[发明专利]一种面向多租户的混合存储设备资源隔离的自适应方法

说明书

本发明涉及一种面向多租户的混合存储设备资源隔离的自适应方法，其步骤：设置一包括混合存储设备、资源隔离工具RIT和自适应精确限速算法模块SAAT的系统；N个用户访问混合存储设备，将用户i期望达到的吞吐量值传输至RIT；SAAT周期性根据信息错失率R_miss、重叠率op、低速设备的带宽B_SD、混合设备实际测量到用户i吞吐量值和计算得到下一周期的指定限速值和SAAT将得到的下一周期指定限速值和传输至RIT，RIT根据指定限速值和控制混合存储设备实际吞吐量，使最新的指定限速值生效，进而使每个用户的读写吞吐量实际值尽可能地接近期望达到的吞吐量上限。本发明能有效解决了混合设备带宽资源隔离不准确的问题。

技术领域

本发明涉及一种云存储、虚拟化、资源隔离领域，特别是关于一种面向多租户的混合存储设备资源隔离的自适应方法。

背景技术

资源隔离：资源隔离是指对系统每个用户(或者进程组)得到的包括CPU、内存、I/O带宽、网络等在内的系统资源，进行统计、控制的技术，目标是为了使用户(或进程)之间工作互不影响。在云环境中，不同用户经常共享使用资源。应用资源隔离技术，一方面可以避免某用户占用其它用户资源的情况，另一方面可以对用户使用的资源进行计数，方便云厂商制定公平合理的收费策略。

Cgroup技术：全称为Linux Control Group，是Linux内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组(process groups)所使用的物理资源(如：CPU,内存,I/O,网络等等)的机制。在常见的云端资源管理系统如Mesos、YARN、Kubernetes等中，发挥了不可替代的作用。

混合存储设备：将两块或多块不同种类的存储设备包装成一块存储设备，统一提供存储服务的技术。用户访问混合设备时，仿佛在访问一块设备，设备内部的数据细节不会被用户感知。目前支持将两种或多种设备组合的技术有：Flashcache,dm-cache，bcache等。最常见的情况是用将快速设备和慢速设备组合，用快速设备作为缓存给慢速设备加速。

非易失内存：即Non-Volatile Memory(NVM)，是近年来正在兴起的新型快速存储介质，可以像内存一样按位进行访问，也可以像磁盘一样长期保存数据，断电后数据不丢失。目前最主流的NVM介质包括PCM、STT-MRAM和ReRAM等，其中PCM相对最为成熟。Intel和镁光已经发布新型的NVM产品，分为PCIe接口和内存的DIMM接口两种产品形态，预期近期正式上市销售。

闪存：闪存(Flash)是过去几年内最为成功的新型存储介质，可以提供比磁盘高很多的性能，尤其是在随机访问性能方面优势非常明显。一般以固态硬盘(SSD)的产品形态出现，是标准的块设备，与磁盘的访问方式一样。按照接口不同一般分为PCIe接口、SAS接口和SATA接口的不同固态硬盘产品。

1)混合存储：下面列出了三种目前在Linux内核中有支持不同缓存方案的混合存储技术。这些技术可以实现将2块或以上的存储设备包装成一块逻辑设备对外提供存储服务，目的是为了利用快速设备作为慢速设备的缓存，提高带宽能力。

(1)dm-cache是基于内核device mapper机制实现的一种包装快速设备和慢速设备成一个混合设备的方法。通过动态地将数据移动到快速设备，可以达到提升性能的目的。dm-cache要求用户创建混合设备时，指定一个原设备(origin decvice),一个缓存设备(cache device),一个元数据设备(metadata device)。原设备一般是容量大，速度慢的慢速设备(如机械硬盘)；缓存设备一般是容量较小，速度快的快速设备(如固态硬盘)；元数据设备用来存储缓存中数据块信息(如是否是脏块等信息)。