[发明专利]一种iSCSI自适应IO队列深度匹配方法

说明书

本发明公开了一种iSCSI自适应IO队列深度匹配方法，包括：步骤1：iSCSI服务器判断当前以太网速率；步骤2：基于当前以太网速率，自动匹配相应的IO队列深度；步骤3：测试当前CPU负载是否饱和，判断能否增加IO队列深度；步骤4：若当前CPU负载饱和，则增加IO队列深度，然后返回步骤3；若当前CPU负载没有饱和，则判断当前IO队列深度是否存在丢包或延迟现象；若当前IO队列深度存在丢包或延迟现象，则减小IO队列深度，然后返回步骤3；若当前IO队列深度不存在丢包或延迟现象，则执行步骤5；步骤5：保留当前IO队列深度值，并与当前使用的LUN关联存入表中供下次使用；实现了能够实现在服务器与交换器在实现速率协商后自动选择最优IO深度。

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体地，涉及一种iSCSI自适应IO队列深度匹配方法。

背景技术

iSCSI协议中，iSCSI指令由控制器发出。控制器所发出的批量指令的最大条数由控制器上的队列深度(Queue Depth)决定。假设外部连接独立的磁盘阵列则通常将队列深度设置为64或128。

IO队列深度将确定每一个iSCSI会话中可以发送到队列的iSCSI命令上限。较长的队列深度可以在高速的以太网(诸如10GbE以及40GbE环境)和采用SSD作为存储介质的环境中增加吞吐量，但队列深度过高则将会导致系统的延迟增大、同时会降低整个系统的稳定性。故不同IO队列深度将会影响到传输速度以及LUN的稳定性，如图1所示。

按图1所示，依据实时系统的思想，为了描述和表征不同类型的实时系统中调度和资源管理的方法，对计算和通信系统所做的各类型的工作采用通用的概括性术语来描述，称能够被系统调度和执行的工作单元为作业(job)。称共同提供某种系统功能的一组相关作业为任务(Task)。

以太网传输速率的提升以及SSD(固态硬盘)的广泛使用使得IO吞吐速率成为了存储网络速率提升的瓶颈。显然，当IO队列深度越高时，服务器的处理时间轴将会被任务填满，以达到最大带宽。

从图2、图3可以很容易看出，当队列深度提高时，IO的总带宽将最大可能的被不同的作业数填满，已达到最大的IO吞吐率，因此对于高带宽的以太网络和以SSD作为存储介质的RAID来说，高IO队列数将有效提高系统传输效率。但同时需要考虑到队列深度对于IO延迟产生的影响。

IO延迟是指控制器将IO指令发出后，直到IO完成的过程所耗费的时间。一般来讲只要IO延迟在20ms以内，对于应用程序来说都是可以接收的。大于20ms则将受到较大的影响。

IO的延迟由队列深度以及IOPS(每秒执行IO数)决定。公式为：

IO Latency＝(Queue Depth)/IOPS

根据上式易知，IO队列深度与IO延迟成正相关。而当IO数达到系统可以接受的最大IO数后，随着队列深度的增高，延迟将陡增并超过可已接收的20ms。

综上所述，对于IO队列深度的选择、既要考虑到增加队列深度从而尽可能的使用整个服务器的IO性能，也需要考虑到当队列深度过高时，导致的高延迟。

发明内容

本发明提供了一种iSCSI自适应IO队列深度匹配方法，解决了目前中低端的NAS服务器都尚未提供自适应IO深度的技术问题，实现了能够实现在服务器与交换器(或其他中继设备)在实现速率协商后自动选择最优IO深度。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种iSCSI自适应IO队列深度匹配方法，所述方法包括：

步骤1：iSCSI服务器判断当前以太网速率；

步骤2：基于当前以太网速率，自动匹配相应的IO队列深度；

步骤3：测试当前CPU负载是否饱和，判断能否增加IO队列深度；