[发明专利]存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储系统，并且具体地涉及一种用于执行多个任务的存储系统。

背景技术

与读取/写入操作(用户负荷)并行，存储系统经常执行多种类型的后台任务，比如重建奇偶校验数据、碎片整理和垃圾收集。任务的优先级通常依赖于系统的状态。在典型情况下，用户负荷具有最高优先级以便实现所需服务质量。当故障出现时，必须用高优先级重建遗漏的奇偶校验数据(RAID重建是这样的重建的示例)以便恢复预计弹性水平，该弹性水平是可以在没有数据损失时容许的故障数目。这样的重建的优先级可以依赖于当前弹性水平。在用完空间的系统中，应当减缓写入并且应当向垃圾收集分配释放的资源。即使在健康系统中，诸如垃圾收集和碎片整理之类的维护任务不论它们的优先级多低都不应陷入匮乏。

在此，下文使用以下记法：负荷类型(下文为负荷)表示相似特性的任务类别，例如写入和后台任务；负荷来源(下文为来源)表示系统的一部分，该部分产生某一负荷类型的任务。负荷来源例如是准许写入/读取操作或者执行后台任务的软件组件。

必须通过某一机制实行负荷的优先级，该机制根据给定的策略在它们之间划分资源(NPL 1、2)。该机制也应当保证系统以可能的最高性能工作，并且保证如果较高优先级的负荷没有利用它们的份额则较低优先级的负荷较快地进行。

引用列表

非专利文献

NPL 1：GULATI，A.，AHMAD，I.，AND WALDSPURGER，C.A.PARDA：Proportional Allocation of Resources for Distributed Storage Access.In 7th USENIX Conference on File and Storage Technologies(San Francisco，California，USA，February 2009).

NPL 2：LU，C.，ALVAREZ，G.A.，AND WILKES，J.Aqueduct：Online data migration with performance guarantees.In FAST′02：Proceedings of the 1st USENIX Conference on File and Storage Technologies(Berkeley，CA，USA，2002)，USENIX Association，p.21.

NPL 3：DUBNICKI，C.，GRYZ，L.，HELDT，L.，KACZMARCZYK，M.，KILIAN，W.，STRZELCZAK，P.，SZCZEPKOWSKI，J.，UNGUREANU，C.，AND WELNICKI，M.HYDRAstor：a Scalable Secondary Storage.In 7th USENIX Conference on File and Storage Technologies(San Francisco，California，USA，February 2009).

发明内容

技术问题

设计一种用于控制分布式存储系统中的资源的机制由于复杂化的系统的架构、固有异构性和负荷的不可预测性而成为一项有挑战性的任务。对于复杂系统，很少有可能定义令人满意的、预测特定负荷使用的资源种类和数量的模型。简单解决方案，比如向负荷静态分配资源，由于负荷经常动态改变它们的资源需求而不切实际。此外，在相同服务器上的外部过程使系统中的可用于负荷的资源总量随时间变化。

用户写入和后台任务二者的高度地可变特性也引起该问题的复杂性。用户写入可能需要有界延时，但是通常由于去重(reduplication)、高速缓存和工作负荷波动而不能估计单个块写入持续时间。由于仅有限存储器可用于预取，所以用户读取要求甚至更低的延时以便实现高性能。

这样，本发明的示例性目的是高效地利用存储系统中的资源以提高系统性能，这是如上文描述的待解决的问题。

对问题的解决方案