[發明專利]提供零爭用并行數據堆棧的系統和方法

有效

• 申請號: 201710237195.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107402823B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: V.K.賈庫拉;V.B.P.戈拉普迪
• 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

根據一個實施例，一種方法包含：對應用的控制通路線程分配目標端口，以訪問存儲于數據存儲系統的存儲裝置中的數據；創建對應于目標端口的存儲裝置通路；運行數據通路線程，以訪問存儲于存儲裝置中的數據；以及運行控制通路線程，以處理管理工作請求，從而對包含目標端口、存儲裝置通路和存儲裝置的對象之一進行操作。配置控制通路線程，以將管理工作請求異步地發送到數據通路線程。配置數據通路線程，以完成管理工作請求并且將管理工作請求完成響應異步地發送到控制通路線程。

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.62/322,127的權益和優先權，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，涉及用于提供在數據通路線程中消除爭用的并行數據堆棧的系統和方法。

背景技術

數據存儲系統對不同客戶提供持久數據(persistent data)存儲空間池。在小型計算機系統接口(SCSI)的語境中，發送輸入/輸出(I/O)請求的客戶被稱為啟動程序(initiator)，而存儲數據的數據存儲裝置被稱為目標。啟動程序和目標不僅可以應用于傳統的并行SCSI，而且可以應用于光纖通道協議(FCP)、因特網SCSI(iSCSI)、HyperSCSI、高級技術附件(ATA)、串行ATA(SATA)、通過以太網的ATA(AoE)、InfiniBand以及其他任何存儲網絡協議。

目標能夠向一個或多個啟動程序盡可能多地提供I/O請求。處理從啟動程序到目標的I/O流的數據存儲系統的一組軟件模塊被稱為I/O堆棧。I/O堆棧能夠包含兩個主要部件：數據通路，該數據通路向數據對象提供I/O處理以及從數據對象提供I/O處理；以及控制通路，該控制通路管理數據通路中的I/O處理所需的數據對象。控制通路管理的示例包含但并不局限于附加、刪除和修改數據對象。

在數據存儲系統的I/O堆棧中，控制通路中的控制操作能夠修改數據通路使用的數據對象的狀態或者內容。這可能導致爭用并且引入同步原語，這樣可能降低I/O性能并且影響數據存儲系統的可縮放性(scalability)。通常，控制通路與數據通路之間的同步原語用于確保數據通路中正使用的數據對象不被控制通路修改。同步原語的使用要求執行I/O工作負荷的數據通路進程必須獲取同步原語，因此，增加了對I/O處理的開銷并且增加了爭用的可能性。對數據對象本身并且還對數據對象的全局表(global list)要求同步原語。隨著同步原語的范圍的增大，運行于數據通路中的不同數據通路線程之間的爭用的可能性也增大。

控制通路與數據通路之間的交互包含附加、刪除和修改數據存儲系統中的對象。數據通路通常比控制通路快。控制通路通常與數據通路必須訪問的相同數據對象交互。因此，控制通路和數據通路可能對相同數據對象爭用。控制通路和數據通路對數據對象的訪問通常由同步機制保護。然而，同步機制可以增加延遲，包含爭用和較長代碼通路，導致性能和并行性降低。

在傳統的存儲目標實現中，諸如邏輯單元號(LUN)、連接和訪問控制表(ACL)的數據對象由控制通路管理。控制通路的數據對象管理包含增加新對象、刪除或者修改現有數據對象。通常利用諸如表、樹或者陣列的數據結構維護這些數據對象。盡管這些存儲管理對象由控制通路擁有和管理，但是數據通路仍必須引用這些對象。在這種情況下，控制通路和數據通路必須通過獲取必需鎖定來互相同步。

發明內容

根據一個實施例，一種方法包含：對應用的控制通路線程分配目標端口，以訪問存儲于數據存儲系統的存儲裝置中的數據；創建對應于目標端口的存儲裝置通路；運行數據通路線程，以訪問存儲于存儲裝置中的數據；以及運行控制通路線程，以處理管理工作請求，從而對包含目標端口、存儲裝置通路和存儲裝置在內的對象之一進行操作。配置控制通路線程，以將管理工作請求異步地發送到數據通路線程。配置數據通路線程，以完成管理工作請求并且將管理工作請求完成響應異步地發送到控制通路線程。