[发明专利]一种基于多租户云存储的资源管理方法和资源管理系统

说明书

本发明公开了一种基于多租户云存储的资源管理方法及管理系统，方法包括：得到每一个租户的租户性能需求，并对应地记录在租户所使用的虚拟机镜像文件的元数据内；为每一个虚拟机镜像文件的元数据添加一个令牌桶；在IO栈的页缓存层，获取被访问的虚拟机镜像文件的索引节点对象，并利用令牌桶算法对内存资源进行调度；在IO栈的文件系统层，将文件IO请求转换成对应的块IO请求；对于每一个文件IO请求，获取其所访问的虚拟机镜像文件的索引节点对象，从中获取租户性能需求并附加到由该文件IO请求转换得到的每一个块IO请求中；在IO栈的块层，从块IO请求中获取租户性能需求，并利用令牌桶算法对硬盘资源进行调度。本发明能够有效实现租户间的性能隔离。

技术领域

本发明属于云存储领域，更具体地，涉及一种基于多租户云存储的资源管理方法及管理系统。

背景技术

越来越多的企业和用户通过租用虚拟机的方式将负载部署在云环境中，而云提供商为了简化管理以及降低成本，将虚拟机以大文件形式存放在用网络连接的共享存储服务器上面。但是共享存储会使得租户间产生资源竞争，从而对彼此的性能造成干扰。

为了保障不同租户的性能需求，实现租户间的性能隔离，已有的方法大多是在Hypervisor层通过IO调度实现资源管理，也有一些方法在协同Hypervisor和存储服务器来实现资源管理。这些IO调度方法均未考虑到存储服务器端文件系统的影响，导致无法了解底层存储资源的使用情况，比如虚拟机发出的一个IO请求到达存储服务器端，如果该请求被页缓存服务了，那么它就不会消耗硬盘资源，如果是一个写请求，那么由于文件系统使用的日志机制等，可能会导致额外的写操作，从而消耗了更多的硬盘资源。不了解资源使用情况，无法做到准确的资源分配，导致租户的性能无法得到保障，性能隔离也就毫无效果。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于多租户云存储的资源管理方法及管理系统，其目的在于，在多租户的云存储环境中实现虚拟机级的性能隔离。

为实现上述目的，按照本发明第一方面，提供了一种基于多租户云存储的资源管理方法，包括：

(1)根据资源分配策略，得到每一个租户的租户性能需求，并将所有租户的租户性能需求对应地记录在租户所使用的虚拟机镜像文件的元数据内；根据租户性能需求，为每一个虚拟机镜像文件的元数据添加一个令牌桶；

(2)在IO栈的页缓存层，从内存获取被文件IO请求访问的虚拟机镜像文件的索引节点对象，并利用令牌桶算法对内存资源进行调度；完成调度后，将文件IO请求传递到IO栈的文件系统层；

(3)在IO栈的文件系统层，将每一个文件IO请求转换成对应的块IO请求；对于每一个文件IO请求，从内存中获取其所访问的虚拟机镜像文件的索引节点对象，并从中获取租户性能需求，然后将获取到的租户性能需求附加到由该文件IO请求转换得到的每一个块IO请求中；若文件IO请求为写请求并且在将文件IO请求转换成块IO请求时使用日志机制保障数据一致性，则在转换的过程中会产生额外的用于写日志的块IO请求，对于额外的块IO请求，跨层标记模块同样会将租户性能需求附加到其中；将携带有租户性能需求的块IO请求传递到IO栈的块层；

(4)在IO栈的块层，从块IO请求中获取租户性能需求，并利用令牌桶算法对硬盘资源进行调度；

其中，租户性能需求包括租户标记和性能标记，租户标记用于唯一标识租户，性能标记用于指示对应的租户要求固定吞吐率保障或最小吞吐率保障；IO栈为多租户云存储系统中处理读写请求时所需要的各个层次阶段，包括：页缓存层、文件系统层和块层；文件IO请求为访问虚拟机镜像文件的IO请求，块IO请求为访问硬盘的请求。

进一步地，步骤(1)中，租户性能需求记录在内存中虚拟机镜像文件的索引节点对象中；相比于将租户性能需求记录在硬盘中虚拟机镜像文件的索引节点中，将租户性能需求记录在内存中虚拟机镜像文件的索引节点对象中能够避免更改硬盘布局。