[發(fā)明專利]一種保證分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)器端讀尾延遲的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011318905.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN112463044B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷鎮(zhèn)宇;蔣德鈞;熊勁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06;G06F9/50
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國(guó)

1.一種保證分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)器端讀尾延遲的方法，其特征在于，包括：

步驟1、根據(jù)應(yīng)用的負(fù)載特征與延遲需求，將分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中每一個(gè)應(yīng)用分類為服務(wù)可延后的PT應(yīng)用或服務(wù)不可延后PI應(yīng)用；

步驟2、根據(jù)預(yù)設(shè)保證延遲值，計(jì)算PT應(yīng)用借出的最大資源數(shù)量；

步驟3、PI應(yīng)用所獲得的服務(wù)速率為其平均發(fā)送速率，計(jì)算百分位延遲發(fā)生時(shí)的排隊(duì)請(qǐng)求數(shù)量PQD_avg＝PQL_avg*AR_avg，PI應(yīng)用延遲SLO不被違反，百分位延遲發(fā)生時(shí)的排隊(duì)請(qǐng)求數(shù)量最大值PQD_SLO＝SLO*AR_avg，AR_avg為應(yīng)用的請(qǐng)求平均發(fā)送速率，PQL_avg為百分位排隊(duì)延遲，SLO為應(yīng)用的延遲需求，通過PQD_avg減去PQD_SLO，得到PI應(yīng)用借用的資源數(shù)量最大值QD_Reduce；

步驟4、PI應(yīng)用借用相同資源所獲得的收益大小，為各PI應(yīng)用借用資源的優(yōu)先級(jí)；

步驟5、設(shè)最小服務(wù)速率為PI應(yīng)用的平均發(fā)送速率AR_avg，最大服務(wù)速率為該P(yáng)I應(yīng)用的最大發(fā)送速率AR_max，設(shè)PI應(yīng)用借用的資源數(shù)量為QD_Reduce，通過二分查找，找到使借用資源后的百分位延遲PQL_Borrowed＝(PQD_SR_Borrowed-QD_Reduce)/SR_Borrowed，以得到PI應(yīng)用借用資源后所需的平均服務(wù)速率；其中，PQD_SR_Borrowed為該P(yáng)I應(yīng)用未借資源時(shí)獲得服務(wù)速率SR_Borrowed下的百分位排隊(duì)深度，SR_Borrowed為該P(yáng)I應(yīng)用借用資源后，百分位延遲與SLO相同情況下，PI所需的平均服務(wù)速率；

步驟6、根據(jù)PI應(yīng)用借用資源的優(yōu)先級(jí)和PI應(yīng)用借用的資源數(shù)量最大值和每個(gè)PT應(yīng)用借出的最大資源數(shù)量，通過動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法為當(dāng)前PI應(yīng)用分配多個(gè)PT應(yīng)用，每次匹配后，從PT應(yīng)用集合中剔除已匹配的PT應(yīng)用，直到每個(gè)PI應(yīng)用均借到資源或者PT應(yīng)用全部匹配完畢；

步驟7、已匹配應(yīng)用組合的總服務(wù)速率為PI應(yīng)用借用資源后的預(yù)分配服務(wù)速率與應(yīng)用組合中PT應(yīng)用各平均發(fā)送速率之和；

步驟8、PI應(yīng)用與其相匹配的PT應(yīng)用共享該總服務(wù)速率，為每個(gè)PI應(yīng)用以及與其相匹配的PT應(yīng)用分配獨(dú)立的隊(duì)列，為應(yīng)用組合中PI應(yīng)用和各PT應(yīng)用分配相應(yīng)服務(wù)速率，并監(jiān)控PT應(yīng)用因出借資源造成的額外請(qǐng)求排隊(duì)數(shù)量QD_Add，當(dāng)QD_Add小于最大資源數(shù)量時(shí)，PI應(yīng)用的服務(wù)優(yōu)先級(jí)高于PT應(yīng)用，允許該P(yáng)I應(yīng)用借用該P(yáng)T應(yīng)用的資源，當(dāng)QD_Add與最大資源數(shù)量相同時(shí)，該P(yáng)T應(yīng)用的服務(wù)優(yōu)先級(jí)高于PI應(yīng)用，為PT應(yīng)用預(yù)留與PT應(yīng)用的平均發(fā)送速率相同的服務(wù)速率，若PI應(yīng)用的請(qǐng)求發(fā)送速率低于PI應(yīng)用的平均發(fā)送速率，則剩余的服務(wù)速率用于服務(wù)PT應(yīng)用；

步驟9、應(yīng)用接入分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)時(shí)，為其分配一個(gè)隊(duì)列，并根據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的虛擬時(shí)間戳為隊(duì)列分配虛擬時(shí)間戳TS_i，為該應(yīng)用的隊(duì)列分配一個(gè)時(shí)間戳增加間隔TI_i，TI_i為預(yù)分配服務(wù)速率的倒數(shù)，對(duì)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中所有應(yīng)用的時(shí)間戳進(jìn)行排序，IO線程空閑后查找擁有最小時(shí)間戳的隊(duì)列從中取出請(qǐng)求，并增加該最小時(shí)間戳的隊(duì)列的時(shí)間戳TS_i＝TS_i+TI_i。

2.如權(quán)利要求1所述的保證分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)器端讀尾延遲的方法，其特征在于，還包括：

步驟10、PT應(yīng)用接入該存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)時(shí)，為PT應(yīng)用的隊(duì)列設(shè)定可借出資源數(shù)量初值為該最大資源數(shù)量QD_Add_max；當(dāng)IO線程空閑后查找擁有最小時(shí)間戳的隊(duì)列，若該隊(duì)列歸屬于PT應(yīng)用，增加該隊(duì)列的時(shí)間戳TS_i＝TS_i+TI_i，并讀取可借出資源數(shù)量；若可借出資源數(shù)量大于0且對(duì)應(yīng)的PI隊(duì)列不為空，將PT應(yīng)用的可借出資源數(shù)量減1，取出PI應(yīng)用的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)；若可借出資源數(shù)量大于0且對(duì)應(yīng)的PI隊(duì)列為空，則取出PT隊(duì)列中的請(qǐng)求服務(wù)，PT應(yīng)用的借出資源數(shù)量不變；若可借出資源數(shù)量等于0，則取出PT隊(duì)列中的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，PT應(yīng)用的可借出資源數(shù)量不變。