[发明专利]一种ISCSI客户端存储加速模块

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种网络存储系统领域技术，具体地说是一种ISCSI客户端存储加速模块。

背景技术

网络存储系统，尤其是IP-SAN的发展，变得越来越重要。网络存储系统在各种系统中发挥重要作用，不论是大型数据中心，还是企业级内部网络。但是现有的存储系统随着规模的扩大，无法保证用户在使用存储时仍然具有比较好的性能。

IP-SAN的发展，随着client不断增加，以及大规模化，客户端的性能存储系统端无法像client数目较少时那么实时响应。存储系统本地的优化工作以及系统本身的带宽再高，随着client的规模化，网络带宽等，会成为实时响应的瓶颈。通常少数客户端时，各客户端都具有较好性能，如图1所示。

传统的客户端系统模式如图2所示，由于存储系统的资源通过iSCSI映射到客户端，形成虚拟块设备，在虚拟设备上，直接加载文件系统，在文件系统上运行用户模块，该模式，应用模块的数据，经文件系统，在经虚拟块设备（iSCSI 协议）透过网络最终落到存储系统端。当存储系统的IOPS（每秒处理IO数）比较高时，客户端的数据请求能够及时响应，并且存储系统的网络带宽也需要比较高。

当客户端达到一定规模后，例如图3所示，存储系统的带宽为10GB/s，而N个客户端加起来的带宽超过10GB，则此时将对客户端请求造成部分延时，可能影响用户使用。此时，由于存储系统比较昂贵，升级或者以高规格的产品进行替代，成本较高。

发明内容　　

　　本发明的技术任务是提供一种针对存储系统面对大规模IP-SAN应用时，在客户端增加ISCSI客户端存储加速模块，提高存储系统抗高负载能力的，实施简单，成本低，采用推拉模式提高存储系统带宽使用率的一种ISCSI客户端存储加速模块。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，包括ISCSI客户端系统，在ISCSI客户端系统的虚拟块设备上连接ISCSI客户端存储加速模块，ISCSI客户端存储加速模块包括：加速介质模块、存储系统响应测试模块、加速策略模块、数据推拉模块；加速介质模块分别连接存储系统响应测试模块、加速策略模块和数据推拉模块，存储系统响应测试模块和加速策略模块均与数据推拉模块连接；加速介质模块指定客户端本地的加速介质，用以缓存数据；存储系统响应测试模块测试存储系统读写响应情况；加速策略模块设定容量或者时间值，到达策略峰值必须进行推送数据；数据推拉模块进行与存储系统上的数据进行更新以及预取。

加速介质模块需要指定本地加速介质；从客户端系统中划分一块磁盘区域，用作缓存数据，该介质容量最佳值为ISCSI客户端系统的虚拟块设备容量的十分之一。

存储系统响应测试模块从加速介质模块的介质中，用最新数据写回存储系统，测试响应速度，以方便数据推拉模块进行数据推拉。

加速策略模块针对本地加速介质容量有限，有时客户端无法提供较大缓存介质容量，则需要设定缓存峰值，例如缓存介质的80%时，需强行推送数据至存储系统，或者与存储系统有一定时间间隔后，需要强行推数据。

数据推拉模块由于本地介质容量规模有限，无法缓存虚拟块设备整个容量的数据，如果是写请求时，数据可以暂存介质，由于局部性工作原理，从存储系统中拉过来的数据，在系统运行前期，拉比较频繁，由于针对这些数据，存在写更新，后续以推送数据为主，本模块主要设定推送数据的频度以及大小。

将该ISCSI客户端存储加速模块应用于Linux系统平台的流程为：

（1）、在ISCSI客户端系统安装复制该ISCSI客户端存储加速模块系统软件包；

（2）、指定客户端介质；

（3）、设定响应测试数据块大小，设定响应测试频率；

（4）、设定加速策略，在加速策略上采取容量模式，超过50%缓存容量，则强行推送数据至存储系统；

（5）、数据推拉模块为后台运行模块，对用户透明，根据存储系统响应测试模块以及加速策略模块的加速策略，进行推拉数据。

ISCSI： 英文Internet Small Computer System Interface的简写，译为网络小型计算机系统接口。是一种基于 TCP/IP 的协议，用来建立和管理 IP 存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建存储区域网络（SAN）。