CN101448022A - 互联网小型计算机***接口接收端窗口控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制方法，该方法包括：监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。本发明同时公开一种iSCSI接收端窗口控制装置。采用本发明可以提高iSCSI接收端资源利用率和iSCSI发送端的访问速率。

Description

互联网小型计算机***接口接收端窗口控制方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机存储技术领域，尤其涉及互联网小型计算机***接口接收端窗口控制方法及装置。

背景技术

iSCSI(Internet Small Computer System Interface，互联网小型计算机***接口)协议，是IETF(Internet Engineering Task Force，互联网工程任务小组)制定的基于互联网TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网络互连协议)的网络存储协议。它通过现有的TCP/IP协议传输SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机***接口)包，解决了SCSI传输距离受限制的问题。iSCSI发送端(Initiator)将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中再通过网络转发，iSCSI接收端(Target)收到TCP/IP包之后，协议处理前端将其还原为SCSI命令和数据，并交由给后端执行，完成之后将返回的SCSI命令和数据再封装到TCP/IP包中返回给iSCSI发送端。

iSCSI接收端与每个iSCSI发送端建立会话(session)，当多个iSCSI发送端与iSCSI接收端相连时，会存在多个会话。由于iSCSI协议建立在不稳定的TCP/IP链路上，从iSCSI发送端发送的顺序PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)可能会乱序的到达iSCSI接收端。

为了解决上述PDU乱序到达iSCSI接收端的问题，现有技术中，以会话为单位，用固定大小的窗口限制能接收的PDU个数。对于iSCSI发送端发送的PDU，若该PDU的序列号在窗口范围内，或该PDU为立即PDU，则iSCSI接收端接收并暂存该PDU，等待处理；若该PDU的序列号在窗口范围之外，并且该PDU为非立即PDU，则iSCSI接收端直接丢弃该PDU，直至iSCSI发送端检测到延时并重发PDU。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述现有技术用固定的窗口大小对不同业务类型的会话，在具有不同流量的时间段里采用统一方式管理，虽然实施时简单方便，但是存在如下不足：

1、若窗口设置过小，iSCSI接收端资源利用率较低，将造成后端资源浪费；并且，由于iSCSI发送端发出的很多PDU无法被接收，iSCSI发送端收不到iSCSI接收端的响应，将引发iSCSI发送端对多个PDU多次重发，增加iSCSI接收端协议处理前端的处理压力。

2、若窗口设置过大，iSCSI接收端资源紧张，可能引发SCSI命令处理延时，iSCSI发送端收不到iSCSI接收端的响应，iSCSI发送端重发PDU，形成恶性循环，影响读写数据业务。

3、对不同的会话而言，网络环境和业务类型均有较大差别，使用固定的窗口大小会造成对各会话处理的负载不均衡。

发明内容

本发明实施例提供一种互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制方法，用以提高iSCSI接收端资源利用率、iSCSI发送端的访问速率，该方法包括：

监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；

在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

较佳的，所述在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小包括：

检测到SCSI窗口状态更改为忙碌状态，则将会话窗口减小；

检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则将会话窗口增大。

较佳的，所述将会话窗口减小是指：将会话窗口大小减半。

较佳的，所述在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小包括：

检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

较佳的，所述根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小包括：

若会话窗口占用率在第一设定时间内持续超过第一设定值，则将会话窗口增大；

若会话窗口占用率在第一设定时间内未持续超过第一设定值，则保持会话窗口大小不变。

较佳的，SCSI窗口占用率在第二设定时间内持续超过第二设定值时，SCSI窗口状态更改为忙碌状态；

SCSI窗口占用率在第三设定时间内持续低于第三设定值时，SCSI窗口状态更改为空闲状态。

较佳的，所述将会话窗口增大是指：将会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1。

本发明实施例还提供一种iSCSI接收端窗口控制装置，用以提高iSCSI接收端资源利用率、iSCSI发送端的访问速率，该装置包括：

SCSI窗口监管模块，用于监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；在检测到SCSI窗口状态发生更改时，发出SCSI窗口状态发生更改的通知；

会话窗口调控模块，用于在接收到所述通知后，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

较佳的，所述会话窗口调控模块包括：

第一调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为忙碌状态时，将会话窗口减小；

第二调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，将会话窗口增大。

较佳的，所述会话窗口调控模块包括：

第三调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

本发明实施例中，对SCSI窗口状态进行监控，在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小，由于SCSI窗口状态反映iSCSI接收端的负载情况和业务类型，因此，可实现iSCSI接收端根据负载情况和业务类型动态调节会话窗口大小，从而有效的调节接收窗口和后端处理的平衡，提高iSCSI接收端资源利用率；以及，及时响应业务流量的不断变化，保证iSCSI PDU的及时处理，提高iSCSI发送端的访问速率。

进一步的，检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小，若会话窗口占用率在第一设定时间内持续超过第一设定值，则将会话窗口增大；若会话窗口占用率在第一设定时间内未持续超过第一设定值，则保持会话窗口大小不变，可以有效实现各会话之间的负载平衡。

附图说明

图1为本发明实施例中iSCSI接收端对接收到的iSCSI PDU进行处理的示意图；

图2为本发明实施例中iSCSI接收端窗口关系示意图；

图3为本发明实施例中互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制流程图；

图4为本发明实施例中监控SCSI窗口状态变化的流程图；

图5为本发明实施例中动态调控会话窗口状态的流程图；

图6为本发明实施例中SCSI窗口状态更改为Warning_dec的示意图；

图7为本发明实施例中减小后的会话窗口状态的示意图；

图8为本发明实施例中SCSI窗口状态更改为Warning_inc的示意图；

图9、图10为本发明实施例中增大后的会话窗口状态的示意图；

图11为本发明实施例中iSCSI接收端窗口控制装置的结构示意图；

图12、图13为本发明实施例中会话窗口调控模块的结构示意图。

具体实施方式

发明人考虑到，作为存储设备的最前端，会话窗口的大小设定对数据读写的效率有着很大的影响，而会话窗口的设定与当前iSCSI接收端的负载情况、业务类型这两个因素有着很大的联系，这两者在***运行过程中不断变化，因而在本发明实施例中提供一种互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制方法，用以提高iSCSI接收端资源利用率、iSCSI发送端的访问速率。

本发明实施例中涉及两类窗口：SCSI窗口和会话窗口。iSCSI接收端接收到iSCSI发送端发送的iSCSI PDU之后，解析iSCSI PDU获得SCSI命令和数据，将SCSI命令缓存于SCSI窗口中等待后端处理；每个会话对应一个会话窗口，用于接收并缓存iSCSI发送端发送的iSCSI PDU。

如图1所示，iSCSI接收端的协议处理层对接收到的iSCSI PDU进行处理，解析出SCSI命令和数据，传送给对应的逻辑设备层处理，逻辑设备层将SCSI命令和数据进行分解，交由后端设备进行处理。

如图2所示，iSCSI接收端的协议处理层为iSCSI接收端的每一个会话建立对应的窗口。具体的，对于每个会话，在前端建立一个会话窗口，用于缓存iSCSI PDU，在后端建立一个SCSI窗口，用于缓存解析iSCSI PDU获得的SCSI命令。

由于SCSI窗口状态反映iSCSI接收端的负载情况和业务类型，因此iSCSI接收端可以周期性地检查SCSI窗口状态，并对其变化进行实时处理，对会话窗口进行动态调控，从而有效的调节接收窗口和后端处理的平衡，提高iSCSI接收端资源利用率；以及，及时响应业务流量的不断变化，保证iSCSI PDU的及时处理，提高iSCSI发送端的访问速率。

如图3所示，本发明实施例中，互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制流程如下：

步骤301、监控小型计算机***接口SCSI窗口状态。实施中可以定期或不定期的监控SCSI窗口状态，当然也可以周期性的监控SCSI窗口状态。

步骤302、在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

一个实施例中，若检测到SCSI窗口状态更改为忙碌状态，则可以将会话窗口减小；若检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则可以将会话窗口增大。其中，将会话窗口减小可以有多种方式，比如：将会话窗口大小减半、将会话窗口以指数方式减小等；将会话窗口增大也可以有多种方式，比如：将会话窗口大小线性增加、将会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1(即：使增大后的会话窗口可多接收1个iSCSI PDU)等。

为了有效实现各会话之间的负载平衡，一个实施例中，在检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态时，可以根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

实施中，可以在检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态之后，对会话窗口占用率进行定期或不定期检测，当然也可以进行周期性检测，若会话窗口占用率在第一设定时间内持续超过第一设定值，则将会话窗口增大；若会话窗口占用率在第一设定时间内未持续超过第一设定值，则保持会话窗口大小不变。其中，将会话窗口增大也可以有多种方式，比如：将会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1。

前述SCSI窗口状态更改为忙碌状态是指：SCSI窗口占用率在第二设定时间内持续超过第二设定值时，SCSI窗口状态更改为忙碌状态；SCSI窗口状态更改为空闲状态是指：SCSI窗口占用率在第三设定时间内持续低于第三设定值时，SCSI窗口状态更改为空闲状态。若iSCSI接收端业务为数据读写较频繁的业务，例如需要实时监控的业务，则SCSI窗口占用率较高；反之，则SCSI窗口占用率较低。在一定时间内iSCSI接收端的负载量越大，则SCSI窗口占用率越高；负载量越小，则SCSI窗口占用率越低。

下面举例说明本发明实施例方案的实施。本例中涉及的参数定义如下：

SCSI_occup_perc_upper表示SCSI窗口占用率上限，即前述第二设定值；

SCSI_occup_perc_low表示SCSI窗口占用率下限，即前述第三设定值；

SCSI_remaing_time_upper表示SCSI窗口上限容忍时间，即前述第二设定时间；

SCSI_remaing_time_low表示SCSI窗口下限容忍时间，即前述第三设定时间；

sess_occup_perc_upper表示session窗口占用率上限，即前述第一设定值；

sess_remaing_time_upper表示session窗口上限容忍时间，即前述第一设定时间；

上述参数的具体取值可根据实际情况进行设置。

本例中涉及的SCSI窗口状态定义如下：

Warning_dec：当SCSI窗口占用率在设定时间SCSI_remaing_time_upper内持续超过SCSI_occup_perc_upper，则SCSI窗口状态更改为Warning_dec，即忙碌状态。

Warning_inc：当SCSI窗口占用率在设定时间SCSI_remaing_time_low内持续低于SCSI_occup_perc_low，则SCSI窗口状态更改为Warning_inc，即空闲状态。

Normal：非以上两种状态则为Normal状态。

如图4所示，周期性地监控SCSI窗口，当发现SCSI窗口状态更改为Warning_dec或Warning_inc时，发出SCSI窗口状态更改的通知。

如图5所示，接收到SCSI窗口状态更改的通知后，确定SCSI窗口更改后的状态，若为Warning_dec，则将会话窗口减小，例如将会话窗口减半；若为Warning_inc，则将会话窗口增大，例如将会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1。

如图6所示，后端压力过大时，SCSI窗口中缓存了过多SCSI命令，SCSI窗口状态更改为Warning_dec。监控到SCSI窗口状态的这一变化时，将所有会话窗口大小减半，从前端减少流量，减小后的会话窗口状态如图7所示。

如图8所示，后端压力较小时，窗口占用率较低，SCSI窗口状态更改为Warning_inc。监控到SCSI窗口状态的这一变化时，将所有会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1，增大后的会话窗口状态如图9所示。

为了有效实现各会话之间的负载平衡，本例中，若SCSI窗口状态更改为Warning_inc，则进一步查看此时会话窗口的状态，若在设定时间sess_remaing_time_upper内会话窗口占用率持续超过sess_occup_perc_upper，则增大会话窗口，例如可将会话窗口iSCSI PDU的接收数量增加1；反之则保持会话窗口大小不变。

如图10所示，当SCSI窗口状态为Warning_inc时，将在设定时间sess_remaing_time_upper内会话窗口占用率持续超过sess_occup_perc_upper的两个会话窗口增大。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种iSCSI接收端窗口控制装置，其结构如图11所示，可以包括：

SCSI窗口监管模块1101，用于监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；在检测到SCSI窗口状态发生更改时，发出SCSI窗口状态发生更改的通知；

会话窗口调控模块1102，用于在接收到所述通知后，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

如图12所示，一个实施例中，会话窗口调控模块1102可以包括：

第一调控子模块1201，用于在SCSI窗口状态更改为忙碌状态时，将会话窗口减小；

第二调控子模块1202，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，将会话窗口增大。

如图13所示，一个实施例中，会话窗口调控模块1102可以包括：

第三调控子模块1301，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

本发明实施例中，对SCSI窗口状态进行监控，在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小，由于SCSI窗口状态反映iSCSI接收端的负载情况和业务类型，因此，可实现iSCSI接收端根据负载情况和业务类型动态调节会话窗口大小，从而有效的调节接收窗口和后端处理的平衡，提高iSCSI接收端资源利用率；以及，及时响应业务流量的不断变化，保证iSCSI PDU的及时处理，提高iSCSI发送端的访问速率。

进一步的，检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小，若会话窗口占用率在第一设定时间内持续超过第一设定值，则将会话窗口增大；若会话窗口占用率在第一设定时间内未持续超过第一设定值，则保持会话窗口大小不变，可以有效实现各会话之间的负载平衡。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种互联网小型计算机***接口iSCSI接收端窗口控制方法，其特征在于，该方法包括：

监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；

在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小包括：

检测到SCSI窗口状态更改为忙碌状态，则将会话窗口减小；

检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则将会话窗口增大。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将会话窗口减小是指：将会话窗口大小减半。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在检测到SCSI窗口状态发生更改时，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小包括：

检测到SCSI窗口状态更改为空闲状态，则根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小包括：

若会话窗口占用率在第一设定时间内持续超过第一设定值，则将会话窗口增大；

若会话窗口占用率在第一设定时间内未持续超过第一设定值，则保持会话窗口大小不变。

6、如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，SCSI窗口占用率在第二设定时间内持续超过第二设定值时，SCSI窗口状态更改为忙碌状态；

SCSI窗口占用率在第三设定时间内持续低于第三设定值时，SCSI窗口状态更改为空闲状态。

7、如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述将会话窗口增大是指：将会话窗口iSCSI协议数据单元PDU的接收数量增加1。

8、一种iSCSI接收端窗口控制装置，其特征在于，包括：

SCSI窗口监管模块，用于监控小型计算机***接口SCSI窗口状态；在检测到SCSI窗口状态发生更改时，发出SCSI窗口状态发生更改的通知；

会话窗口调控模块，用于在接收到所述通知后，根据SCSI窗口状态的更改，控制会话窗口的大小。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述会话窗口调控模块包括：

第一调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为忙碌状态时，将会话窗口减小；

第二调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，将会话窗口增大。

10、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述会话窗口调控模块包括：

第三调控子模块，用于在SCSI窗口状态更改为空闲状态时，根据会话窗口占用率控制会话窗口的大小。

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