CN106302598A - 传输路径优化方法及*** - Google Patents

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Abstract

一种传输路径优化方法，所述方法包括步骤：存储设备从SDN服务器中下载每个虚拟磁盘对应的读写配置文件；主机通过一个或多个交换机组成的传输路径连接于存储设备，以存取所述虚拟磁盘；存储设备分析从主机传输至所述虚拟磁盘的iSCSI封包，计算所述虚拟磁盘的相关读写数据，并判断是否需要变更读写配置文件，若需要则通知SDN服务器进行变更；SDN服务器通知SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从主机到所述虚拟磁盘的传输路径。本发明还提供一种传输路径优化***。本发明可以优化iSCSI SAN网络架构中从主机到存储设备之间的传输路径。

Description

传输路径优化方法及***
技术领域
本发明涉及存储局域网络技术，尤其是涉及一种传输路径优化方法及***。
背景技术
为有效运用存储资源并便于统一管理，存储局域网络（Storage Area Network，SAN）早已成为企业存储架构的主流。而鉴于早先的光纤信道SAN存在的成本高昂且须专门管理技术的问题，藉由既有的IP及以太网络为基础来建置SAN环境，以求降低SAN的导入成本、扩展SAN应用范围，便成为这几年来存储界的热门技术话题之一。种种以IP及以太网络为底层的SAN技术中，Internet小型计算机***接口（Internet Small Computer System Interface，iSCSI）因其发展成熟，以及支持厂商众多的优势，已迅速成为当前IP/以太网络SAN技术的主流。iSCSI SAN中的成员包括发起端（Initiator）与目标端（Target）两类，前者是发出存取要求的客户端设备，通常是网络上的客户端计算机主机；后者则是提供存取服务的设备，也就是存储设备。
但是，传统的iSCSI SAN网络架构无法动态调整从发起端到目标端之间的传输路径。例如，有三台主机经由相同的交换机连接至局域网络，并且透过iSCSI协议存取存储设备上不同的虚拟磁盘。在传统的网络架构下，这三台主机与存储设备之间的iSCSI数据流传输路径是固定的。然而，不同主机（或同一主机在不同时间点）对网络带宽的需求可能完全不同，现有的技术不能根据当前的网络带宽需求对传输路径进行实时调整，无法有效运用网络资源。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种传输路径优化方法，可以优化iSCSI SAN网络架构中从主机到存储设备之间的传输路径。
鉴于以上内容，还有必要提供一种传输路径优化***，可以优化iSCSI SAN网络架构中从主机到存储设备之间的传输路径。
所述传输路径优化方法包括步骤：存储设备从SDN服务器中下载所述存储设备中每个虚拟磁盘对应的读写配置文件；主机通过一个或多个交换机组成的传输路径连接于所述存储设备，以存取所述虚拟磁盘；所述存储设备分析从所述主机传输至所述虚拟磁盘的iSCSI封包，计算所述虚拟磁盘的相关读写数据；所述存储设备根据分析结果判断所述虚拟磁盘是否需要变更读写配置文件，若需要则通知所述SDN服务器变更所述虚拟磁盘对应的读写配置文件；及所述SDN服务器通知SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从所述主机到所述虚拟磁盘的传输路径。
所述传输路径优化***包括至少一个主机、交换机、存储设备、SDN服务器及SDN控制器，所述存储设备用于从所述SDN服务器中下载所述存储设备中每个虚拟磁盘对应的读写配置文件；所述主机通过一个或多个交换机组成的传输路径连接于所述存储设备，以存取所述虚拟磁盘；所述存储设备用于分析从所述主机传输至所述虚拟磁盘的iSCSI封包，计算所述虚拟磁盘的相关读写数据，并根据分析结果判断所述虚拟磁盘是否需要变更读写配置文件，若需要则通知所述SDN服务器变更所述虚拟磁盘对应的读写配置文件；及所述SDN服务器用于通知所述SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从所述主机到所述虚拟磁盘的传输路径。
相较于现有技术，所述的传输路径优化方法及***，能够根据主机传输至虚拟磁盘的iSCSI封包分析虚拟磁盘当前的读写状态，以判断是否需要变更读写配置文件，并动态调整相应的数据流传输路径，以满足主机对虚拟磁盘的读写性能需求及使网络资源更有效地被运用。
附图说明
图1是本发明传输路径优化***较佳实施例的架构图。
图2是本发明中传输路径的示意图。
图3所示是图2中各传输路径对应的累积成本和关联读写配置文件。
图4是本发明传输路径优化方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
传输路径优化*** 2
主机 10、H1
交换机 20、G0~G3、XG0~XG3
存储设备 30、S1
SDN服务器 40
SDN控制器 50
虚拟磁盘 32
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明传输路径优化***较佳实施例的架构图。在本实施例中，传输路径优化***2包括至少一个主机10、交换机20、存储设备30、软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）服务器40及SDN控制器50等（图1中所示元件个数仅为代表）。存储设备30中包括多个虚拟磁盘32。
SDN服务器40为存储设备30的每个虚拟磁盘32配置读写配置文件（I/O profile）。存储设备30连接SDN服务器40，通过验证之后，从SDN服务器40中下载每个虚拟磁盘32对应的I/O profile。所述I/O profile由存储设备30中的配置文件管理器（Profile Manager，图1中未示出）进行管理，配置文件管理器周期性地从SDN服务器40中下载最新的I/O profile。
主机10通过一个或多个交换机20组成的传输路径连接于存储设备30，以存取存储设备30的虚拟磁盘32。例如，图2所示为从主机H1连接至存储设备S1的各种传输路径。其中，主机H1连接于交换机G0，存储设备S1连接于交换机XG3，交换机G0与交换机XG3之间经由交换机G1、G2、G3、XG0、XG1、XG2中的一个或多个，一共有7种不同的传输路径。
存储设备30分析从主机10传输至虚拟磁盘32的iSCSI封包，计算该虚拟磁盘32的相关I/O数据。在本实施例中，所述I/O数据为吞吐量（Throughput）和每秒进行读写操作的次数（Input/Output Operations Per Second，IOPS）。存储设备30检查iSCSI封包中的SCSI命令是否为I/O命令，若是则对I/O命令数和I/O数据量进行累加，从而计算得到所述Throughput和IOPS的数值。
然后，存储设备30根据分析结果判断该虚拟磁盘32是否需要变更I/O profile。每个I/O profile中定义了不同I/O级别（高、中、低）的Throughput和IOPS数值范围。在本实施例中，存储设备30每隔预定时间（如t秒）将计算出的I/O数据与该虚拟磁盘32事先配置好的I/O profile中的I/O数据进行比对，找出与该虚拟磁盘32相匹配的I/O profile。若该相匹配的I/O profile与该虚拟磁盘32目前采用的I/O profile不同，则存储设备30判断该虚拟磁盘32需要变更I/O profile。
当判断出该虚拟磁盘32需要变更I/O profile时，存储设备30通知SDN服务器40变更该虚拟磁盘32对应的I/O profile，即将该虚拟磁盘32目前采用的I/O profile变更为该相匹配的I/O profile。
SDN服务器40通知SDN控制器50根据变更后的I/O profile优化从主机10到该虚拟磁盘32的传输路径。SDN控制器50首先找出从主机10到该虚拟磁盘32之间所有可能的传输路径，然后分别计算各个传输路径的度量值（Metric）。在本实施例中，可以采用链路状态（Link State）路由协议来计算各个传输路径的度量值。常用的链路状态路由协议包括开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）与加强型内部网关路由协议（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol，EIGRP）。举例来说，OSPF使用链路成本作为度量值，如果网络区段的速度越快，带宽就越大，计算出的链路成本就越小。SDN控制器50根据各个传输路径的路径长度、度量值及负载均衡等考量因素来决定该变更后的I/O profile应该采用的传输路径。
例如，图2中交换机G0~G3为GbE交换机，XG0~XG3为10GbE交换机，GbE交换机的链路成本为10，10GbE交换机的链路成本为1。参阅图3所示，为图2中各传输路径对应的累积成本和关联I/O profile。如传输路径G0-XG0-XG1-XG2-XG3对应的累积成本为10+1+1+1=13，关联的I/O profile为Profile 7、8、9。SDN控制器50根据图3中的计算结果，即可判断出从主机H1到存储设备S1的优化的传输路径。
当SDN控制器50进行优化后，主机10发出的iSCSI封包经由该优化后的传输路径传输至存储设备30。
参阅图4所示，是本发明传输路径优化方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，存储设备30连接SDN服务器40，通过验证之后，从SDN服务器40中下载每个虚拟磁盘32对应的I/O profile。
步骤S12，主机10通过一个或多个交换机20组成的传输路径连接于存储设备30，以存取存储设备30的虚拟磁盘32。
步骤S14，存储设备30分析从主机10传输至虚拟磁盘32的iSCSI封包，计算该虚拟磁盘32的相关I/O数据。在本实施例中，所述I/O数据为Throughput和IOPS。存储设备30检查iSCSI封包中的SCSI命令是否为I/O命令，若是则对I/O命令数和I/O数据量进行累加，从而计算得到所述Throughput和IOPS的数值。
步骤S16，存储设备30根据分析结果判断该虚拟磁盘32是否需要变更I/O profile。每个I/O profile中定义了不同I/O级别的Throughput和IOPS数值范围。在本实施例中，存储设备30每隔预定时间将计算出的I/O数据与该虚拟磁盘32事先配置好的I/O profile中的I/O数据进行比对，找出与该虚拟磁盘32相匹配的I/O profile。若该相匹配的I/O profile与该虚拟磁盘32目前采用的I/O profile不同，则存储设备30判断该虚拟磁盘32需要变更I/O profile。当判断出该虚拟磁盘32需要变更I/O profile时，执行步骤S18。当判断出该虚拟磁盘32不需要变更I/O profile时，返回步骤S14。
步骤S18，存储设备30通知SDN服务器40变更该虚拟磁盘32对应的I/O profile，即将该虚拟磁盘32目前采用的I/O profile变更为该相匹配的I/O profile。
步骤S20，SDN服务器40通知SDN控制器50根据变更后的I/O profile优化从主机10到该虚拟磁盘32的传输路径。SDN控制器50首先找出从主机10到该虚拟磁盘32之间所有可能的传输路径，然后分别计算各个传输路径的度量值。在本实施例中，可以采用链路状态路由协议来计算各个传输路径的度量值。常用的链路状态路由协议包括OSPF与EIGRP。举例来说，OSPF使用链路成本作为度量值，如果网络区段的速度越快，带宽就越大，计算出的链路成本就越小。SDN控制器50根据各个传输路径的路径长度、度量值及负载均衡等考量因素来决定该变更后的I/O profile应该采用的传输路径。
步骤S22，主机10发出的iSCSI封包经由该优化后的传输路径传输至存储设备30。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种传输路径优化方法，用于优化Internet小型计算机***接口iSCSI存储局域网络架构中从主机到存储设备之间的传输路径，其特征在于，该方法包括步骤：
所述存储设备从软件定义网络SDN服务器中下载所述存储设备中每个虚拟磁盘对应的读写配置文件；
所述主机通过一个或多个交换机组成的传输路径连接于所述存储设备，以存取所述虚拟磁盘；
所述存储设备分析从所述主机传输至所述虚拟磁盘的iSCSI封包，计算所述虚拟磁盘的相关读写数据；
所述存储设备根据分析结果判断所述虚拟磁盘是否需要变更读写配置文件，若需要则通知所述SDN服务器变更所述虚拟磁盘对应的读写配置文件；及
所述SDN服务器通知SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从所述主机到所述虚拟磁盘的传输路径。
2.如权利要求1所述的传输路径优化方法，其特征在于，所述读写数据为吞吐量和每秒进行读写操作的次数，所述存储设备通过检查所述iSCSI封包中的SCSI命令是否为读写命令，若是则对读写命令数和读写数据量进行累加，从而计算得到所述吞吐量和每秒进行读写操作的次数的数值。
3.如权利要求1所述的传输路径优化方法，其特征在于，所述存储设备根据分析结果判断所述虚拟磁盘是否需要变更读写配置文件的步骤还包括：
所述存储设备每隔预定时间将计算出的读写数据与所述虚拟磁盘事先配置的读写配置文件中的读写数据进行比对，找出与所述虚拟磁盘相匹配的读写配置文件；及
若所述相匹配的读写配置文件与所述虚拟磁盘目前采用的读写配置文件不同，则所述存储设备判断所述虚拟磁盘需要变更读写配置文件。
4.如权利要求1所述的传输路径优化方法，其特征在于，所述SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从所述主机到所述虚拟磁盘的传输路径的步骤还包括：
所述SDN控制器找出从所述主机到所述虚拟磁盘之间的所有传输路径；
所述SDN控制器分别计算各个传输路径的度量值；及
所述SDN控制器根据各个传输路径的路径长度、度量值及负载均衡来决定该变更后的读写配置文件应该采用的传输路径。
5.如权利要求4所述的传输路径优化方法，其特征在于，所述度量值为根据链路状态路由协议计算的各个传输路径的累积链路成本。
6.一种传输路径优化***，应用于Internet小型计算机***接口iSCSI存储局域网络架构中，该***包括至少一个主机、交换机、存储设备、软件定义网络SDN服务器及SDN控制器，其特征在于；
所述存储设备用于从所述SDN服务器中下载所述存储设备中每个虚拟磁盘对应的读写配置文件；
所述主机通过一个或多个交换机组成的传输路径连接于所述存储设备，以存取所述虚拟磁盘；
所述存储设备用于分析从所述主机传输至所述虚拟磁盘的iSCSI封包，计算所述虚拟磁盘的相关读写数据，并根据分析结果判断所述虚拟磁盘是否需要变更读写配置文件，若需要则通知所述SDN服务器变更所述虚拟磁盘对应的读写配置文件；及
所述SDN服务器用于通知所述SDN控制器根据变更后的读写配置文件优化从所述主机到所述虚拟磁盘的传输路径。
7.如权利要求6所述的传输路径优化***，其特征在于，所述读写数据为吞吐量和每秒进行读写操作的次数，所述存储设备通过检查所述iSCSI封包中的SCSI命令是否为读写命令，若是则对读写命令数和读写数据量进行累加，从而计算得到所述吞吐量和每秒进行读写操作的次数的数值。
8.如权利要求6所述的传输路径优化***，其特征在于，所述存储设备还用于每隔预定时间将计算出的读写数据与所述虚拟磁盘事先配置的读写配置文件中的读写数据进行比对，找出与所述虚拟磁盘相匹配的读写配置文件；
若所述相匹配的读写配置文件与所述虚拟磁盘目前采用的读写配置文件不同，则所述存储设备判断所述虚拟磁盘需要变更读写配置文件。
9.如权利要求6所述的传输路径优化***，其特征在于，所述SDN控制器用于找出从所述主机到所述虚拟磁盘之间的所有传输路径，分别计算各个传输路径的度量值，并根据各个传输路径的路径长度、度量值及负载均衡来决定该变更后的读写配置文件应该采用的传输路径。
10.如权利要求9所述的传输路径优化***，其特征在于，所述度量值为根据链路状态路由协议计算的各个传输路径的累积链路成本。
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