[发明专利]IO请求控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘控制方法，特别涉及磁盘IO请求控制方法。

背景技术

磁盘访问控制在规模较大的存储系统中是非常关键的模块，这是因为一方面磁盘作为目前主流计算机服务器的硬件瓶颈点，提高磁盘访问速度，最大限度发挥磁盘IO(输入输出)性能就能有效提高系统的整体性能；另一方面，在某些读、写具有不同优先级的场合，必须对磁盘访问进行有效控制才能提供稳定的服务。

在传统的电视播出机构、新兴的互联网视频供应商以及互联网网盘供应商等环境下，都会遇到海量数据的存储问题，通用的磁盘访问模型是不加限制的并行访问，这种方法实现难度低，在小并发量访问的前提下能够有效发挥磁盘性能，但是不适合大并发量的访问，在规模较大的并发访问情况下，容易发生磁盘抖动，严重的甚至会导致系统失去响应，带来灾难性后果。

以目前最流行的VOD点播业务提供商为例，随着网络带宽的升级以及编码技术的革新，限制VOD业务开展最关键的因素已经从网络带宽逐渐转移到磁盘存储。由于VOD业务是一个请求占用一个单独的信道来实现互动，通用的磁盘并行访问模型效率低，不能有效发挥磁盘的性能，直接导致运营商单个请求成本过高，陷入VOD运营不盈利的尴尬。

目前操作系统对磁盘的调度算法主要有先来先服务算法(FCFS)、最短寻道时间优先算法(SSTF)、扫描算法(SCAN)以及循环扫描算法(CSCAN)等，这些算法对于单个或者少量的并发IO请求，均能够有效提高IO响应速度，但由于操作系统对于大并发的IO请求没有特殊的优化，在大并发的IO请求状况下会产生如下问题：随着并发数的增加，系统调度产生的开销增加到不能忽略；读、写具有相同的优先级，不能保证读或者写优先级高的场合；读写对磁盘造成的压力难以计算，难以评估磁盘的剩余负载能力；磁盘有可能进入抖动状态，造成灾难性后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种IO请求控制方法。本发明的目的还在于提供一种IO请求控制装置。

本发明的技术方案包括

一种IO请求控制方法，包括：将磁盘的最大IO带宽分为两个逻辑部分，包括第一部分带宽和第二部分带宽，其中该第一部分带宽具有最低IO带宽；将所有IO并发通过数个IO队列访问磁盘。

在读优先模式下，所述第一部分带宽是最小写带宽，所述第二部分带宽是读带宽。检查当前已使用的写带宽是否超出了该最小写带宽。

在写优先模式下，所述第一部分带宽是最小读带宽，所述第二部分带宽是写带宽。检查当前已使用的读带宽是否超出了该最小读带宽。

其中，检查当前剩余的IO带宽是否满足目前的IO请求所需的带宽，如果是则返回带宽，如果否则拒绝请求。在当前IO请求小于该最大IO并发访问数时，以空队列访问磁盘。

本发明还包括一种IO请求控制装置，包括IO代理模块，其中该IO代理模块将磁盘的最大IO带宽分为两个逻辑部分，包括第一部分带宽和第二部分带宽，其中该第一部分带宽具有最低IO带宽，并且将所有IO并发通过数个IO队列访问磁盘。

在读优先模式下，所述第一部分带宽是最小写带宽，所述第二部分带宽是读带宽。该IO代理模块检查当前已使用的写带宽是否超出了该最小写带宽。

在写优先模式下，所述第一部分带宽是最小读带宽，所述第二部分带宽是写带宽。该IO代理模块检查当前已使用的读带宽是否超出了该最小读带宽。

该IO代理模块检查当前剩余的IO带宽是否满足目前的IO请求所需的带宽，如果是则返回带宽，如果否则拒绝请求。

该IO代理模块在当前IO请求小于该最大IO并发访问数时，以空队列访问磁盘。

本发明的积极进步效果在于：对IO请求进行有效控制及调度，使得IO请求对磁盘造成的压力随着请求数的增加具有线性增长的特点，在充分发挥磁盘IO性能的前提下，大大提高大并发IO访问的系统稳定性，特别适于会对磁盘产生大量并发的访问请求的应用环境。

附图说明

图1是本发明的实施例1的示意图。

图2是本发明的实施例2的示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作详细说明。

对于磁盘来说，实验表明，磁盘的IO输出并不随着并发访问数的增长呈线性增长，而是呈现一个拱门型的抛物线。因此，任何一个存储系统存在一个能够最大限度发挥磁盘输入输出(IO)性能的并发访问数，在本说明书中记为MagicN。在MagicN个并发访问数下，能够达到的最大IO输出，在本说明书中记为MAX_RW_IO。