[发明专利]并发请求调度

说明书

背景技术

磁盘调度器管理针对输入/输出（I/O）数据的未决磁盘访问请求的队列，决策在什么时间以及按照什么顺序来向存储设备提交请求。通常，访问请求到达来自多个应用中的正在进行的流中的处理器。访问请求通常被寻址到与存储设备中的存储位置相关联的逻辑块。可选地，磁盘访问请求包含优先级值。磁盘访问请求常常也包含截止期限，其规定到哪个时间时该磁盘访问请求将具有完全处理。

调度器常常尝试最小化平均总服务时间并且最大化总系统吞吐量。另外地，当存在具有截止期限的磁盘访问请求时，该调度器还尝试确保所有的这样的请求在它们的截止期限之前都被完成。总服务时间是从在处理器处接收到访问请求到向存储设备转入或转出数据完成所花费的时间。总系统吞吐量是与向存储设备转入或转出数据的平均传送速率相关联的。总服务时间是该请求在调度器处的队列中花费等待的时间的函数。总服务时间还是设备结构的函数，该设备结构包括寻道和旋转距离，该距离将I/O头和与分配给I/O数据的块相关联的磁盘位置分离。总服务时间还包括用来向磁盘转入或转出数据的时间。

调度器常常尝试通过组织根据块位置的请求最小化针对一组请求的总服务时间来最小化在该组请求中的服务块之间的寻道和旋转等待时间。简化调度器常常根据按照逻辑块位置的递增序列来组织所述块。简化处理环境常常仅涉及具有相同优先级水平的访问请求。然而，磁盘访问请求能够具有不同的优先级。一个公用类型的优先级是具有一点或没有分配给它优先级的背景类型请求。这些常常采用具有更高优先级水平的请求组合在调度器中，所述请求诸如尽力（best effort）优先级请求。当不同优先级类型被同时地处理时，如果该调度器不将较低优先级请求发送给存储设备而较高优先级请求仍在存储器上进行处理的话，针对存储设备的总体吞吐量性能可能受到损害。这种类型的情况常常导致对系统吞吐量巨大的负面影响。

实时访问请求具有比尽力或背景优先级请求更高的优先级。在一些环境中，同时地处理具有较低水平优先级请求的实时请求是尤其繁重的。复杂化（诸如缺乏（starvation））的潜在可能甚至更严重，因为实时磁盘访问请求经常与某一用于I/O数据保证的就近立即访问的水平相关联。在尝试满足这些保证中，调度器通常将其他限制设置在总系统效率和吞吐量上。此外，不满足或错过保证的访问截止期限是另一类型的与调度实时访问请求的困难。所有的这些困难都与调度实时访问请求相关联。当调度实时访问请求作为实时和较低优先级请求的混合物的一部分时，这些困难常常是混合的。

附图说明

根据以下描述参考附图，本公开的特征对不本领域的技术人员来说将变得显而易见，在图中：

图1是图示出根据本公开的示例的调度装置的框图；

图2是图示出根据本公开的示例的与图1中所示的调度装置一起操作的调度架构的架构图；

图3是示范了根据本公开的示例的用于存储设备的并发请求的平衡的最大数（N）的确定的曲线图；

图4是示范了根据本公开的示例的确定用于存储设备的并发请求的基本上最优最大数（N）和存储设备的吞吐量的效率的曲线图；

图5是示范了根据本公开的示例的用于存储设备的队列尺寸和吞吐量之间的关系的曲线图；

图6是示范了根据本公开的示例的用于存储器设备的最坏情况等待时间和队列尺寸之间的关系的曲线图；

图7是示范了根据本公开的示例的根据用于随机请求的平均请求尺寸确定吞吐量预调时间（rate time）的曲线图；

图8是示范了根据本公开的示例的根据用于随机请求的平均请求尺寸确定最坏情况吞吐量预调时间的曲线图；

图9是示范了根据本公开的示例的使用图1中所示的调度装置在等同条件下在24MB/s以上的改善的吞吐量的曲线图；

图10是示范了根据本公开的示例的使用图1中所示的调度装置在等同条件下用于实时请求的改善的错过截止期限比率的曲线图，通过该图其中L-CSCAN具有零错过截止期限比率；

图11是示范了根据本公开的示例的使用图1中所示的调度装置在等同条件下在20 MB/s以上的改善的吞吐量的曲线图；

图12是示范了根据本公开的示例的使用图1中所示的调度装置吞吐量如何根据递增的最小初始松弛时间值（λ（lambda））改变的曲线图；

图13是示范了根据本公开的示例的在使用图1中所示的调度装置在等同条件下调度具有尽力请求的实时请求时在随机或顺序请求条件下改善的吞吐量的曲线图；