[發(fā)明專利]一種動態(tài)調(diào)整存儲設(shè)備Cache讀寫命令數(shù)的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410313524.6
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104090728A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石巖;陳繼芬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江宇視科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京博思佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11415
• 代理人: 林祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動態(tài)調(diào)整高速緩存Cache讀寫命令數(shù)的方法和裝置。

背景技術(shù)

RAID(Redundant?Array?of?Independent?Disks，獨立磁盤冗余陣列)已經(jīng)廣泛使用于數(shù)據(jù)讀寫的各個領(lǐng)域中。為了提高系統(tǒng)性能，RAID陣列通常會引入高速緩沖存儲器Cache。眾所周知，Cache是存儲系統(tǒng)為陣列分配的內(nèi)存空間。

一種存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其分為業(yè)務(wù)應(yīng)用層、Cache層、RAID控制層和物理磁盤層。其中Cache層是由系統(tǒng)內(nèi)存中分割出一部分作為RAID陣列的緩存，若是讀緩存，通常應(yīng)用預(yù)讀功能提供系統(tǒng)讀性能；若是寫緩存，系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層將數(shù)據(jù)塊寫入Cache層后，Cache會根據(jù)一定的策略將數(shù)據(jù)塊刷寫至RAID陣列的磁盤中，如果刷寫RAID成功，寫入數(shù)據(jù)塊的寫緩存空間將被回收；如果寫RAID不成功，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)會保留在寫Cache中。因此，該類存儲系統(tǒng)通常提供UPS(Uninterruptible?Power?Supply，不間斷電源)以保證系統(tǒng)異常掉電時寫緩存中的數(shù)據(jù)不丟失。

通過讀Cache到達RAID層的讀命令可能為業(yè)務(wù)應(yīng)用層產(chǎn)生的讀IO，可能為SCSI中間層產(chǎn)生的讀IO，可能為邏輯卷LV產(chǎn)生的讀IO，也可能為Cache層產(chǎn)生的預(yù)取讀IO。這些讀IO都會放到一個Cache的發(fā)送隊列中，Cache發(fā)送線程按FIFO(先進先出)順序下發(fā)讀IO，并控制下發(fā)的讀IO個數(shù)為當(dāng)前RAID的配置值Rn。另，讀寫IO總個數(shù)不超過一個RAID支持的最大命令個數(shù)Up_n。

通過寫Cache到達RAID的寫命令可能為從Cache的下刷的寫IO等。這些寫IO會放到一個Cache發(fā)送隊列中，Cache發(fā)送線程按FIFO順序下發(fā)寫IO，并控制下發(fā)的寫IO個數(shù)不超過當(dāng)前RAID的配置值Wn。另外，讀寫IO總個數(shù)不超過一個RAID支持的最大命令個數(shù)Up_n。

當(dāng)前RAID陣列的寫Cache和讀Cache中的讀、寫命令下發(fā)個數(shù)都是固定配置的。隨機寫情況下，當(dāng)前RAID配置的寫IO下發(fā)個數(shù)增大會提高寫性能，但又可能影響讀IO下發(fā)的及時性，從而影響讀性能。

所以需要根據(jù)業(yè)務(wù)情況進行RAID陣列的寫Cache和讀Cache中的讀、寫命令下發(fā)個數(shù)的變動。現(xiàn)有技術(shù)只能人為根據(jù)業(yè)務(wù)情況進行手動更改，這就很不方便，不能自動得適應(yīng)隨機讀寫、順序讀寫、偽隨機讀寫等各種應(yīng)用模型。如果固定配置好的讀寫命令數(shù)不能很好的適應(yīng)當(dāng)前的應(yīng)用模型，則將導(dǎo)致系統(tǒng)性能不能發(fā)揮到最好。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種動態(tài)調(diào)整高速緩存Cache讀寫命令數(shù)的方法和裝置。該方法和裝置應(yīng)用于存儲設(shè)備。

該動態(tài)調(diào)整高速緩存Cache讀寫命令數(shù)的方法方法包括：統(tǒng)計周期時間T內(nèi)通過寫Cache下發(fā)的隨機寫命令數(shù)R_num和總寫命令數(shù)T_num；并且統(tǒng)計周期時間T內(nèi)RAID接收到的讀命令數(shù)Raid_r和寫命令數(shù)Raid_w；根據(jù)所述R_num、T_num得出的隨機寫的壓力，根據(jù)Raid_r、Raid_w得出的RAID層實際的讀寫壓力，以及通過Cache下發(fā)的命令總數(shù)上限值Up_n動態(tài)調(diào)整Cache層下發(fā)到RAID層的寫命令數(shù)Wn和讀命令數(shù)Rn。

優(yōu)選地，所述動態(tài)調(diào)整Cache層下發(fā)到RAID層的寫命令數(shù)Wn具體為：

根據(jù)下述公式計算Wn：

Wn＝Up_n*(R_num/T_num)*(Raid_w/(Raid_r+Raid_w))，

根據(jù)計算結(jié)果進行Wn的調(diào)整；

所述動態(tài)調(diào)整Cache層下發(fā)到RAID層的Rn具體為：

根據(jù)下述公式計算Rn：Rn＝Wn*Raid_r/(Raid_r+Raid_w)，

根據(jù)該計算結(jié)果進行Rn的調(diào)整。

優(yōu)選地，當(dāng)Raid_w為0時，Wn不進行調(diào)整，保持當(dāng)前值不變；當(dāng)Raid_r為0時，Rn不進行調(diào)整，保持當(dāng)前值不變。

基于同樣的構(gòu)思，該動態(tài)調(diào)整高速緩存Cache讀寫命令數(shù)的方法還可以按如下方式設(shè)計：該方法包括：統(tǒng)計周期時間T內(nèi)通過讀Cache下發(fā)的隨機讀命令數(shù)RR_num和總讀命令數(shù)RT_num；并且統(tǒng)計周期時間T內(nèi)RAID接收到的讀命令數(shù)Raid_r和寫命令數(shù)Raid_w；根據(jù)所述RR_num、RT_num得出的隨機讀的壓力，根據(jù)Raid_r、Raid_w得出的Raid層實際的讀寫壓力，以及通過Cache下發(fā)的命令總數(shù)上限值Up_n動態(tài)調(diào)整Cache層下發(fā)到RAID層的寫命令數(shù)Wn和讀命令數(shù)Rn。