[发明专利]一种基于磁盘I/O队列的磁盘阵列写方式选择方法

摘要

本发明公开了一种基于磁盘I/O队列的磁盘阵列写方式选择方法，特征是包括设计存储结构、计算预读请求个数、写方式选择策略和维护存储结构；在处理写请求和更新校验块时，根据下层磁盘上的I/O队列中的读请求个数和写请求个数计算最大磁盘I/O队列预算延迟，抉择写方式。与传统的磁盘阵列写方式选择相比，在保证系统可以承受的负载下避免了某一磁盘负载过多，而其他磁盘比较空闲的这种情况，增强了磁盘阵列的并行性，缩短了请求的平均响应时间，并提高了系统的带宽。

主权项

1.一种基于磁盘I/O队列的磁盘阵列写方式选择方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：设计存储结构采用一组结构来存放磁盘阵列中每个磁盘I/O队列中读请求个数和写请求个数，其中，磁盘数为N的磁盘阵列中，包含N个条目存放磁盘I/O队列中读请求个数，N个条目存放磁盘I/O队列写请求个数，每个条目占用4字节；第二步：计算预读请求个数当写请求的数目不足以构建一个新的条带时，计算新的校验位：将写请求所属条带中的数据块从外存设备读取到内存中进行异或运算生成新的校验块，结合内存中已有条带中数据块的个数，统计需要读取的数据块的个数，即预读请求个数；分别计算“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数和“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数；第三步：写方式选择策略设定一个范围为[0,N]的阀值T表示每次进行写方式选择所造成的额外负载上限；如果“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数减去“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数的差值大于T，则选用“读‑重构‑写”方式；如果“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数减去“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数的差值大于T，则选用“读‑改‑写”方式；如果“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数减去“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数的绝对值小于等于T，则按写方式分别计算相关磁盘I/O队列预算延迟：读请求个数+写请求个数×磁盘的写延迟/读延迟；计算采用“读‑改‑写”方式需要读取的每个磁盘I/O队列的预算延迟，从中选取最大磁盘I/O队列预算延迟；再计算采用“读‑重构‑写”方式需要读取的每个磁盘I/O队列的预算延迟，从中选取最大磁盘I/O队列预算延迟；在“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数减去“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数的绝对值小于等于T的情况下，若“读‑改‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟大于“读‑重构‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟，就选用“读‑重构‑写”方式；若“读‑重构‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟大于“读‑改‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟，就选用“读‑改‑写”方式；若“读‑改‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟等于“读‑重构‑写”方式的最大磁盘I/O队列预算延迟，再根据“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数和“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数的大小关系进行抉择：当“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数小于“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数时，就选用“读‑改‑写”方式；当“读‑改‑写”方式产生的预读请求个数大于等于“读‑重构‑写”方式产生的预读请求个数时，就选用“读‑重构‑写”方式；第四步：维护存储结构在选定好一种写方式后，下发读请求到对应的磁盘I/O队列中，将第一步中的存储结构所对应的磁盘的读请求数加1。