[發明專利]驅動級內部服務質量

在審

• 申請號: 201880001929.2
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN109154883A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: T·埃爾哈特;D·C·普魯厄特
• 申請（專利權）人: 波利伍德有限責任公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F9/46;G06F11/10;G06F12/02;G06F12/0853;G06F13/12;G06F15/16;G06F16/21;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11587
• 代理人: 李潔;董江虹

提供了一種存儲控制器。存儲控制器包括主機接口、驅動器接口以及與該主機接口和該驅動器接口耦合的服務質量控制模塊。該QoS模塊包括：用于每個數據流的讀隊列和寫隊列，每個隊列與對應的令牌桶相關聯；以及仲裁器，其被配置為接收來自所述讀隊列和寫隊列的請求，并且按照至少部分地由每個令牌桶中的令牌數量確定的順序來服務所述讀隊列和寫隊列。該QoS模塊還包括：服務質量測量模塊，其被配置為測量用于讀隊列和寫隊列中的每個的服務質量級別；以及帶寬分配管理器，其被配置為以對應于所述服務級別協議和用于讀隊列和寫隊列中的每個的測量的服務質量級別的速率將令牌分配給每個令牌桶。

相關申請

本申請特此要求享有于2017年3月22日提交的、名稱為“DRIVE-LEVEL INTERNALQOS”的美國臨時專利申請號62/474,718的權益和優先權，并且該美國臨時專利申請的全部內容通過引用納入本文。

技術領域

本公開內容的多個方面涉及數據存儲，并且具體地涉及在單個存儲設備內將不同的服務質量(QoS)級別(level，水平，等級)應用于不同的數據流。

背景技術

大型存儲系統，諸如數據中心和云存儲提供商，通常為多個不同的客戶和應用程序存儲和檢索大量數據。不同的應用程序和不同的客戶可能對其數據被多快地存儲或檢索具有不同的要求。這些要求通常呈客戶和存儲提供商之間的服務級別協議(SLA)的形式。服務級別協議通常為任何具體客戶、應用程序或個體數據流定義最低服務質量(QoS)。

服務質量包括針對數據讀和數據寫的性能特性。對于單獨的寫流量(traffic，業務)或讀流量，參數是等待時間(latency)和吞吐量(throughput)。對于混合工作負荷(workload)，以每秒輸入/輸出操作(IOPS)為單位衡量它。

當處理多個流量流時，數據網絡使用SLA和QoS來提供已知的、測量的和保證的服務級別。數據中心和云服務提供商還可以通過將SLA和QoS應用于附加類型的共享資源而受益，所述共享資源諸如使用虛擬服務器的計算能力和使用多個大型存儲設備和陣列的共享存儲。

用于數據網絡的服務級別協議通常包括基于每個連接的延時度量、抖動度量和數據包丟失度量。這轉化成路徑中通過路由器的每個連接的帶寬和等待時間分配。用于存儲設備的SLA包括用于寫流量、讀流量和混合的寫/讀流量的帶寬、等待時間和IOPS。

為了維持共享客戶的可接受服務級別，有必要測量性能以確保它始終是可接受的。性能測量方法是QoS。通過測量QoS，服務提供商可以確保客戶接收適當的服務，并且確定其基礎設施是否可能需要升級以及何時可能需要升級以維持期望的服務級別。

較新的數據中心和云服務基礎設施越來越依賴于虛擬化服務。這些數據中心具有大型服務器場。服務器運行多個虛擬機(VM)。VM具有分配給它的數據存儲。數據存儲可以呈從本地存儲(高速RAM、本地總線NV存儲——通常是PCIe SSD、本地HDD)到通過LAN或SAN(全閃存陣列、混合閃存和HDD、HDD陣列)的遠程共享存儲的許多形式。

在此環境中，應用程序或用戶被分配網絡帶寬、處理器帶寬和存儲大小。直到最近，隨著較高速非易失性存儲器(諸如閃存)的出現，存儲帶寬并不因CPU和HDD帶寬之間的性能大大失配而那么重要。高速應用程序需要更多本地高速緩存。

具有能夠在對照其QoS參數被連續地測量的不同SLA下預備(provision)資源的基礎設施在支持多租戶共享存儲的較新的數據中心和云服務架構中變得非常重要。

隨著現在存在的存儲性能和成本的大大變化，期望將SLA指派給服務的存儲部分。

全閃存陣列(AFA)系統提供QoS特征和SLA特征。這些通常被預備在跨多個主機ID的陣列入口處。在一個主機ID內，可以經由與特定的虛擬機(VM)、容器和應用程序相關聯的名稱空間和邏輯塊尋址(LBA)范圍進一步預備它們。