[發明專利]低延遲高IOPS的數據訪問方法與存儲系統

有效

• 申請號: 201911036827.7
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN110764710B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 王田
• 申請（專利權）人: 北京憶恒創源科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本發明公開了一種存儲系統中的數據訪問方法，其中所述存儲系統中包括第一組CPU核與第二組CPU核，其中第一組CPU核的每個專用于運行多個第一線程之一，第二組CPU核用于運行多個第二線程，所述方法包括：通過所述第一線程獲取寫請求并將數據寫到緩沖區；通過所述第二線程將所述緩沖區中的數據寫到非易失存儲設備。本發明能夠兼顧存儲系統的延遲，IOPS和帶寬，特別是對于新型的基于閃存的存儲系統，本發明提出的架構相對傳統聚合方案在延遲和IOPS上有明顯的優勢。

技術領域

本發明涉及存儲系統軟件架構，尤其涉及一種存儲系統中的數據訪問方法及設備。

背景技術

傳統IO軟件中通常使用聚合的方式提供高吞吐量。這種設計中，多個IO請求被聚合在一起并批量處理。IO處理路徑通常可以切分成相對獨立的部分，例如壓縮、去重等，每一部分作為一個子任務可以用流水線的方式處理。其中每個子任務處理時都可以用聚合的手段來提升吞吐量。傳統上，對于網絡和磁盤等來說，聚合也有利于提升他們的效率。

使用調度器和預讀策略可以認為是一種聚合方式。

發明內容

聚合的方式盡管可以達到高帶寬，卻無法達到低延遲和低隊列深度下的高IOPS(Input/Output?Operation?Per?Second，每秒讀/寫操作的次數)。對于被聚合的多個IO中的一個單獨的IO來說，必須等到同批次的IO都完成之后才向上層報告自身完成的消息。這就導致了延遲的大大提升。同時，存儲系統中多任務競爭CPU引入的任務切換會進一步引入不可預測的延遲。對于新型的高速存儲介質，例如SSD，特別對于讀請求來說，隨機讀可以達到很高的帶寬和IOPS。這種情形下，現有的聚合方法提供高吞吐量的優勢將不存在。同時網絡的性能也在飛速發展，提供高帶寬的同時也能提供很高的IOPS的低延遲。現有聚合的IO模式將成為提升IOPS和降低延遲過程中的障礙。

本發明希望克服現有技術在新型高速存儲介質上，無法達到高IOPS和低延遲的缺點，最終達到平衡高IOPS、低延遲和高帶寬三個指標的結果。

根據本發明的一個方面，提供了一種存儲系統中的數據訪問方法，其中所述存儲系統中包括第一組CPU核與第二組CPU核，其中第一組CPU核的每個專用于運行多個第一線程之一，第二組CPU核用于運行多個第二線程，所述方法包括：通過所述多個第一線程之一獲取寫請求并將數據寫到緩沖區；通過所述第二線程將所述緩沖區中的數據寫到非易失存儲設備。

根據本發明的一個實施方式，進一步包括：通過所述第一線程將寫請求的完成信息發送給寫請求發出方。

根據本發明的一個實施方式，其中，通過第二線程將所述緩沖區中的數據聚合后寫到存儲設備。

根據本發明的一個實施方式，其中，所述第一線程每次獲取寫請求的數量是接近于1的較小整數。

根據本發明的一個實施方式，其中，多個第二線程的一些專用于將數據寫入到第一存儲設備，而多個第二線程的另一些專用于將數據寫入到第二存儲設備。

根據本發明的一個實施方式，其中，所述第二線程將所述緩沖區中的數據壓縮后寫到存儲設備。

根據本發明的一個實施方式，其中，使用cgroup將CPU核劃為第一組CPU核與第二組CPU核。

根據本發明的一個實施方式，其中，使用taskset為每個第一線程分配為其所獨占的CPU核。

根據本發明的一個實施方式，其中，使用輪詢和中斷來獲取寫請求。

根據本發明的一個實施方式，其中，所述寫請求發出方是網卡。