[發明專利]一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法

有效

• 申請號: 202011462784.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112486418B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 熊安萍;秦銘遠;蔣溢;龍林波
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F11/10;H03M13/15
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、異構OSD集群節點定時上報包括磁盤I/O能力，糾刪碼平均計算時間在內的各類資源信息，構建OSD權重因子決策矩陣，并進行歸一化處理得到規范化決策矩陣，具體包括：

S11、構造OSD權重因子決策矩陣，該決策矩陣表示為：

S12、使用Min-Max歸一化方法，利用權重因子決策矩陣M進行歸一化處理，得到規范化決策矩陣M′，規范化決策矩陣M′中第i行、j列的元素表示為：

其中，M_ij為權重因子決策矩陣M中第i行、j列的元素；T_cn表示第n個OSD節點的糾刪碼平均計算時間；E_netn表示第n個OSD節點的剩余網絡帶寬；E_cn表示第n個OSD節點的當前CPU負載；E_ion表示第n個OSD節點的I/O負載信息；C_ion表示第n個OSD節點的磁盤I/O能力；E_rn表示第n個OSD節點的內存利用率；

S2、使用TOPSIS法計算每個OSD到正負理想解的距離，并計算得到一組相對貼近度集合；

S3、根據OSD節點貼近度選擇可用OSD節點集合，并采用哈希算法選擇出主OSD節點作為目標節點，主OSD節點進行存儲操作。

2.根據權利要求1所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，所述資源信息至少包括CPU負載、I/O負載、剩余帶寬、磁盤I/O能力、內存利用率、糾刪碼平均計算時間。

3.根據權利要求1所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，加權決策矩陣的正理想解S⁺表示為：

加權決策矩陣的負理想解S^-表示為：

其中，為分別為所有OSD節點信息中x₁～x₆這6個單個性能指標的最優值；為分別為所有OSD節點信息中x₁～x₆這6個單個性能指標的最差值；表示第i個OSD節點的第j個性能指標。

4.根據權利要求1所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，一組相對貼近度集合的計算過程包括以下步驟：

S21、根據資源信息對OSD節點性能的影響比重的不同得到合適的加權系數矩陣，構造規范化加權決策矩陣；

S22、求解加權決策矩陣的正負理想解S⁺、S^--，并計算各OSD節點到正負理想解之間的距離D⁺和D^-；

S23、根據各OSD節點到正負理想解之間的距離計算各個OSD到正負理想解的相對貼近度，得到一組相對貼近度集合。

5.根據權利要求4所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，各OSD節點到正理想解之間的距離D⁺表示為：

各OSD節點到負理想解之間的距離D^-表示為：

其中，M′_ij為規范化決策矩陣中的第i行、j列的元素；S⁺為加權決策矩陣的正理想解；S^-為加權決策矩陣的負理想解。

6.根據權利要求1所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，OSD節點到正負理想解的相對貼近度表示為：

其中，是OSD節點所完成的任務數，T_i^-1為OSD節點完成讀寫任務所花費的平均時間，n為OSD節點的數量；D⁺為各OSD節點到正理想解之間的距離；D^-為各OSD節點到負理想解之間的距離。

7.根據權利要求1所述的一種基于Ceph糾刪碼的異構混合負載均衡存儲方法，其特征在于，步驟S3具體包括：

將得到的相對貼近度集合進行降序排序，得到一組有序的OSD相對貼近度集合；

從有序的OSD相對貼近度集合集合中選擇k個相對貼近度集合最大的作為主OSD節點的候選；

從主OSD節點的候選中通過哈希計算選擇出主OSD節點作為目標節點以達到負載均衡的目的。