[發明專利]一種提高存儲系統性能的方法及裝置

在審

• 申請號: 201810204658.2
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108491162A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李麗;吳登勇;孫超;曲德源
• 申請（專利權）人: 山東超越數控電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 孟峣

本發明公開了一種提高存儲系統性能的方法及裝置，用于采用由RAID機械盤、SSD固態盤組成的混合硬盤的存儲系統的性能提高，其實現過程為：配置讀寫規則：當存儲系統接收讀寫請求時，首先對接收到的請求數據進行分析，并根據分析結果選擇啟用回寫模式或禁用回寫模式，完成讀寫請求；配置RAID機械盤重建規則：當RAID機械盤出現故障時，通過空閑的固態盤作為機械盤的緩存，并將該固態盤中的緩存寫入到機械盤完成機械盤的重建。該一種提高存儲系統性能的方法及裝置與現有技術相比，通過采用固態盤作為機械盤的緩存來提升raid重建速度，并使存儲系統獲得最優的性能，實用性強，適用范圍廣泛，易于推廣。

技術領域

本發明涉及數據存儲技術領域，尤具體地說是一種實用性強、提高存儲系統性能的方法及裝置。

背景技術

物理硬盤提供的IO是有限的，是整個存儲系統存在瓶頸的最大根源。以前主流的存儲系統都是以單一的機械盤為主，受限于機械盤結構和機械工藝的特點，存儲系統的性能很低。由于SSD硬盤具有高性能、低功耗、體積小、重量輕和抗震動等優勢，SSD硬盤的使用場景日益廣泛。但是SSD硬盤的價格昂貴，且容易損壞，所以從節約成本的角度出發，一般將SSD固態盤作為基于混合介質的存儲系統的cache來提高整體性能。

除此之外，當前存儲系統還一方面通過緩存異步處理IO，另一方面通過增加盤數，把IO分布到不同硬盤上提高系統的性能。緩存大小直接影響IOPS，緩存越大能cache的東西越多，在cache命中率保持的情況下IOPS會越高。

存儲系統性能在不同應用場景下的表現不同，不同應用的讀寫特性不同，包括讀寫比例、順序還是隨機以及依次IO請求的數據量大小。對于讀操作，只要cache足夠大，可有效減少物理IO，都在cache中進行；對于寫操作，不論cache有多大，最終的寫都會落到磁盤，100%寫IOPS大致等同于存儲設備能提供的物理IOPS。

當前存儲系統中存在兩處影響性能發揮的環節：第一，存儲系統采用的讀寫策略統一為回寫或寫透方式，統一開啟或關閉緩存。此種單一的讀寫策略由于沒有區分應用的讀寫特性，選用相應的讀寫策略，從而無法使存儲系統獲得最優的性能。第二，存儲系統為增加可靠性，后端硬盤均采用raid方式進行組建，但隨著硬盤容量的增加，增加了raid在進行重建時再次故障的風險。

基于此，本發明提出了一種提高存儲系統性能的技術。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種實用性強、提高存儲系統性能的方法及裝置。

一種提高存儲系統性能的方法，用于采用由RAID機械盤、SSD固態盤組成的混合硬盤的存儲系統的性能提高，其實現過程為：

步驟一、配置讀寫規則：當存儲系統接收讀寫請求時，首先對接收到的請求數據進行分析，并根據分析結果選擇啟用回寫模式或禁用回寫模式，完成讀寫請求；

步驟二、配置RAID機械盤重建規則：當RAID機械盤出現故障時，通過空閑的固態盤作為機械盤的緩存，并將該固態盤中的緩存寫入到機械盤完成機械盤的重建。

所述步驟一中配置讀寫規則時，存儲系統首先分析當前接收請求數據應用的讀寫扇區關聯性，檢測出當前讀寫特性是隨機還是順序，然后對于不同讀寫特性的應用自動選用不同的讀寫策略：當讀寫特性為順序寫時，禁用回寫緩存；當讀寫特性為隨機寫時，恢復回寫模式。

所述步驟一中的讀寫特性檢測過程為：

存儲系統對接收到的IO讀寫請求，首先記錄其讀寫的扇區號和當前的IO數量；

然后對于IO數量超過32并且扇區號連續的應用，判斷其為順序寫，此時關閉回寫緩存，直接將數據寫入硬盤；

對于扇區號不連續并且IO數量小于32的應用，判斷其為隨機寫，開啟回寫緩存，將數據寫入緩存后即響應主機端，并在后臺將數據寫入硬盤。