[发明专利]一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制方法及系统，其中方法包括以下步骤：通过UIO技术进行数据包提升，具体是，将NVMe固态硬盘设备的数据包提升至用户态，在用户态上读取NVMe固态硬盘设备的数据包，并将数据包映射至用户态的进程空间；调用轮询模式驱动以轮询方式处理数据包的发送和接收，NVMe固态硬盘设备与轮询模式驱动一一对应；用户态存储并发送数据包至申威平台存储核心进行解析与处理。通过将NVMe固态硬盘设备的数据驱动提升至用户态，再通过轮询模式对数据包发送和接收进行轮询，实现了减少申威处理器额外损耗和消耗，来提升系统的申威平台的IO效率。

技术领域

本发明涉及数据存储领域，尤其是一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制方法及系统。

背景技术

随着基于国产处理器的服务器系统应用于各种云计算环境，国产处理器技术在通用技术市场的应用能力越来越重要。目前，国产处理器在技术支持能力总体上已经具有一定基础，但是与国际主流同类芯片技术还有不小的差距。

相比于X86处理器较为完善的生态环境，国产处理器对应用支持还存在明显不足，特别是如何通过技术优化，在国产芯片搭建分布式存储系统，能够为计算虚拟化提供稳定低IO延迟的存储系统服务支撑，是快速推动国产处理器平台形成良性循环的应用生态关键手段。

申威处理器源自于DEC的Alpha 21164，其研制得到了国家“核高基”专项资金支持。在国家“核高基”重大专项支持下、采用自主指令集，具体负责研发的单位是江南计算机所，且具有完全自主知识产权的处理器系列由其为计算基础的神威太湖之光超级计算机曾经多年蝉联全球最快的超级计算机。

在传统的IO模型中，应用程序提交读写请求后睡眠，一旦IO完成，中断就会将其唤醒，频繁的中断和唤醒带来大量的处理器损耗开销，在机械式硬盘时代，中断开销只占整个IO时间的一个很小的百分比，因此给系统效率影响微乎其微。然而，在固态设备的时代，持续引入更低延迟的持久化设备，中断开销成为了整个IO时间中不能被忽视的部分，这个问题在更低延迟的设备上只会越来越严重。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制方法，能够减少CPU额外损耗和消耗，来提升整体的IO效率。

为此，本发明的第二个目的是提供一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制系统。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种基于申威平台的分布式块存储低延迟控制方法，包括以下步骤：

通过UIO技术进行数据包提升，具体是，将NVMe固态硬盘设备的数据包提升至用户态，在所述用户态上读取所述NVMe固态硬盘设备的数据包，并将所述数据包映射至所述用户态的进程空间；

调用轮询模式驱动以轮询方式处理所述数据包的发送和接收，所述NVMe固态硬盘设备与所述轮询模式驱动一一对应；

所述用户态存储并发送所述数据包至申威平台存储核心进行解析与处理。

进一步地，所述数据包提升具体为：

通过UIO技术拦截所述NVMe固态硬盘设备的中断，重设所述NVMe固态硬盘设备的中断行为；

通过DPDK技术在用户态读取所述NVMe固态硬盘设备内的数据包；

通过UIO技术进行申威处理器内核态注册，并将注册信息映射至所述用户态的进程空间。

进一步地，通过UIO技术拦截所述NVMe固态硬盘设备的中断，重设所述NVMe固态硬盘设备的中断行为具体为：