[發明專利]針對分布式存儲的擁塞感知負載平衡

在審

• 申請號: 201710440636.1
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107438096A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 約書亞·伽木;娜拉雅納·溫卡特;戴維·R·奧蘭
• 申請（專利權）人: 思科技術公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/803
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司11258
• 代理人: 林強

技術領域

本公開總體涉及數據存儲。

背景技術

數據中心是用于容納計算機系統和相關組件(諸如電信和存儲系統)的設施。它通常包括冗余或備用電源、冗余數據通信連接、環境控制(例如空調、滅火)和各種安全設備。大數據中心是使用與小城鎮一樣多的電力的工業規模運作。

數據中心源于計算機行業早期的巨大的計算機機房。早期的計算機系統很難操作和維護，它需要特殊的操作環境。需要許多電纜來連接所有組件，并且設計了適應和組織這些組件的方法，例如用于安裝設備的標準機架、高架地板和電纜橋架(安裝在頂部或高架地板下)。單個主機需要大量的功率，并且必須進行冷卻以避免過熱。

數據中心內的組件之一是計算系統使用的存儲裝置。一種方法是在多個計算機系統上存儲數據，使得盡管數據分布在在多個計算機系統之間，它們仍作為一個存儲系統運轉。這些計算機系統被稱為分布式存儲系統。

發明內容

可以提供針對分布式存儲的擁塞感知負載平衡。首先，可以從諸如文件系統的應用或其它系統實體接收對數據的讀取請求。數據可能具有通過編碼或通過復制產生的冗余。然后可以確定M個可能的存儲節點中的哪K個存儲節點用于引導所接收的讀取請求。K和M可以是整數，并且M可以大于K。響應于確定了M個可能的存儲節點中的K個存儲節點用于引導所接收的讀取請求，所接收的讀取請求可以被復制成分別與所確定的M個可能的存儲節點中的K個存儲節點相對應的K個讀取請求。然后可以將所復制的K個讀取請求發送到所確定的K個存儲節點中的相應存儲節點。并且，響應于發送所復制的K個讀取請求，客戶端可以從所確定的K個存儲節點中的每一個存儲節點接收數據回復。

上述概述和下文的示例實施例僅是示例和解釋性的，并且不應被認為限制如所描述和要求保護的本公開的范圍。此外，可以提供除了本文提出的那些特征和/或變體之外的特征和/或變體。例如，本公開的實施例可以針對示例性實施例所描述的各種特征的組合和子組合。

附圖說明

并入并構成本公開的一部分的附圖示出了本公開的各種實施例。在附圖中：

圖1是提供針對分布式存儲的擁塞感知負載平衡的數據中心的框圖；

圖2是用于提供針對分布式存儲的擁塞感知負載平衡的方法的流程圖；以及

圖3是計算設備的框圖。

具體實施方式

以下的詳細描述將參照附圖。盡可能地在附圖和以下描述中使用相同的附圖標記來表示相同或相似的元件。盡管可以描述本公開的實施例，但可能由修改、改編和其它實現方式。例如，可以對附圖中所示的元件進行替換，添加或修改，并且可以通過對所公開的方法進行替換、重新排序或添加步驟來修改本文所描述的方法。因此，下面的詳細描述并不限制本公開。相反，本公開的適當范圍由所附權利要求限定。

本公開的實施例可以在數據中心中提供一種方法，用于將針對所復制的或經編碼的數據的讀取請求的擁塞感知導向到M個可能存儲節點中的K個存儲節點。可以利用預先存在的擁塞感知負載平衡方案構建與本公開的實施例相一致的系統。本公開的實施例可以允許現有的網絡負載感知來驅動對用于滿足讀取請求的存儲節點的選擇。由于從數據中心中的分布式存儲裝置進行讀取構成數據中心網絡上的大部分流量，因此對存儲節點的負載感知選擇可能有助于提高總體的網絡負載平衡，超出部分可以僅利用預先確定的端點之間的負載感知路徑選擇來完成。此外，本公開的實施例可以允許用于對分布式存儲裝置的未來讀取的預期帶寬被前向饋送到數據中心中的網絡結構上的近期的、未來的負載平衡決定中。

分布式存儲系統可以存儲冗余數據，同時對其進行放置以實現持久性、可用性和應用負載平衡的目標。冗余可以通過復制或通過編碼技術來實現，例如糾刪碼或諸如隨機線性經編碼的網絡編碼技術。

當客戶端想要從包括冗余數據的分布式存儲系統讀取數據時，對于它可以從中進行讀取的節點可以有多個選擇。例如，如果所請求的數據被復制到三個節點，則客戶端可以從三個副本中的任何一個中進行讀取。如果使用M中的K糾刪碼存儲數據，則客戶端可以從存儲經編碼的數據的片段的M個節點中的任意K個節點進行讀取。