存儲(chǔ)系統(tǒng)性能管理問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)理論與技術(shù)的迅猛發(fā)展以及新型高端應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，為更好地滿足實(shí)際需求，存儲(chǔ)系統(tǒng)的系統(tǒng)規(guī)模變得日益龐大，系統(tǒng)復(fù)雜度急劇增長(zhǎng)，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)系統(tǒng)管理成本在IT基礎(chǔ)設(shè)施的系統(tǒng)總體擁有成本中已占有很大比重。
　　 因此，存儲(chǔ)系統(tǒng)管理問(wèn)題成為存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域亟待研究的課題。
　　 性能管理作為存儲(chǔ)系統(tǒng)管理的重要子領(lǐng)域，主要包括應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量中的性能保證、系統(tǒng)配置管理、系統(tǒng)性能問(wèn)題診斷、系統(tǒng)性能建模、系統(tǒng)容量規(guī)劃、系統(tǒng)性能調(diào)

2、優(yōu)等問(wèn)題。圍繞存儲(chǔ)系統(tǒng)性能管理領(lǐng)域的四個(gè)核心問(wèn)題進(jìn)行研究，取得了相應(yīng)的研究進(jìn)展。
　　 共享存儲(chǔ)服務(wù)器在實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)合得到了廣泛部署，不僅能降低存儲(chǔ)系統(tǒng)管理復(fù)雜度，方便系統(tǒng)管理，同時(shí)還減少了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本。然而，存儲(chǔ)系統(tǒng)資源的共享直接導(dǎo)致了應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量（主要指性能）的不可預(yù)測(cè)性。提出了一種I/O 調(diào)度算法，該算法的核心思想采用基于權(quán)重的完全公平排隊(duì)，在多個(gè)前端并發(fā)應(yīng)用之間分配底層存儲(chǔ)資源，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)應(yīng)用負(fù)載的性能保證。
　　

3、 在當(dāng)前數(shù)據(jù)中心，無(wú)論是虛擬服務(wù)器，還是附網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)，抑或是大規(guī)模集群存儲(chǔ)系統(tǒng)，已廣泛采用存儲(chǔ)系統(tǒng)資源整合的共享模式。為提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源利用率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用性能的有效管理，提出了一種基于控制論方法的共享存儲(chǔ)系統(tǒng)性能管理框架，該框架被設(shè)計(jì)為一個(gè)性能管理系統(tǒng)，因存儲(chǔ)系統(tǒng)和應(yīng)用負(fù)載的動(dòng)態(tài)特征，該性能管理系統(tǒng)采用自適應(yīng)控制方法論，參照預(yù)先指定的利用率目標(biāo)，在線捕獲系統(tǒng)性能模型，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制器參數(shù)，控制器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)生控制動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)面向利

4、用率的性能控制目標(biāo)。另外，出于探索性目的，還給出了相對(duì)服務(wù)質(zhì)量模型下性能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 存儲(chǔ)系統(tǒng)性能模型的獲取對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理以及性能評(píng)價(jià)均具有重要意義。區(qū)別于傳統(tǒng)的第一原理建模方法，提出了一種黑箱風(fēng)格的存儲(chǔ)系統(tǒng)性能模型提取方法，該方法通過(guò)監(jiān)測(cè)I/O 負(fù)載特征和系統(tǒng)性能，利用多元回歸理論，分析得到I/O 負(fù)載特征與系統(tǒng)性能之間的映射關(guān)系，從而提取出系統(tǒng)的性能模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提取性能模型具有較高的精確度，同時(shí)，

5、為了驗(yàn)證性能模型的有效性與實(shí)用性，還給出了性能模型在性能預(yù)測(cè)與what-if分析兩個(gè)重要存儲(chǔ)系統(tǒng)管理問(wèn)題場(chǎng)景下的應(yīng)用實(shí)例。
　　 當(dāng)前高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)的龐大規(guī)模和高復(fù)雜度使得系統(tǒng)配置問(wèn)題日益突出，系統(tǒng)的缺省配置或經(jīng)驗(yàn)配置常常使系統(tǒng)工作于次優(yōu)或異常狀態(tài)。存儲(chǔ)系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)不僅能大幅提高系統(tǒng)性能，而且還能有效提高系統(tǒng)資源利用率，降低系統(tǒng)總體成本。為此，提出了一種基于統(tǒng)計(jì)分析的存儲(chǔ)系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)方法，該方法主要分為兩個(gè)步驟：