為存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源的方法和系統(tǒng)。所述方法包括：監(jiān)視存儲設(shè)備的可用資源；基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例；以及基于所述可用資源和分配比例，向存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源。利用所述方法和系統(tǒng)，可以給存儲優(yōu)化操作合理地分配資源，使得允許在所述機器上進(jìn)行存儲優(yōu)化操作以提高其長期存儲性能，同時對在存儲設(shè)備上運行的正?？蛻艄ぷ髫?fù)載造成較小的短期影響。
【專利說明】為存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲的優(yōu)化，更具體地涉及一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配 存儲設(shè)備的資源的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，常常構(gòu)造具有分層存儲架構(gòu)的存儲設(shè)備以供一個或多個主機使 用來存儲數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)存儲成本和存儲性能的平衡。具體地，可以使用具有不同性能和成 本的存儲器件來形成分層存儲架構(gòu)，所述存儲器件可以是具有不同性能(例如轉(zhuǎn)速）的機械 硬盤（HDD)、基于閃存的固態(tài)硬盤（SSD)等。例如，可以使用每秒15000轉(zhuǎn)的HDD、每秒7200 轉(zhuǎn)的HDD、以及SSD構(gòu)造3層存儲架構(gòu)。相應(yīng)地，為了提高存儲設(shè)備的使用效率，降低使用成 本，常常需要對存儲在其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層存儲優(yōu)化操作，即，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點，將存儲在 某一存儲層中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到另一存儲層中。例如，對于被頻繁地訪問的數(shù)據(jù)（即，熱數(shù)據(jù))， 可以將其從存取速度較慢的HDD轉(zhuǎn)移到較為昂貴但是存取速度較快的SSD上以提高存取速 度，而對于空閑數(shù)據(jù)或者較少被訪問的數(shù)據(jù)（即，冷數(shù)據(jù))，可以將其從SSD轉(zhuǎn)移到雖然存取 速度較慢但是較為廉價的HDD上以降低存儲成本。然而，這種分層存儲優(yōu)化操作需要消耗 存儲設(shè)備的資源，例如帶寬等，因而會影響在存儲設(shè)備上運行并且也需要消耗該資源的客 戶工作負(fù)載。
[0003] 數(shù)據(jù)存儲的另一種趨勢是將基于高速閃存的直接附接存儲（DAS )設(shè)備連接到所述 主機，并且使用該DAS設(shè)備作為高速緩沖存儲器來存儲數(shù)據(jù)，以減少數(shù)據(jù)存取延遲。在這種 情況下，需要進(jìn)行高速緩沖存儲優(yōu)化操作。具體地，當(dāng)主機的客戶發(fā)出數(shù)據(jù)讀取請求，但是 該請求沒有命中（即，該數(shù)據(jù)在高速緩沖存儲器中不存在）時，主機從上述存儲設(shè)備讀取所 請求的數(shù)據(jù)并且將其提供給客戶，然后，為了提高以后的數(shù)據(jù)讀取請求的命中率，主機將所 述數(shù)據(jù)從該存儲設(shè)備填充到高速緩沖存儲器中，也就是說，該優(yōu)化操作是以異步的方式執(zhí) 行的。然而，由于DAS設(shè)備存儲容量通常比較大，因此在其啟動期間或者在其客戶工作負(fù)載 轉(zhuǎn)變期間，這一高速緩沖存儲優(yōu)化操作將給存儲設(shè)備帶來較大的負(fù)擔(dān)，從而影響使用在該 存儲設(shè)備上運行的客戶工作負(fù)載。
[0004] 因此，需要一種為主機和/或存儲設(shè)備執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配該存儲設(shè)備的資 源的方法和系統(tǒng)，以便能夠在對存儲設(shè)備的正?？蛻艄ぷ髫?fù)載造成較小影響的同時，允許 在主機和/或存儲設(shè)備上進(jìn)行存儲優(yōu)化操作以提高其性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個目的是提供一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源 的方法和系統(tǒng)，其能夠允許在所述機器上進(jìn)行存儲優(yōu)化操作以提高其長期性能，同時對在 存儲設(shè)備上運行的正?？蛻艄ぷ髫?fù)載造成較小的短期影響。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的 資源的方法，包括：監(jiān)視存儲設(shè)備的可用資源；基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu) 化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資 源的分配比例；基于所述可用資源和分配比例，向存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備 的資源的系統(tǒng)，包括：監(jiān)視設(shè)備，被配置為監(jiān)視存儲設(shè)備的可用資源；比例確定設(shè)備，被配 置為基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測 值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例；以及分配設(shè)備，被配置為基 于所述可用資源和分配比例，向存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明上述方面的機器可以是存儲設(shè)備本身和使用該存儲設(shè)備提供的服務(wù) 的主機中的至少一個。利用根據(jù)本發(fā)明上述方面的方法和系統(tǒng)，當(dāng)客戶工作負(fù)載較高、或者 所述存儲優(yōu)化操作帶來的性能提升不大時，可以減少給存儲優(yōu)化操作分配的存儲設(shè)備的資 源，以避免由于存儲優(yōu)化操作消耗存儲設(shè)備的過多資源而給其客戶工作負(fù)載造成較大的短 期影響；另一方面，當(dāng)存儲設(shè)備的客戶工作負(fù)載較低或者所述存儲優(yōu)化操作帶來的性能提 升較大時，可以增大給所述存儲優(yōu)化操作分配的資源，從而提高所述主機和存儲設(shè)備的長 期性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開的上述以及其 它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標(biāo)號 通常代表相同部件。
[0010] 圖1示出了適于用來實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的示例性計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12的框 圖。
[0011] 圖2示出了本發(fā)明的實施例的示例性應(yīng)用環(huán)境。
[0012] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資 源的方法的流程圖。
[0013] 圖4示出了確定對于存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例的方法的流程圖。
[0014] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資 源的系統(tǒng)的框圖。

【具體實施方式】
[0015] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開 的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方 式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的 范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0016] 所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員知道，本發(fā)明可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。 因此，本公開可以具體實現(xiàn)為以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的軟件(包括 固件、駐留軟件、微代碼等)，還可以是硬件和軟件結(jié)合的形式，本文一般稱為"電路"、"模 塊"或"系統(tǒng)"。此外，在一些實施例中，本發(fā)明還可以實現(xiàn)為在一個或多個計算機可讀介質(zhì) 中的計算機程序產(chǎn)品的形式，該計算機可讀介質(zhì)中包含計算機可讀的程序代碼。
[0017] 可以采用一個或多個計算機可讀的介質(zhì)的任意組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計 算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是一但不限 于一電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算 機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表）包括：具有一個或多個導(dǎo)線的電連接、便 攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器（RAM)、只讀存儲器（ROM)、可擦式可編程只讀存儲 器（EPROM或閃存）、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲器（CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、 或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程 序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。
[0018] 計算機可讀的信號介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號， 其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括--但 不限于--電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質(zhì)還可以是 計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者 傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0019] 計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限 于一無線、電線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0020] 可以以一種或多種程序設(shè)計語言或其組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計算機 程序代碼，所述程序設(shè)計語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言一諸如Java、Smalltalk、C++， 還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計語言一諸如" C"語言或類似的程序設(shè)計語言。程序代碼可以 完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部 分在用戶計算機上部分在遠(yuǎn)程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在 涉及遠(yuǎn)程計算機的情形中，遠(yuǎn)程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)--包括局域網(wǎng)（LAN)或 廣域網(wǎng)（WAN)-連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提 供商來通過因特網(wǎng)連接)。
[0021] 下面將參照本發(fā)明實施例的方法、裝置(系統(tǒng)）和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或 框圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方 框的組合，都可以由計算機程序指令實現(xiàn)。這些計算機程序指令可以提供給通用計算機、專 用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機器，這些計算機程序指 令通過計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行，產(chǎn)生了實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中 規(guī)定的功能/操作的裝置。
[0022] 也可以把這些計算機程序指令存儲在能使得計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置 以特定方式工作的計算機可讀介質(zhì)中，這樣，存儲在計算機可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出一 個包括實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的指令裝置（instructl/On means)的制造品（manufacture)。
[0023] 也可以把計算機程序指令加載到計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備 上，使得在計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計 算機實現(xiàn)的過程，從而使得在計算機或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令能夠提供實現(xiàn)流程圖 和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的過程。
[0024] 圖1示出了適于用來實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的示例性計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12的框 圖。圖1顯示的計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12僅僅是一個示例，不應(yīng)對本發(fā)明實施例的功能和使 用范圍帶來任何限制。
[0025] 如圖1所示，計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12以通用計算設(shè)備的形式表現(xiàn)。計算機系統(tǒng) /服務(wù)器12的組件可以包括但不限于：一個或者多個處理器或者處理單元16,系統(tǒng)存儲器 28,連接不同系統(tǒng)組件(包括系統(tǒng)存儲器28和處理單元16)的總線18。
[0026] 總線18表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器， 外圍總線，圖形加速端口，處理器或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任意總線結(jié)構(gòu)的局域總線。舉 例來說，這些體系結(jié)構(gòu)包括但不限于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)（ISA)總線，微通道體系結(jié)構(gòu)（MAC) 總線，增強型ISA總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（VESA)局域總線以及外圍組件互連（PCI)總線。
[0027] 計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12典型地包括多種計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)。這些介質(zhì)可以是 任何能夠被計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12訪問的可用介質(zhì)，包括易失性和非易失性介質(zhì)，可移動 的和不可移動的介質(zhì)。
[0028] 系統(tǒng)存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統(tǒng)可讀介質(zhì)，例如隨機存 取存儲器（RAM)30和/或高速緩存存儲器32。計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12可以進(jìn)一步包括其 它可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統(tǒng)存儲介質(zhì)。僅作為舉例，存儲系統(tǒng)34 可以用于讀寫不可移動的、非易失性磁介質(zhì)（圖1未顯示，通常稱為"硬盤驅(qū)動器")。盡管圖 1中未示出，可以提供用于對可移動非易失性磁盤(例如"軟盤")讀寫的磁盤驅(qū)動器，以及對 可移動非易失性光盤(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介質(zhì)）讀寫的光盤驅(qū)動器。在這些 情況下，每個驅(qū)動器可以通過一個或者多個數(shù)據(jù)介質(zhì)接口與總線18相連。存儲器28可以 包括至少一個程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品具有一組(例如至少一個）程序模塊，這些程序模塊被 配置以執(zhí)行本發(fā)明各實施例的功能。
[0029] 具有一組(至少一個）程序模塊42的程序/實用工具40,可以存儲在例如存儲器 28中，這樣的程序模塊42包括--但不限于--操作系統(tǒng)、一個或者多個應(yīng)用程序、其它 程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實現(xiàn)。程 序模塊42通常執(zhí)行本發(fā)明所描述的實施例中的功能和/或方法。
[0030] 計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12也可以與一個或多個外部設(shè)備14 (例如鍵盤、指向設(shè)備、 顯示器24等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12交互的設(shè) 備通信，和/或與使得該計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12能與一個或多個其它計算設(shè)備進(jìn)行通信的 任何設(shè)備(例如網(wǎng)卡，調(diào)制解調(diào)器等等）通信。這種通信可以通過輸入/輸出（I/O)接口 22 進(jìn)行。并且，計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器20與一個或者多個網(wǎng)絡(luò)(例如 局域網(wǎng)（LAN)，廣域網(wǎng)（WAN)和/或公共網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)）通信。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)適配器20 通過總線18與計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白，盡管圖中未示出，可以 結(jié)合計算機系統(tǒng)/服務(wù)器12使用其它硬件和/或軟件模塊，包括但不限于：微代碼、設(shè)備驅(qū) 動器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動陣列、RAID系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動器以及數(shù)據(jù)備份存儲系統(tǒng)等。 [0031] 下面，將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存 儲設(shè)備的資源的方法和系統(tǒng)。
[0032] 首先參照圖2來描述本發(fā)明的實施例的示例性應(yīng)用環(huán)境。
[0033] 如圖2所示，存儲設(shè)備201包括存儲池2011和優(yōu)化器2012。如上所述，存儲池 2011可以采用由具有不同性能的存儲器件構(gòu)成的分層存儲架構(gòu)來分層地存儲數(shù)據(jù)。存儲設(shè) 備201可以充當(dāng)存儲服務(wù)器，并且向一個或多個客戶（例如連接到該存儲設(shè)備的主機）提供 數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。當(dāng)接收來自其客戶的數(shù)據(jù)讀取請求時，存儲設(shè)備201從存儲池2011中讀取 所請求的數(shù)據(jù)，并且將其返回給該客戶。優(yōu)化器2012可以進(jìn)行上文所述的分層存儲優(yōu)化操 作，即，根據(jù)存儲在存儲池2011中的數(shù)據(jù)的特點，在各個存儲層之間移動所述數(shù)據(jù)，以便提 高存儲池的使用效率。
[0034] 主機202可以使用存儲設(shè)備201提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，并且可以向其客戶（未示 出）提供數(shù)據(jù)存取服務(wù)。諸如基于閃存的DAS設(shè)備之類的高速緩沖存儲器203連接到主機 202。當(dāng)主機202接收到來自其客戶的數(shù)據(jù)讀取請求時，主機202首先查詢在高速緩沖存儲 器203中是否存在所請求的數(shù)據(jù)，如果是，即該數(shù)據(jù)讀取請求命中，則主機202從高速緩沖 存儲器203讀取該數(shù)據(jù)并且將其返回給客戶，反之，如果所請求的數(shù)據(jù)不在高速緩沖存儲 器203中，即該數(shù)據(jù)讀取請求沒有命中，則主機202從存儲設(shè)備201讀取所請求的數(shù)據(jù)并且 將其返回給客戶。主機202包括優(yōu)化器2021，用于進(jìn)行上文所述的高速緩沖存儲優(yōu)化操作， 即，當(dāng)所請求的數(shù)據(jù)不在高速緩沖存儲器203時，主機202從存儲設(shè)備201讀取所請求的數(shù) 據(jù)并且將其返回給客戶，然后優(yōu)化器2021將所述數(shù)據(jù)填充到高速緩沖存儲器203中以供以 后的數(shù)據(jù)讀取請求使用，從而提高其命中率。
[0035] 可以認(rèn)識到，在存儲設(shè)備201以及主機202中執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作將消耗存儲設(shè) 備201的資源。為了避免所述存儲優(yōu)化操作消耗過多的資源從而影響存儲設(shè)備201的正常 客戶工作負(fù)載，可以利用下述根據(jù)本發(fā)明實施例的方法和系統(tǒng)來為存儲優(yōu)化操作合理地分 配資源。應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖2中只示出了一個主機連接到存儲設(shè)備201，但這只是示意性的， 可以有更多的主機連接到存儲設(shè)備201以使用其提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，或者沒有主機連接 到存儲設(shè)備201。此外，盡管在上文中提到在存儲設(shè)備201和主機202二者中執(zhí)行存儲優(yōu)化 操作，但這不是限制性的，可以只在存儲設(shè)備201或只在主機202中執(zhí)行存儲優(yōu)化操作，并 且在有多個主機的情況下，也可在這些主機中的一部分或全部中執(zhí)行存儲優(yōu)化操作。
[0036] 下面，參照圖2和圖3來描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作 分配存儲設(shè)備的資源的方法。所述機器可以是上述存儲設(shè)備201以及主機202中的至少一 個。在下文中，以所述機器是存儲設(shè)備201以及主機202,即在存儲設(shè)備201和主機202二 者中都執(zhí)行存儲優(yōu)化操作的情形為例來進(jìn)行描述。
[0037] 如圖3所示，在步驟S301中，監(jiān)視存儲設(shè)備201的可用資源。
[0038] 具體地，存儲設(shè)備201可以具有多種資源，例如存儲帶寬、每秒輸入輸出操作數(shù)量 (I0PS)等，這些資源可以用于由存儲設(shè)備201的客戶執(zhí)行的數(shù)據(jù)存取操作和存儲優(yōu)化操 作、以及由存儲設(shè)備201執(zhí)行的數(shù)據(jù)存取操作和存儲優(yōu)化操作，從而可能成為制約所述數(shù) 據(jù)存取操作和/或存儲優(yōu)化操作的瓶頸。在本發(fā)明的實施例中，可以選擇存儲設(shè)備201的、 可能成為瓶頸的一種或多種資源作為要分配的資源，然后監(jiān)視這種資源的可用性，即，監(jiān)視 這種資源的空閑資源量。例如，當(dāng)所選擇的資源是存儲帶寬的情況下，可以監(jiān)視存儲設(shè)備 201的可用帶寬?？梢岳迷诖鎯υO(shè)備201內(nèi)部或外部設(shè)置的監(jiān)視設(shè)備或者安裝在存儲設(shè) 備201中的監(jiān)視軟件來進(jìn)行這一監(jiān)視。監(jiān)視存儲設(shè)備201的可用資源的具體方法是本領(lǐng)域 公知的，在這里不再贅述。
[0039] 接下來，在步驟S302中，基于存儲設(shè)備201和主機202的歷史運行信息以及存儲 優(yōu)化操作對存儲設(shè)備201和主機202的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給 存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例。
[0040] 如上所述，當(dāng)客戶從存儲設(shè)備201請求數(shù)據(jù)或者向存儲設(shè)備201寫入數(shù)據(jù)時，在存 儲設(shè)備201上產(chǎn)生客戶工作負(fù)載。當(dāng)客戶從主機202請求數(shù)據(jù)或者向主機202寫入數(shù)據(jù)時， 在主機202上產(chǎn)生客戶工作負(fù)載。此外，在存儲設(shè)備201和主機202上還分別執(zhí)行存儲優(yōu) 化操作。在所述客戶工作負(fù)載與存儲優(yōu)化操作之間可能存在資源和/或數(shù)據(jù)競爭。因此， 需要了解存儲設(shè)備201和主機202的各自的客戶工作負(fù)載情況以及資源競爭的情況，這可 以通過獲取存儲設(shè)備201和主機202的歷史運行信息來實現(xiàn)?？梢允褂脠D2所示的優(yōu)化器 2012獲取存儲設(shè)備201的歷史運行信息，并且可以使用圖2所示的優(yōu)化器2021獲取主機 202的歷史運行信息。
[0041] 對于存儲設(shè)備201，所述歷史運行信息可以包括表示在過去預(yù)定時段內(nèi)存儲設(shè)備 201的客戶工作負(fù)載的信息。該客戶工作負(fù)載可以根據(jù)與在過去預(yù)定時段內(nèi)在存儲設(shè)備 201執(zhí)行的數(shù)據(jù)輸入/輸出（I/O)操作的數(shù)量來確定。具體地，對于存儲設(shè)備201，如上文所 述，其包括存儲池2011，該存儲池具有多個存儲層，每個存儲層具有一個或多個存儲器件。 在過去預(yù)定時段內(nèi)，客戶可能在各個存儲層中存取數(shù)據(jù)，從而在每個存儲層進(jìn)行相應(yīng)的數(shù) 據(jù)I/O操作（以下稱為客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作)。此外，在過去預(yù)定時段內(nèi)，可能在存儲 設(shè)備201中執(zhí)行了分層存儲優(yōu)化操作，使得在各個存儲層之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行相應(yīng)的 數(shù)據(jù)I/O操作（以下稱為分層存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作)。因此，可以獲取在過去預(yù)定時段內(nèi) 在每個存儲層執(zhí)行的客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量、以及分層存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作 的數(shù)量。可以根據(jù)觸發(fā)數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)據(jù)請求的發(fā)起者來辨別數(shù)據(jù)I/O操作是客戶工作 負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作還是分層存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作。例如，如果該數(shù)據(jù)請求來自存儲設(shè)備 201外部，則該數(shù)據(jù)請求必然是由存儲設(shè)備201的客戶發(fā)起的，因此對應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O操作是 客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作，另一方面，如果該數(shù)據(jù)請求來自存儲設(shè)備201內(nèi)部，則該數(shù)據(jù) 請求是由存儲設(shè)備201自己發(fā)起的，因此對應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O操作是分層存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操 作。由此，可以利用在過去預(yù)定時段內(nèi)，在存儲設(shè)備201中執(zhí)行的所有客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)1/ 〇操作占其最大數(shù)據(jù)I/O操作處理能力（即，能處理的數(shù)據(jù)I/O操作的最大數(shù)量)的比例，作 為衡量其客戶工作負(fù)載的指標(biāo)。除了所述數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量以外，所述歷史運行信息還 可以包括與每個數(shù)據(jù)I/O操作對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀取請求的響應(yīng)時間，即，從接收到觸發(fā)該數(shù)據(jù) I/O操作的數(shù)據(jù)讀取請求起到返回所請求的數(shù)據(jù)為止的時間。可以在每次執(zhí)行數(shù)據(jù)I/O操 作時，在存儲設(shè)備201中記錄與該數(shù)據(jù)I/O操作有關(guān)的信息，例如對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀取請求的 發(fā)起者、數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量、所述請求的響應(yīng)時間等，使得可以根據(jù)所記錄的這些信息獲 得上述歷史運行信息。
[0042] 對于存儲設(shè)備201，所述歷史運行信息還可以包括表示在過去預(yù)定時段內(nèi)，在存儲 設(shè)備201的客戶工作負(fù)載和存儲優(yōu)化操作之間發(fā)生的數(shù)據(jù)I/O沖突的程度的沖突信息。具 體地，當(dāng)客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作所針對的數(shù)據(jù)與分層存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作所針對的 數(shù)據(jù)存在重疊時，在所述客戶工作負(fù)載和存儲優(yōu)化操作之間發(fā)生數(shù)據(jù)I/O沖突?？梢杂迷?過去預(yù)定時段內(nèi)、所述數(shù)據(jù)I/O沖突占在存儲設(shè)備201中執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)I/O操作的比例 (即沖突I/O比例）來指示所述數(shù)據(jù)I/O沖突的程度?？梢栽诿看伟l(fā)生數(shù)據(jù)I/O沖突時，在 存儲設(shè)備201中記錄該數(shù)據(jù)I/O沖突的相關(guān)信息，例如數(shù)據(jù)I/O沖突的數(shù)量、發(fā)生場景等， 使得可以根據(jù)所記錄的這些信息來獲得所述沖突信息。
[0043] 對于主機202,所述歷史運行信息也可以包括表示在過去預(yù)定時段內(nèi)主機202的 客戶工作負(fù)載的信息。該客戶工作負(fù)載可以根據(jù)與在過去預(yù)定時段內(nèi)在主機202執(zhí)行的數(shù) 據(jù)I/O操作的數(shù)量來確定。具體地，在過去預(yù)定時段內(nèi)，客戶可能對主機202存取數(shù)據(jù)，從 而進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O操作（即，客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作)。此外，在過去預(yù)定時段內(nèi)， 可能在存儲設(shè)備201中執(zhí)行了高速緩沖存儲優(yōu)化操作，從而進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)I/O操作（以下 稱為高速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作)。因此，可以獲取在過去預(yù)定時段內(nèi)執(zhí)行的客戶工作 負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量、以及高速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量?？梢愿鶕?jù)數(shù)據(jù)1/ 〇操作所針對的數(shù)據(jù)的目的地來辨別該數(shù)據(jù)I/O操作是客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作還是高 速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作，例如，如果所述數(shù)據(jù)被發(fā)送給主機202的客戶，則該數(shù)據(jù)1/ 〇操作是客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作，而如果所述數(shù)據(jù)被發(fā)送給高速緩沖存儲器2021，則該 數(shù)據(jù)I/O操作是高速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作。由此，可以利用在過去預(yù)定時段內(nèi)，在主 機202執(zhí)行的所有客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作占其最大數(shù)據(jù)I/O操作處理能力的比例，作 為衡量其客戶工作負(fù)載的指標(biāo)。對于主機202,所述歷史運行信息還可以包括主機202接 收到的客戶的數(shù)據(jù)讀取請求的命中率（即，所請求的數(shù)據(jù)位于高速緩沖存儲器2021中的數(shù) 據(jù)讀取請求占所有數(shù)據(jù)讀取請求的比例，以下稱為高速緩沖存儲器命中率)、命中的數(shù)據(jù)讀 取請求的響應(yīng)時間（即，從接收到該數(shù)據(jù)讀取請求起到將所請求的數(shù)據(jù)從高速緩沖存儲器 2021返回給客戶的時間)、以及沒有命中的數(shù)據(jù)讀取請求的響應(yīng)時間（即從接收到該數(shù)據(jù)讀 取請求起到將所請求的數(shù)據(jù)從存儲設(shè)備201讀取并返回給客戶的時間)。可以在每次接收 到數(shù)據(jù)讀取請求和/或執(zhí)行數(shù)據(jù)I/O操作時，在主機202中記錄與所述數(shù)據(jù)讀取請求和/ 或數(shù)據(jù)I/O操作有關(guān)的信息，例如在過去預(yù)定時段內(nèi)執(zhí)行的數(shù)據(jù)I/O操作的數(shù)量和所請求 的數(shù)據(jù)的目的地、在過去預(yù)定時段內(nèi)接收的所有數(shù)據(jù)讀取請求的數(shù)量、命中的數(shù)據(jù)讀取請 求的數(shù)量、每個命中的數(shù)據(jù)讀取請求的響應(yīng)時間、以及每個沒有命中的數(shù)據(jù)讀取請求的響 應(yīng)時間等，使得可以根據(jù)所記錄的這些信息來獲得上述歷史運行信息。
[0044] 對于主機202,所述歷史運行信息還可以包括表示在過去預(yù)定時段內(nèi)，在主機202 的客戶工作負(fù)載和存儲優(yōu)化操作之間發(fā)生的數(shù)據(jù)I/O沖突的程度的沖突信息。具體地，當(dāng) 客戶工作負(fù)載數(shù)據(jù)I/O操作所針對的數(shù)據(jù)與高速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作所針對的數(shù)據(jù) 存在重疊時，在所述客戶工作負(fù)載和高速緩沖存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)I/O操作之間發(fā)生數(shù)據(jù)I/O沖 突?？梢杂迷谶^去預(yù)定時段內(nèi)、所述數(shù)據(jù)I/O沖突占在主機202中執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)I/O操 作的比例（即沖突I/O比例)來指示所述數(shù)據(jù)I/O沖突的程度?？梢栽诿看伟l(fā)生數(shù)據(jù)I/O沖 突時，在主機202中記錄該數(shù)據(jù)I/O沖突的相關(guān)信息，例如數(shù)據(jù)I/O沖突的數(shù)量、發(fā)生場景 等，使得可以根據(jù)所記錄的這些信息來獲得所述沖突信息。
[0045] 為了給存儲優(yōu)化操作合理地分配資源，還需要確定所述存儲優(yōu)化操作對存儲設(shè)備 201和主機202的性能提高程度，以評估該存儲優(yōu)化操作是否會帶來較大的益處。在本發(fā)明 的實施例中，可以通過預(yù)測所述存儲優(yōu)化操作使由客戶工作負(fù)載引起的數(shù)據(jù)讀取請求的響 應(yīng)時間減少的比例來預(yù)測所述性能提高程度。
[0046] 具體地，對于存儲設(shè)備201，可以通過預(yù)測分層存儲優(yōu)化操作使所述數(shù)據(jù)讀取請求 的響應(yīng)時間減少的比例來獲得所述性能提高程度的預(yù)測值。例如，可以使用下式（1)來計 算所述響應(yīng)時間減少的比例P stOTag"t :

【權(quán)利要求】
1. 一種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源的方法，包括： 監(jiān)視存儲設(shè)備的可用資源； 基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測 值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例；以及 基于所述可用資源和分配比例，向存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述機器的歷史運行信息包括指示在過去預(yù)定時 段內(nèi)所述機器的客戶工作負(fù)載的信息，并且其中，所述基于所述機器的歷史運行信息以及 存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操 作的資源的分配比例包括： 將所述分配比例設(shè)置為初始值； 響應(yīng)于所述客戶工作負(fù)載不超過第一閾值，將所述分配比例從所述初始值調(diào)整為上限 值。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述機器的歷史運行信息還包括表示在過去預(yù)定 時段內(nèi)，在所述機器的客戶工作負(fù)載和由所述機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作之間發(fā)生的數(shù)據(jù)輸 入輸出沖突的程度的沖突信息，并且其中，所述基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu) 化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資 源的分配比例還包括： 響應(yīng)于所述客戶工作負(fù)載超過第一閾值，基于所述沖突信息來改變所述分配比例。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述沖突信息是表示在過去預(yù)定時段內(nèi)，所述數(shù)據(jù) 輸入輸出沖突的數(shù)量占由所述客戶工作負(fù)載和所述存儲優(yōu)化操作引起的數(shù)據(jù)輸入輸出操 作的數(shù)量之間的比例，并且其中，響應(yīng)于所述客戶工作負(fù)載超過第一閾值，基于所述沖突信 息來改變所述分配比例包括： 響應(yīng)于所述比例超過第二閾值，減小所述分配比例；以及 響應(yīng)于所述比例不超過第二閾值，保持所述分配比例不變。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其中，所述基于所述機器的歷史運行信息 以及存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu) 化操作的資源的分配比例還包括： 根據(jù)所述性能提高程度的預(yù)測值是否超過所述存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高 程度的目標(biāo)值，調(diào)整所述分配比例。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述根據(jù)所述性能提高程度的預(yù)測值是否超過所 述存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的目標(biāo)值，調(diào)整所述分配比例包括： 響應(yīng)于所述性能提高程度的預(yù)測值超過所述性能提高程度的目標(biāo)值，增大所述分配比 例；以及 響應(yīng)于所述性能提高程度的預(yù)測值不超過所述性能提高程度的目標(biāo)值，減小或維持所 述分配比例。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述機器是使用該存儲設(shè)備提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù) 的主機和該存儲設(shè)備本身中的至少一個。
8. -種為機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的資源的系統(tǒng)，包括： 監(jiān)視設(shè)備，被配置為監(jiān)視存儲設(shè)備的可用資源； 比例確定設(shè)備，被配置為基于所述機器的歷史運行信息以及存儲優(yōu)化操作對所述機器 的性能提高程度的預(yù)測值中的至少一個，確定分配給存儲優(yōu)化操作的資源的分配比例；以 及 分配設(shè)備，被配置為基于所述可用資源和分配比例，向存儲優(yōu)化操作分配存儲設(shè)備的 資源。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述機器的歷史運行信息包括指示在過去預(yù)定時 段內(nèi)所述機器的客戶工作負(fù)載的信息，并且其中，所述比例確定設(shè)備將所述分配比例設(shè)置 為初始值，并且響應(yīng)于所述客戶工作負(fù)載不超過第一閾值，將所述分配比例從所述初始值 調(diào)整為上限值。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述機器的歷史運行信息還包括表示在過去預(yù)定 時段內(nèi)，在所述機器的客戶工作負(fù)載和由所述機器執(zhí)行的存儲優(yōu)化操作之間發(fā)生的數(shù)據(jù)輸 入輸出沖突的程度的沖突信息，并且其中，所述比例確定設(shè)備還響應(yīng)于所述客戶工作負(fù)載 超過第一閾值，基于所述沖突信息來改變所述分配比例。
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述沖突信息是表示在過去預(yù)定時段內(nèi)，所述數(shù) 據(jù)輸入輸出沖突的數(shù)量占由所述客戶工作負(fù)載和所述存儲優(yōu)化操作引起的數(shù)據(jù)輸入輸出 操作的數(shù)量之間的比例，并且其中，所述比例確定設(shè)備響應(yīng)于所述比例超過第二閾值，減小 所述分配比例，并且響應(yīng)于所述比例不超過第二閾值，保持所述分配比例不變。
12. 如權(quán)利要求8至11中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述比例確定設(shè)備根據(jù)所述性能 提高程度的預(yù)測值是否超過所述存儲優(yōu)化操作對所述機器的性能提高程度的目標(biāo)值，調(diào)整 所述分配比例。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述比例確定設(shè)備響應(yīng)于所述性能提高程度的 預(yù)測值超過所述性能提高程度的目標(biāo)值，增大所述分配比例，并且響應(yīng)于所述性能提高程 度的預(yù)測值不超過所述性能提高程度的目標(biāo)值，減小或維持所述分配比例。
14. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述機器是使用該存儲設(shè)備提供的數(shù)據(jù)存儲服務(wù) 的主機和該存儲設(shè)備本身中的至少一個。
【文檔編號】G06F12/02GK104424106SQ201310386111
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】劉洋, P.穆恩克, 梅玫, N.約安諾, 王志強, R.普雷特卡, 胡曉宇, I.科爾特西達(dá)斯 申請人:國際商業(yè)機器公司