[发明专利]集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及集群存储技术领域，尤其涉及一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置。

背景技术

目前，数据中心采用高速低延时的以太网构建集群存储系统，通过TCP/IP网络传输对外提供数据存取服务。在数据中心的运营成本中，网络带宽成本是其中所占比重较大的成本支出。以高速以太网组织起来的存储集群、分布式文件系统、元数据管理集群等在节点数目不断增加的情况下，在用户端观测到的数据传输速率即网络吞吐率会急剧下降，这种现象被称为吞吐量塌陷行为（Incast）。

集群存储系统中，数据块会以分条的方式存放在多个不同的集群节点上，以保障数据存储的高可用性和高可靠性。当用户向集群存储系统请求数据存取服务时，包含有当前请求数据块的一个数据片段的多个存储节点将同时响应当前请求，此时数据的传输是同步并行的，当多个数据流经过瓶颈链路的时候，会造成瞬态的爆发性丢包，也即发生了吞吐量塌陷行为。研究发现造成集群存储系统的吞吐性能急剧下降的主要原因是TCP的重传超时。

现有的集群存储系统TCP传输协议使用的时钟系统仍为低精度的时钟系统，只支持毫秒量级的计时器调用，导致集群存储系统TCP传输协议的重传超时计时器（RTO_min）的值只能保持在毫秒量级。在瞬态爆发性丢包事件没有通过TCP传输协议反馈机制检测到的时候，TCP传输协议将根据超时计时器的值来决定何时开始重传，TCP传输协议中缺省的超时计时器（RTO_min）的值一般为200毫秒（Linux2.6），构建于高速以太网之上的集群存储系统的网络往返时延（RTT）是微秒数量级的，因此一次重传超时将使得网络链路处于“空闲”的时间是往返时延的1000倍之多，不仅造成传输带宽的浪费，也加剧了TCP的重传超时对吞吐量塌陷行为的影响。

而现有的对超时计时器（RTO_min）的值的估算方法有的估算出的超时计时器（RTO_min）的值过低，导致大量的伪造重传，有的估算出的超时计时器（RTO_min）的值过高，加剧了重传超时对吞吐量塌陷行为的恶劣影响，不能找到一种方法来很好地平衡现有估算方法的不利影响，从而选取最优化的超时计时器（RTO_min）的估算值。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置，旨在提高带宽利用率且尽量避免伪造重传。

为了达到上述目的，本发明提出一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法，包括：

为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；

基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值。

优选地，所述预设精度的内核时钟为精度至少在微秒量级的内核时钟计时器。

优选地，所述根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤包括：

当所述集群存储系统的集群规模小于预设节点时，采样获取往返时延RTT的平滑采样测量值SRTT及标准的往返时延RTT平滑采样方差RTTVAR，并获取重传超时计时器RTO_min的估算值如下：

RTO_min=SRTT+4*RTTVAR。

优选地，所述根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤还包括：

当所述集群存储系统的集群规模大于或等于预设节点时，采样获取往返时延RTT的值，并根据丢包概率p获取重传超时计时器RTO_min的估算值如下：

(83*p)34*RTT.]]>

优选地，所述基于预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值的步骤具体为：

将重传超时计时器的估算值定义为集群存储系统传输协议中的重传超时计时器的值，并通过所述预设精度的内核时钟在集群存储系统传输协议中应用定义的重传超时计时器的估算值。