CN109582247B - 一种主机到存储***io的传输方法及存储*** - Google Patents

一种主机到存储***io的传输方法及存储*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主机到存储***IO的传输方法、存储***及计算机可读存储介质，通过将第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务转换为其所对应的第一存储单元和第二存储单元之间的第三IO传输任务，使数据从原来的需要经过第一存储单元、第一主机、第二主机和第二存储单元，变成从第一存储单元直接到第二存储单元，极大地节省了主机的资源开销。而通过将主机与存储***之间的第一IO传输任务和存储单元之间的第三IO传输任务分别放在两个传输队列中，有利于分别管理，避免存储***在执行第三IO传输任务时影响第一IO传输任务的执行，进一步节省了主机的资源开销，加快了主机与存储***之间的IO传输。

Description

一种主机到存储***IO的传输方法及存储***
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种主机到存储***IO的传输方法、存储***及计算机可读存储介质。
背景技术
现今，对后端存储***分区的成功使用，满足了服务器主机下发数据的安全性和稳定性的要求。而缓存和闪存的成功使用，满足了各个计算机领域对于计算资源和计算速率的需求，极大地加快了数据处理的速度。
主机与存储***之间IO的传输任务主要包括两种，一种仅是主机与存储***之间的IO传输任务，一种是主机与主机之间的IO传输任务。但是对于后者来说，当一个主机向另一个主机发送数据时，需要从发送方主机对应的存储单元中调取数据，将之传递给接收方主机，接收方主机再将数据存在对应的存储单元中，数据经历了四个节点，三条传输线路，极大地影响了主机端的资源开销。
因此，如何改善主机与存储***之间IO的传输管理，从而减小主机端的资源开销，加快主机与存储***之间的IO传输，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种主机到存储***IO的传输方法、存储***及计算机可读存储介质，用于改善主机与存储***之间IO的传输管理，从而减小主机端的资源开销，加快主机与存储***之间的IO传输。
为解决上述技术问题，本发明提供一种主机到存储***IO的传输方法，基于存储***，包括：
解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务；
当所述IO传输任务为所述第一主机与所述存储***之间的第一IO传输任务时，将所述第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行所述第一IO传输任务；
当所述IO传输任务为所述第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与所述第一主机对应的第一存储单元以及与所述第二主机对应的第二存储单元，将所述第二IO传输任务转换为所述第一存储单元与所述第二存储单元之间的第三IO传输任务，将所述第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务。
可选的，所述按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务，具体为：
当所述第一传输队列为空时，执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务。
可选的，还包括：
接收对所述第一预设规则的设置以及对所述第二预设规则的设置。
可选的，所述设置具体包括每秒的读写次数IOPS设置和/或带宽设置。
可选的，所述第二传输队列的数量具体为多个，且所述第二传输队列与 IO传输路径一一对应。
可选的，还包括：
根据所述第二传输队列中的第三IO传输任务的数量计算IO延迟时间；
将所述IO延迟时间发送至所述第一主机。
可选的，还包括：
当所述IO延迟时间大于预设值时，暂停对所述第三IO传输任务的执行。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储***，包括：
解析单元，用于解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务；
第一传输单元，用于当所述IO传输任务为所述第一主机与所述存储***之间的第一IO传输任务时，将所述第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行所述第一IO传输任务；
第二传输单元，用于当所述IO传输任务为所述第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与所述第一主机对应的第一存储单元以及与所述第二主机对应的第二存储单元，将所述第二IO传输任务转换为所述第一存储单元与所述第二存储单元之间的第三IO传输任务，将所述第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储***，包括：
存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述主机到存储***IO的传输方法的步骤；
处理器，用于执行所述指令。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述主机到存储***IO的传输方法的步骤。
本发明所提供的主机到存储***IO的传输方法，基于存储***，在解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务后，当IO传输任务为第一主机与存储***之间的第一IO传输任务时，将第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行第一IO传输任务；当IO传输任务为第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与第一主机对应的第一存储单元以及与第二主机对应的第二存储单元，将第二IO传输任务转换为第一存储单元与第二存储单元之间的第三IO传输任务，将第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行第二传输队列中的第三IO传输任务。通过将第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务转换为其所对应的第一存储单元和第二存储单元之间的第三IO传输任务，使数据从原来的需要经过第一存储单元、第一主机、第二主机和第二存储单元，变成从第一存储单元直接到第二存储单元，无需再经过第一主机或第二主机，因此对第一主机和第二主机来说极大地节省了资源开销。而通过将主机与存储***之间的第一IO传输任务和存储单元之间的第三IO传输任务分别放在两个传输队列中，有利于分别管理，避免存储***在执行第三IO传输任务时影响第一IO传输任务的执行，进一步节省了主机的资源开销，加快了主机与存储***之间的IO传输。本发明还提供一种存储***及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种主机到存储***IO的传输方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种主机到存储***IO的传输方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种存储***的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种存储***的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种主机到存储***IO的传输方法、存储***及计算机可读存储介质，用于改善主机与存储***之间IO的传输管理，从而减小主机端的资源开销，加快主机与存储***之间的IO传输。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种主机到存储***IO的传输方法的流程图。如图1所示，主机到存储***IO的传输方法包括：
S10：解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务。
在实际应用中，存储***包括处理器和存储器，本发明实施例提供的方案可以基于存储***的处理器执行。基于分区技术，存储***包括多个存储单元，即逻辑卷LUN。
当接收到来自第一主机发送的IO传输命令后，解析得到IO传输任务，包括待传输的数据、发送地址和接收地址等。
S11：当IO传输任务为第一主机与存储***之间的第一IO传输任务时，将第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行第一IO传输任务。
第一IO传输任务为第一主机对存储***的读取任务，具体可以按照时间的先后顺序将第一IO传输任务列入第一传输队列，并从第一传输队列中时间最早的一端开始处理第一IO传输任务。还可以按照第一IO传输任务的重要等级排列第一IO传输任务，如对于进行加急标记的第一IO传输任务进行优先处理。
S12：当IO传输任务为第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与第一主机对应的第一存储单元以及与第二主机对应的第二存储单元，将第二IO传输任务转换为第一存储单元与第二存储单元之间的第三IO传输任务，将第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行第二传输队列中的第三IO传输任务。
第二IO传输任务为主机之间的IO传输任务。
在现有技术中，第一主机向第二主机传输数据，需要先从第一主机对应的第一存储单元调取数据，发送至第二主机，第二主机再存储于对应的第二存储单元中。而实际上第一存储单元和第二存储单元可能处于同一存储***中，因此基于存储***的处理器，在解析得到第二IO传输任务后，根据发送方第一主机和接收方第二主机，获取其所对应的第一存储单元和第二存储单元，将主机与主机之间的第二IO传输任务转换为存储单元之间的第三IO传输任务，从而大大节省了传输路径，传输的数据也无需再经过主机，从而大大节省了主机的资源开销。
然而存储***对IO传输任务的解析过程以及存储单元之间的IO传输过程，都会占用存储***的资源，可能会影响主机与存储***之间的IO传输，为了避免这种情况，将主机之间的第一IO传输任务以及存储***之间的第三 IO传输任务分别放至不同的结构体中，如建立fast_path_fbr和slow_path_fbr 两个结构体，将第一IO传输任务放至fast_path_fbr中，以第一传输队列的形式列队处理，将第三IO传输任务放至slow_path_fbr中，以第二传输队列的形式列队处理。分别为两个结构体分配不同的线程，避免第一IO传输任务与第三IO传输任务冲突，主要是避免第三IO传输任务影响第一IO传输任务，如按第二预设规则执行第二传输队列中的第三IO传输任务，具体可以为当第一传输队列为空时，执行第二传输队列中的第三IO传输任务。这样可以保证主机与存储***之间的第一IO传输任务完全不会受到第三IO传输任务的影响。
主机到存储***IO的传输方法还可以包括：
接收对第一预设规则的设置以及对第二预设规则的设置。
第一预设规则和第二预设规则可以是预先设定的固定设置，也可以是根据用户输入的设置随时调整的。
设置具体可以包括每秒的读写次数IOPS设置和/或带宽设置。
在实际应用中，每秒的读写次数IOPS设置和/或带宽设置，相当于设置分配给第一IO传输任务的线程数以及分配给第三IO传输任务的线程数，在 IO传输任务过多时，对第三IO传输任务进行限流处理。
设置还可以包括对第二传输队列的限流定时设置，由用户选择对第三IO 传输任务的限流时间。
进一步地，第二传输队列的数量具体可以为多个，且第二传输队列与IO 传输路径一一对应。
对于不同的传输路径，如第一存储单元与第二存储单元之间的传输路径，第二存储单元和第三存储单元之间的传输路径等，设置不同的第二传输队列，并为各第二传输队列进行不同的设置。
本发明实施例提供的主机到存储***IO的传输方法，通过将第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务转换为其所对应的第一存储单元和第二存储单元之间的第三IO传输任务，使数据从原来的需要经过第一存储单元、第一主机、第二主机和第二存储单元，变成从第一存储单元直接到第二存储单元，无需再经过第一主机或第二主机，因此对第一主机和第二主机来说极大地节省了资源开销。而通过将主机与存储***之间的第一IO传输任务和存储单元之间的第三IO传输任务分别放在两个传输队列中，有利于分别管理，避免存储***在执行第三IO传输任务时影响第一IO传输任务的执行，进一步节省了主机的资源开销，加快了主机与存储***之间的IO传输。
图2为本发明实施例提供的另一种主机到存储***IO的传输方法的流程图。如图2所示，主机到存储***IO的传输方法还包括：
S20：根据第二传输队列中的第三IO传输任务的数量计算IO延迟时间。
在具体实施中，可以根据第三IO传输任务的数量或slow_path_fbr的数量或各第三IO传输任务所占用的线程数估算IO延迟时间。
S21：将IO延迟时间发送至第一主机。
将估算到的IO延迟时间发送至第一主机，以供第一主机判断是否需要暂停对第三IO传输任务的执行，以避免时延过长导致各IO传输任务中断。
进一步的，还可以包括：
S22：当IO延迟时间大于预设值时，暂停对第三IO传输任务的执行。
当IO延迟时间大于预设值时，存储***直接暂停对第三IO传输任务的执行，避免时延过长导致各IO传输任务中断。
本发明实施例提供的主机到存储***IO的传输方法，在上述实施例的基础上还包括根据第三IO传输任务的数量计算IO延迟时间，以根据IO延迟时间判断是否要暂停各IO传输任务以避免时延过长导致IO传输中断，由此进一步提高了主机与存储***之间IO传输的稳定性。
上文详述了主机到存储***IO的传输方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述传输方法对应的存储***。
图3为本发明实施例提供的一种存储***的结构示意图。如图3所示，存储***包括：
解析单元301，用于解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO 传输任务；
第一传输单元302，用于当IO传输任务为第一主机与存储***之间的第一IO传输任务时，将第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行第一IO传输任务；
第二传输单元303，用于当IO传输任务为第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与第一主机对应的第一存储单元以及与第二主机对应的第二存储单元，将第二IO传输任务转换为第一存储单元与第二存储单元之间的第三IO传输任务，将第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行第二传输队列中的第三IO传输任务。
由于存储***部分的实施例与传输方法部分的实施例相互对应，因此存储***部分的实施例请参见传输方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图4为本发明实施例提供的另一种存储***的结构示意图。如图4所示，该存储***可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)410(例如，一个或一个以上处理器)和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质 430(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器420和存储介质430 可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对计算装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在存储*** 400上执行存储介质430中的一系列指令操作。
存储***400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口450，一个或一个以上输入输出接口460 ，和/或，一个或一个以上操作***431，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM， FreeBSDTM等等。
上述图1至图2所描述的主机到存储***IO的传输方法中的步骤由存储***基于该图4所示的结构实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储***及计算机可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、存储***及计算机可读存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种主机到存储***IO的传输方法、存储***及计算机可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种主机到存储***IO的传输方法，其特征在于，基于存储***，包括：
解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务；
当所述IO传输任务为所述第一主机与所述存储***之间的第一IO传输任务时，将所述第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行所述第一IO传输任务；
当所述IO传输任务为所述第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与所述第一主机对应的第一存储单元以及与所述第二主机对应的第二存储单元，将所述第二IO传输任务转换为所述第一存储单元与所述第二存储单元之间的第三IO传输任务，将所述第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务；
其中，所述第一存储单元与所述第二存储单元均位于同一所述存储***。
2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务，具体为：
当所述第一传输队列为空时，执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务。
3.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，还包括：
接收对所述第一预设规则的设置以及对所述第二预设规则的设置。
4.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述设置具体包括每秒的读写次数IOPS设置和/或带宽设置。
5.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述第二传输队列的数量具体为多个，且所述第二传输队列与IO传输路径一一对应。
6.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，还包括：
根据所述第二传输队列中的第三IO传输任务的数量计算IO延迟时间；
将所述IO延迟时间发送至所述第一主机。
7.根据权利要求6所述的传输方法，其特征在于，还包括：
当所述IO延迟时间大于预设值时，暂停对所述第三IO传输任务的执行。
8.一种存储***，其特征在于，包括：
解析单元，用于解析接收到的第一主机发送的IO传输命令，得到IO传输任务；
第一传输单元，用于当所述IO传输任务为所述第一主机与所述存储***之间的第一IO传输任务时，将所述第一IO传输任务列入第一传输队列，并按第一预设规则执行所述第一IO传输任务；
第二传输单元，用于当所述IO传输任务为所述第一主机与第二主机之间的第二IO传输任务时，获取与所述第一主机对应的第一存储单元以及与所述第二主机对应的第二存储单元，将所述第二IO传输任务转换为所述第一存储单元与所述第二存储单元之间的第三IO传输任务，将所述第三IO传输任务列入第二传输队列，并按第二预设规则执行所述第二传输队列中的第三IO传输任务；
其中，所述第一存储单元与所述第二存储单元均位于同一所述存储***。
9.一种存储***，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至7任意一项所述主机到存储***IO的传输方法的步骤；
处理器，用于执行所述指令。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述主机到存储***IO的传输方法的步骤。
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