[發明專利]高性能無鎖可縮放目標的系統和方法

有效

• 申請號: 201710236677.9
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107391270B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: V.B.P.戈拉普迪;V.賈庫拉
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邵亞麗

用于訪問存儲于數據存儲系統的目標中的數據的方法包含：在第一組CPU上運行多個傳輸線程，其中多個傳輸線程中的每個包括命令接收機通路和命令發送機通路；在第二組CPU上運行多個數據通路線程，其中多個數據通路線程中的每個包括命令發出通路和命令完成通路；利用傳輸線程的命令接收通路將I/O命令登記到I/O命令發出隊列，并且利用數據通路線程的命令發出通路處理I/O命令；以及利用數據通路線程的命令完成通路，將I/O完成通知登記到I/O完成隊列，并且利用傳輸線程的命令發送機通路，處理I/O完成通知。

相關專利申請的交叉引用

本申請要求2016年4月13日提交的美國臨時專利申請No.62/322,035的優先權的權益，在此通過引用整體并入該專利申請的公開內容。

技術領域

本公開一般地涉及數據存儲系統,更具體地說，涉及提供高性能無鎖可縮放(scalable)目標的系統和方法。

背景技術

在典型的存儲區域網絡(SAN)中，通過光纖連接或者交換網絡，目標使永久數據存儲空間(例如，邏輯單元號(LUN)、命名空間)受一個或者多個啟動程序(initiator)的作用。啟動程序指啟動會話接口(例如，小型計算機系統接口(SCSI)會話)并且發送命令(例如，SCSI命令)的端點。目標指等待啟動程序的工作請求并且執行輸入/輸出(I/O)操作的端點。在通用計算機體系結構的語境下，可以將啟動程序稱為客戶，并且可以將目標稱為服務器。單個目標可以服務多個啟動程序并且為啟動程序提供一個或者多個LUN。

目標可以通過雙方同意的SAN協議與一個或者多個啟動程序通信。SAN協議的例子包含并不局限于：光纖通道協議(FCP)、并行SCSI(pSCSI)、以太網小型計算機系統接口(iSCSI)、HyperSCSI、光纖通道、高級技術附件(ATA)、串行ATA(SATA)、通過以太網的ATA(AoE)、InfiniBand以及通過光纖的Non-Volatile Memory Express(NVMe)。SAN協議允許啟動程序將I/O命令發送至目標。數據中心的數據存儲裝置可以包含以物理方法和/或邏輯方法分布于存儲區域網絡上的多個目標。SAN協議將數據存儲裝置合并為目標陣列，同時將數據存儲裝置看起來是本地連接的錯覺(illusion)提供給主機。

通常，通過多個連接，存儲目標可以使后端LUN受多個啟動程序的作用。每個啟動程序可以打開與目標的一個或者多個連接并且訪問目標中的一個或者多個LUN。從輸入/輸出(I/0)的觀點出發，特別是當多個會話(session)并行地訪問多個LUN時，數據通路中建立的多個同步點能夠影響I/O性能。

可以使前端I/O堆棧中的數據通路分裂為傳輸協議層和SCSI核心層。傳輸協議層中的處理是基于每個連接的，而SCSI核心層中的處理是基于每個LUN的。傳輸協議層中的處理包含通過特定連接發出I/O命令，并且通過該特定連接完成所述I/O命令。核心層中的LUN處理包含對特定LUN發出I/O命令，并且完成對特定LUN發出的I/O命令。如果在傳輸協議層的線程上下文中執行整個I/O通路，則可以在LUN級和在連接級建立各種同步點，因此，影響整個I/O性能。這是因為，傳輸協議層處的I/O上下文是特定于連接的，而SCSI核心層中的I/O上下文是特定于LUN的。

發明內容