一種云計(jì)算塊存儲(chǔ)服務(wù)的構(gòu)建方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種云計(jì)算塊存儲(chǔ)服務(wù)的構(gòu)建方法及系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] IaaS(Infrastructure as a Service,基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）是一種重要的云計(jì)算服 務(wù)模式。云計(jì)算體系架構(gòu)IaaS平臺(tái)上以服務(wù)的方式為用戶提供包括處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其 它基本的計(jì)算資源的使用，用戶可以在其申請(qǐng)到的虛擬資源當(dāng)中部署或運(yùn)行應(yīng)用程序，而 不需要了解計(jì)算資源提供過程的細(xì)節(jié)。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的日益增大，云平臺(tái)中服務(wù)器的 數(shù)目不斷增加，同時(shí)虛擬化環(huán)境也日趨復(fù)雜。虛擬資源在為上層應(yīng)用帶來靈活性的同時(shí)，也 給平臺(tái)的資源管理帶來巨大的挑戰(zhàn)：如果不能夠高效調(diào)度數(shù)據(jù)中心中各類鏡像的裝載，將 會(huì)很大程度上降低整個(gè)數(shù)據(jù)中心的工作性能。因此，如何優(yōu)化云平臺(tái)中塊存儲(chǔ)架構(gòu)的設(shè)計(jì) 成為IaaS平臺(tái)的一個(gè)重要問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠優(yōu)化鏡像裝載時(shí)間和資源使用效率 的塊存儲(chǔ)服務(wù)的優(yōu)化構(gòu)建策略無論在理論研宄還是實(shí)際應(yīng)用方面都有非常重要的意義。
[0003] OpenStack是一個(gè)開源的云管理平臺(tái)項(xiàng)目，由于其多方面的優(yōu)勢(shì)已得到了眾多工 業(yè)界和學(xué)術(shù)界同行的認(rèn)可。在OpenStack Folsom版本推出了 Cinder組件，對(duì)IaaS平臺(tái) 的計(jì)算節(jié)點(diǎn)提供彈性塊存儲(chǔ)服務(wù)。通過Cinder組件，OpenStack實(shí)現(xiàn)了對(duì)虛擬機(jī)存儲(chǔ)臨時(shí) 動(dòng)態(tài)的擴(kuò)容以及應(yīng)用鏡像的實(shí)時(shí)裝載使用功能，使得云平臺(tái)對(duì)于資源的分配與管理更加靈 活。然而，目前的Cinder組件只實(shí)現(xiàn)了塊存儲(chǔ)中鏡像動(dòng)態(tài)掛載的功能，并沒有進(jìn)一步關(guān)注 塊存儲(chǔ)鏡像掛載的性能，具體來說，沒有提供有效的塊存儲(chǔ)服務(wù)的優(yōu)化構(gòu)建策略。
[0004] 現(xiàn)有的塊存儲(chǔ)服務(wù)構(gòu)建策略主要以提高鏡像副本的裝載速率為目標(biāo)，學(xué)術(shù)界和工 業(yè)界提出了很多平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)和鏡像部署策略。平臺(tái)架構(gòu)優(yōu)化方面，現(xiàn)有策略主要集中在 優(yōu)化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浼軜?gòu)以提高鏡像的查詢和裝載速率；鏡像副本的部署方面，一些研宄 提出了基于訪問頻率的鏡像副本優(yōu)化部署和鏡像請(qǐng)求調(diào)度方案，分擔(dān)各個(gè)鏡像的訪問負(fù) 載?？傮w來說，現(xiàn)有的服務(wù)構(gòu)建方案從平臺(tái)特性和業(yè)務(wù)源特性分別來考慮存儲(chǔ)架構(gòu)的優(yōu)化， 而沒有綜合考慮存儲(chǔ)平臺(tái)和業(yè)務(wù)源特性兩種因素的相互影響，因此構(gòu)建方案無法反映具體 鏡像裝載業(yè)務(wù)在特定平臺(tái)架構(gòu)上的全面性能。同時(shí)，在對(duì)云存儲(chǔ)鏡像的裝載速度進(jìn)行性能 建模時(shí)，現(xiàn)有研宄往往僅考慮了物理節(jié)點(diǎn)的I/O速率，而忽略了鏡像并發(fā)傳輸和網(wǎng)絡(luò)性能 造成的傳輸速率衰退狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種云計(jì)算快存儲(chǔ)服務(wù)的構(gòu)建方法及系統(tǒng)，完成了在集中式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò) 中鏡像副本的數(shù)目和位置的優(yōu)化選擇，提高存儲(chǔ)平臺(tái)的整體性能。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種云計(jì)算塊存儲(chǔ)服務(wù)的構(gòu)建方法，其特征在于，所 述方法包括：
[0007] S1、根據(jù)塊存儲(chǔ)平臺(tái)規(guī)模、服務(wù)數(shù)量、鏡像請(qǐng)求的調(diào)度方式及鏡像裝載需求，進(jìn)行 參數(shù)初始化；
[0008] S2、在塊存儲(chǔ)中為每類鏡像構(gòu)建一個(gè)副本；
[0009] S3、計(jì)算所述塊存儲(chǔ)的剩余容量，并根據(jù)所述每類鏡像的文件大小將與所述塊存 儲(chǔ)的剩余容量對(duì)應(yīng)的鏡像的副本進(jìn)行部署；
[0010] S4、根據(jù)所述塊存儲(chǔ)中的每類鏡像的位置判斷需要調(diào)整物理位置的鏡像以及所述 需要調(diào)整位置的鏡像的可調(diào)整位置；
[0011] S5、對(duì)所述需要調(diào)整物理位置的鏡像進(jìn)行位置調(diào)整。
[0012] 其中，進(jìn)行初始化的參數(shù)包括：待裝載鏡像的種類，塊存儲(chǔ)平臺(tái)中物理服務(wù)器的 數(shù)目，每類鏡像的文件大小，每個(gè)物理存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的容量，每個(gè)物理存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)空載時(shí)的I/O速 率；鏡像單位傳輸總速率。
[0013] 其中，所述步驟S2具體包括：
[0014] S21、對(duì)待裝載鏡像進(jìn)行分類，并計(jì)所述待裝載鏡像的種類為m ;
[0015] S22、從待裝載鏡像的種類中選擇任一類作為當(dāng)前類鏡像，計(jì)算所述當(dāng)前類鏡像在 所述塊存儲(chǔ)中每個(gè)服務(wù)器的鏡像整體請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間，并獲取所述鏡像整體請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間最 大的服務(wù)器對(duì)所述當(dāng)前類鏡像的副本進(jìn)行部署；
[0016] S23、更新部署所述當(dāng)前類鏡像的副本的服務(wù)器的剩余容量，并更新所述部署當(dāng)前 類鏡像的副本的服務(wù)器的負(fù)載非空時(shí)的I/O速率；
[0017] S24、將任務(wù)計(jì)數(shù)器的值f加1 ;
[0018] S25、判斷此時(shí)f與待裝載鏡像的種類m的大小關(guān)系，若f〈m，則將所述當(dāng)前類鏡像 從待裝載的鏡像類別中除去，然后返回步驟S22,否則執(zhí)行步驟S3。
[0019] 其中，所述步驟S3具體包括：
[0020] S31、計(jì)算所述存儲(chǔ)塊中每個(gè)服務(wù)器的剩余容量Si~S n，并判斷每類鏡像文本的大 小Si與所述每個(gè)服務(wù)器的剩余容量S」的大小，若s 'Max以，S2，…，SJ，則第i類鏡像為可 以繼續(xù)部署副本的鏡像；如果sAMax (S1, S2，…，SJ則執(zhí)行步驟S4,其中，i為所述待裝載鏡 像的種類中的任一類，j為所述塊存儲(chǔ)中的服務(wù)器中的任一個(gè)；
[0021] S32、將所有所述可以繼續(xù)部署副本的鏡像組成可以繼續(xù)部署副本的鏡像組合；
[0022] S33、從所述可以繼續(xù)部署副本的鏡像的集合中選取任一類鏡像作為當(dāng)前可以繼 續(xù)部署副本的鏡像，判斷所述當(dāng)前可以繼續(xù)部署副本的鏡像的文件大小^與所述塊存儲(chǔ)中 每個(gè)服務(wù)器的剩余容量I的大小，若s 則所述當(dāng)前可以繼續(xù)部署副本的鏡像不能在服 務(wù)器j上部署；否則能在服務(wù)器j上進(jìn)行部署；
[0023] S34、獲取能部署所述當(dāng)前可以繼續(xù)部署副本的鏡像的副本的服務(wù)器中選擇響應(yīng) 時(shí)間最小的服務(wù)器；
[0024] S35、計(jì)算當(dāng)所述當(dāng)前可以繼續(xù)部署副本的鏡像部署在選擇的服務(wù)器上后的存儲(chǔ) 平臺(tái)整體請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間；
[0025] S36、將所述當(dāng)前可以繼續(xù)部署副本的鏡像從所述可以繼續(xù)部署副本的鏡像組合 中除去，重復(fù)執(zhí)彳丁步驟S33-35 ;
[0026] S37、獲取所有可以繼續(xù)部署副本的鏡像的存儲(chǔ)平臺(tái)整體請(qǐng)求相應(yīng)時(shí)間，并選擇所 述存儲(chǔ)平臺(tái)整體請(qǐng)求相應(yīng)時(shí)間最小的鏡像和對(duì)應(yīng)的服務(wù)器進(jìn)行部署；
[0027] S38、將部署的可以繼續(xù)部署副本的鏡像從所述可以繼續(xù)部署副本的鏡像組合中 除去，更新部署所述可以繼續(xù)部署副本的鏡像的服務(wù)器的剩余容量和負(fù)載非空時(shí)的I/O速 率；
[0028] S39、重復(fù)步驟 S31 ~S38。
[0029] 其中，所述步驟S4具體包括：
[0030] S41、計(jì)算所述塊存儲(chǔ)平臺(tái)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)并發(fā)傳輸?shù)溺R像數(shù)目和穩(wěn)態(tài)時(shí)平均每類鏡 像在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速率Bavg;
[0031] S42、計(jì)算所述存儲(chǔ)池中每類鏡像在應(yīng)用場(chǎng)景中的傳輸速率Yij，并依次比較Yij 與所述存儲(chǔ)池中每類鏡像副本的裝載速率的大小若UiPYu 則當(dāng)前類鏡 像副本所在的服務(wù)器的I/O速率并未充分利用，將該當(dāng)前類鏡像副本所在的服務(wù)器加入到 有能力繼續(xù)部署新鏡像的服務(wù)器集合中；
[0032] S43、依次比較每類鏡像副本的裝載速率的大小Uij與B avg/sd^大小關(guān)系：若 μ UXBavg/^，則當(dāng)前類鏡像副本所在的服務(wù)器的負(fù)載過重，則將所述當(dāng)前類鏡像副本確定 為需要調(diào)整物理位置的鏡像，否則結(jié)束。
[0033] 其中，所述步驟S5具體包括：
[0034] S51、找出需要調(diào)整物理位置的鏡像中鏡像裝載的I/O性能與網(wǎng)絡(luò)傳輸性能相差 最大的鏡像，即依次計(jì)算I μu-Bavg/s」，找出令I(lǐng) Uu-BavgZ^I取得最大值的鏡像作為