡帶寬成本是其中所占比重較大的成本支出。以高速以太網組織起來的存儲集群、分布式文件系統、元數據管理集群等在節點數目不斷增加的情況下，在用戶端觀測到的數據傳輸速率即網絡吞吐率會急劇下降，這種現象被稱為吞吐量塌陷行為（Incast）。

集群存儲系統中，數據塊會以分條的方式存放在多個不同的集群節點上，以保障數據存儲的高可用性和高可靠性。當用戶向集群存儲系統請求數據存取服務時，包含有當前請求數據塊的一個數據片段的多個存儲節點將同時響應當前請求，此時數據的傳輸是同步并行的，當多個數據流經過瓶頸鏈路的時候，會造成瞬態的爆發性丟包，也即發生了吞吐量塌陷行為。研究發現造成集群存儲系統的吞吐性能急劇下降的主要原因是TCP的重傳超時。

現有的集群存儲系統TCP傳輸協議使用的時鐘系統仍為低精度的時鐘系統，只支持毫秒量級的計時器調用，導致集群存儲系統TCP傳輸協議的重傳超時計時器（RTO_min）的值只能保持在毫秒量級。在瞬態爆發性丟包事件沒有通過TCP傳輸協議反饋機制檢測到的時候，TCP傳輸協議將根據超時計時器的值來決定何時開始重傳，TCP傳輸協議中缺省的超時計時器（RTO_min）的值一般為200毫秒（Linux2.6），構建于高速以太網之上的集群存儲系統的網絡往返時延（RTT）是微秒數量級的，因此一次重傳超時將使得網絡鏈路處于“空閑”的時間是往返時延的1000倍之多，不僅造成傳輸帶寬的浪費，也加劇了TCP的重傳超時對吞吐量塌陷行為的影響。

而現有的對超時計時器（RTO_min）的值的估算方法有的估算出的超時計時器（RTO_min）的值過低，導致大量的偽造重傳，有的估算出的超時計時器（RTO_min）的值過高，加劇了重傳超時對吞吐量塌陷行為的惡劣影響，不能找到一種方法來很好地平衡現有估算方法的不利影響，從而選取最優化的超時計時器（RTO_min）的估算值。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種集群存儲系統中重傳超時計時器的優化方法及裝置，旨在提高帶寬利用率且盡量避免偽造重傳。

為了達到上述目的，本發明提出一種集群存儲系統中重傳超時計時器的優化方法，包括：

為集群存儲系統配置預設精度的內核時鐘，并根據往返時延的采樣值獲取重傳超時計時器的估算值；

基于所述預設精度的內核時鐘應用重傳超時計時器的估算值，以調整所述集群存儲系統中重傳超時計時器的值。

優選地，所述預設精度的內核時鐘為精度至少在微秒量級的內核時鐘計時器。

優選地，所述根據往返時延的采樣值獲取重傳超時計時器的估算值的步驟包括：

當所述集群存儲系統的集群規模小于預設節點時，采樣獲取往返時延RTT的平滑采樣測量值SRTT及標準的往返時延RTT平滑采樣方差RTTVAR，并獲取重傳超時計時器RTO_min的估算值如下：

RTO_min=SRTT+4*RTTVAR。

優選地，所述根據往返時延的采樣值獲取重傳超時計時器的估算值的步驟還包括：

當所述集群存儲系統的集群規模大于或等于預設節點時，采樣獲取往返時延RTT的值，并根據丟包概率p獲取重傳超時計時器RTO_min的估算值如下：

(83*p)34*RTT.]]>

優選地，所述基于預設精度的內核時鐘應用重傳超時計時器的估算值的步驟具體為：

將重傳超時計時器的估算值定義為集群存儲系統傳輸協議中的重傳超時計時器的值，并通過所述預設精度的內核時鐘在集群存儲系統傳輸協議中應用定義的重傳超時計時器的估算值。