运行时动态性能偏斜消除制造技术

提供用于计算机环境中的运行时动态性能偏斜消除的各种示例性方法、系统和计算机程序产品实施例。在一个实施例中，计算机环境被构造用于通过使用以区间粒度收集的多个细粒度统计数据来计算行列热量，包括考虑带宽(BW)和每秒输入/输出(IOPS)度量。产生自适应数据放置计划以重新定位数据。数据被放置在数据存储行列之间。数据存储行列根据自适应数据放置计划而被平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供用于计算机环境中的运行时动态性能偏斜消除的各种示例性方法、系统和计算机程序产品实施例。在一个实施例中，计算机环境被构造用于通过使用以区间粒度收集的多个细粒度统计数据来计算行列热量，包括考虑带宽(BW)和每秒输入/输出(IOPS)度量。产生自适应数据放置计划以重新定位数据。数据被放置在数据存储行列之间。数据存储行列根据自适应数据放置计划而被平衡。【专利说明】运行时动态性能偏斜消除
本专利技术一般地涉及计算机，更具体地讲，涉及计算存储环境中的运行时动态性能偏斜消除。
技术介绍
在现今的社会中，计算机系统很常见。可在工作场所、在家庭或者在学校发现计算机系统。计算机系统可包括数据存储系统或盘存储系统以处理并存储数据。存储系统可包括一个或多个盘驱动器。盘驱动器可被以阵列(诸如，独立盘冗余阵列(RAID))布局构造，以在硬件或软件故障的情况下提供数据安全性。数据存储系统可连接到主机，诸如大型计算机。许多数据存储系统中的盘驱动器通常已知为直接存取存储装置(DASD)。DASD装置通常把数据存储在轨道上，轨道是盘的表面上的圆形路径，在该圆形路径上记录信息并且从该圆形路径读取记录的信息。为了在同时处理多个并发IO请求的系统中实现更高的吞吐量，数据可分布在多个物理装置(诸如，盘驱动器、适配器等)之间，从而可同时处理访问不同数据位置的请求。然而，随着时间过去，工作负荷可使得一些装置可能被过度使用，而一些装置未被充分使用。此外，在数据存储系统中，盘存储子系统的工作负荷可能随时间而波动并且可能产生自然偏斜。该偏斜可能沿带宽(BW)和每秒输入/输出(I/O) (IOPS)维度产生不平衡，因此无法提供可接受的性能。
技术实现思路
在具有各种存储装置(一些存储装置具有比其它存储装置高的性能)的数据处理系统中，存储系统可能产生自然偏斜并且沿带宽和每秒输入/输出(I/O) (IOPS)维度变得不平衡。计算环境内的偏斜的产生降低性能和系统处理。因此，考虑到前述情况，提供用于计算机环境中的运行时动态性能偏斜消除的各种示例性方法、系统和计算机程序产品实施例。在一个实施例中，计算机环境被构造用于通过使用以区间(extent)粒度收集的多个细粒度统计数据来计算行列(rank)热量，包括考虑带宽(BW)和每秒输入/输出(IOPS)度量。自适应数据放置计划被产生以重新定位数据。数据被放置在数据存储行列之间。数据存储行列根据自适应数据放置计划而被平衡。除了前述示例性实施例之外，还提供各种其它系统和计算机程序产品实施例并且各种其它系统和计算机程序产品实施例提供相关优点。提供前述“
技术实现思路
”以便以简化形式介绍以下在“【具体实施方式】”中进一步描述的概念的选择。该“
技术实现思路
”并不旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决在“
技术介绍
”中标注的任何或所有缺点的实现方式。【专利附图】【附图说明】现在将参照附图仅作为例子描述本专利技术的实施例，其中:图1表示具有可实现本专利技术的各方面的示例性存储装置的计算机存储环境；图2表示显示可实现本专利技术的各方面的计算机系统中的数据存储系统的硬件结构的示例性方框图；图3是表示用于运行时动态性能偏斜消除的示例性方法的流程图；图4是表示可实现本专利技术的各方面的等待时间曲线的示例性示图；图5A是表示可实现本专利技术的各方面的增加行列使用情况的示例性示图；图5B是表示可实现本专利技术的各方面的增加行列替代流程的示例性示图；图5C是表示可实现本专利技术的各方面的性能偏斜使用情况的示例性示图；图是表示可实现本专利技术的各方面的性能偏斜消除机制的示例性示图；和图6是表示用于数据存储行列之间的运行时动态性能偏斜的示例性方法的流程图。【具体实施方式】由于几个因素的组合，存储系统可能产生自然偏斜，并且沿带宽(BW)和每秒输入/输出(I/o) (IOPS)维度变得不平衡，并且无法提供可接受的性能。这些因素可包括:1)数据放置:把“同时访问的热点数据”放置在相同装置(诸如，行列)上，2)使以前最佳的放置提供次最佳并且不可接受的性能的工作负荷变化，3)硬件的增加/删除/劣化以及系统不能适应于结构变化，4)其它迁移活动或结构变化，诸如卷的创建/删除/迁移，和5)系统中的迁移、新硬件的增加和劣化的硬件全都可促成性能偏斜。用于解决自然偏斜的已有方案使用诸如条带化或随机放置的技术。然而，这种方案在显露访问模式之前分配放置并且仅减小偏斜的概率。这种方案无法消除偏斜并且无法在最初发生偏斜时校正偏斜。其它技术使用工作负荷再平衡方案，其中如果主位置过载，则工作负荷被重新引导至数据的冗余辅助位置。这种方案也无法在运行时消除存储子系统内的偏斜，也无法在没有辅助位置可用时解决问题。这些方案无法在存储子系统级别有效地解决性能劣化，这是由于系统中的一些行列过载而一些行列未被充分使用所导致。无法解决该问题的主要因素在于:这些方案未以存储子系统所需的细粒度解决问题，或者如果它们以存储子系统所需的细粒度解决问题，则它们仅以静态方式以存储子系统所需的细粒度解决问题。在一个实施例中，示出的实施例的机制通过在数据存储行列之间自适应地放置数据来提供运行时动态性能偏斜消除。自适应算法基于工作负荷和结构。在一个实施例中，示出的实施例的机制使用以区间粒度收集的细粒度统计数据计算行列热量，同时考虑硬件的带宽和IOPS能力以及工作负荷特性。使用行列的平均行列热量(变型包括使用IOPS等待时间曲线和相关系数)，并且产生用于重新定位区间的计划以便减小系统中的长期性能偏斜而没有突然的自动反应。相应地调整迁移。计划过程由性能偏斜的存在和其它事件(诸如，硬件的增加/删除/劣化、卷的创建/删除/重新配置以及其它这种配置事件(诸如，合并池))触发。参照图1，描述可实现本专利技术的各方面的示例性计算机系统10。计算机系统10包括连接到大容量存储装置14和存储装置16的中央处理单元(CPU) 12。大容量存储装置能够包括能够在独立盘冗余阵列(RAID)中配置的硬盘驱动器(HDD)装置、固态装置(SSD)等。能够在位于系统10中或别处的装置14上执行进一步描述的备份操作。存储装置16能够包括诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的存储器或相关装置的主机。存储装置16和大容量存储装置14经信号承载介质连接到CPU12。另外，CPU12通过通信端口 18连接到通信网络20，通信网络20具有连接的多个另外的计算机系统22和24。图2是显示根据本专利技术的计算机系统中的数据存储系统的硬件结构的示例性方框图200。参照图2，示出主机计算机210、220、225，主机计算机210、220、225中的每一个用作用于执行数据处理的中央处理单元，用作数据存储系统200的一部分。主机(物理或虚拟装置)210、220和225可以是数据存储系统200中的用于实现本专利技术的目的的一个或多个新的物理装置或逻辑装置。在一个实施例中，仅作为例子，数据存储系统200可被实现为IBM ? System Storage? DS8000?。网络连接260可以是光纤通道设备、光纤通道点到点链路、以太网上光纤通道或点到点链路、FICON或ESCON I/O接口、任何其它I/O接口类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在计算存储环境中由处理器装置执行的用于运行时动态性能偏斜消除的方法，包括：通过使用以区间粒度收集的多个细粒度统计数据来计算多个行列热量，包括考虑带宽(BW)和每秒输入/输出(IOPS)度量；产生自适应数据放置计划以重新定位数据；在多个数据存储行列之间放置数据；以及根据自适应数据放置计划平衡所述多个数据存储行列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·塞沙德里，L·Y·楚，P·H·穆恩齐，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：