存储池容量管理制造技术

本发明专利技术公开了存储池容量管理。实施例涉及持久存储卷的池。卷的容量相对于它们对应的存储池容量阈值而被管理以确保所述卷的持续操作和作用。后台处理基于相似性或通用性特性将每个池内的卷分组为一个或多个聚类。后台处理选择性地执行选择的卷的副本的一种或多种空间节省技术，测量与这些技术相关联的影响数据，并且维护该数据。在诸如接近存储池的阈值水平的这样的时间，一个或多个空间减小动作鉴于后台处理发生于组成的卷上，并且发生于相关联的组上。减小动作包括相关联的存储池中的一个或多个聚类中的一个或多个卷的空间节省技术(诸如压缩和/或精简)的实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及持久存储容量管理。更具体地，本专利技术涉及用于空间节省影响分析和评估以及用于空间节省技术的执行的一个或多个处理。
技术介绍
压缩和精简预配置是在数据中心中被使用以减小存储容量使用(也被称为存储印迹(footprint))、从而使更多存储可用的技术。存储管理员可以指定存储卷是压缩的、密集的、还是精简的(thin)，每一个管理策略不仅用在初始预配置时间，而且还用在稳态生命周期期间。然而，使用以上技术中的任何一个减小存储容量可能对应用性能具有负面影响。例如，从压缩的存储卷进行读取要求该卷经受需要附加处理的解压缩技术。同时，从精简的卷进行读取可能也需要附加处理，诸如在数据访问之前的元数据查找。从压缩的卷或精简的卷读取数据引入了I/O延时。在数据存储技术的性能和数据存储技术的应用之间存在平衡。性能影响和容量节省是工作负载(workload)的函数，并且在不同的工作负载类型之间广泛地变化。例如，如果在应用卷驻留在其中的存储池中存在充足的可用空间，则对卷进行压缩或精简具有最小益处。就这一点而论，存储印迹减小技术(诸如压缩和精简预配置)对于应用释放接近或者已超过容量阈值的存储池中的存储容量是可取的。
技术实现思路
本专利技术包括用于关于存储空间的可用性管理一个或多个包含一个或多个卷的存储池的方法、计算机程序产品和系统。在一个方面中，提供了一种管理存储池中的存储卷的容量、更具体地使卷管理与容量去耦合(decouple)的方法。利用两个主要组成方面，包括去耦合和选择。去耦合涉及基于一个或多个卷的压缩或精简的容量节省的估计。从每个存储池选择以第一状态操作的卷的子集，并且对卷的副本进行精简或压缩。其后，测量并记录随着选择的子集的任何容量改变。另外，测量并记录来自选择的子集上的工作负载的性能改变。基于记录的容量和性能改变数据来选择并执行最佳空间减小动作的子集。在需要时执行来自该子集的至少一个动作，从而使第一状态转换为第二状态。在另一方面中，提供了一种管理存储池的容量的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括包含可被处理单元执行的程序代码的计算机可读存储设备。所述程序代码解决两个主要组成部分，包括去耦合和选择。更具体地，程序代码使来自一个或多个空间减小动作的容量节省的估计与这样的动作的实际执行去耦合。与容量的估计相关联的程序代码从每个池选择卷的子集(其中要被选择的卷以第一状态操作)，并且对每个选择的子集的副本执行第一空间减小动作。其后，所述代码测量随着选择的子集的容量改变，并且记录该改变。所述程序代码还测量来自选择的子集上的切换的工作负载的性能改变，并且记录该性能改变。所述代码基于记录的容量改变和性能改变来生成供执行的最佳空间减小动作的子集。程序代码被进一步提供以在需要时执行来自生成的子集的至少一个动作，其中该执行使第一状态转换为第二状态。在又一方面中，提供了一种管理存储池的容量的计算机系统。所述系统包括处理单元以及具有两个或更多个存储卷的存储池，所述处理单元可操作地耦合到存储器，所述存储池可操作地耦合到处理单元。提供与处理单元通信以解决存储池的容量的管理工具。该工具包括去耦合模块和选择模块。该去耦合模块的功能在于，估计来自一个或多个空间减小动作的容量节省，并且使该估计与这样的动作的实际执行分离。去耦合模块从每个池选择卷的子集(其中这些卷以第一状态操
作)，并且对每个选择的子集的副本执行第一空间减小动作。其后，该模块测量与选择的子集相关联的容量改变，并且记录该容量改变。另外，测量并记录性能改变。选择模块基于记录的容量和性能改变数据来生成最佳空间减小动作的子集。在需要时，选择模块执行生成的最佳空间减小动作的子集上的至少一个动作。该执行使第一状态转换为第二状态。从结合附图的以下对目前优选的实施例的详细描述，这些特征和优点以及其它特征和优点将变得清楚。附图说明本文中参考的附图形成本说明书的一部分。附图中所示的特征意在于仅例示本专利技术的一些实施例，而非本专利技术的所有实施例，除非另有明确地指示。图1描绘例示去耦合处理的概述的流程图。图2描绘例示用于估计空间节省的处理的流程图。图3描绘例示用于预测存储阈值违反(violation)的处理的流程图。图4描绘例示管理存储容量的流程图。图5描绘例示存储池容量管理系统的组件的框图。图6描绘云计算节点的例子。图7描绘云计算环境。图8描绘云计算环境所提供的一组功能抽象层。具体实施方式将容易理解，如在本文中的附图中总体描述和例示的本专利技术的组件可以以多种多样的不同配置进行布置和设计。因此，以下对如附图中所呈现的本专利技术的装置、系统和方法的实施例的详细描述并非意图限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅代表本专利技术的选择的实施例。在整个本说明书中对“选择的实施例”、“一个实施例”或“实
施例”的引用意味着，结合实施例描述的特定的特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，短语“选择的实施例”、“在一个实施例中”或“在实施例中”在整个本说明书中的各个地方中出现不一定指的是同一个实施例。本专利技术的例示的实施例将通过参考附图被最好地理解，在附图中，相似的部分始终通过相似的数字指定。以下描述仅意图当作例子，并且仅仅例示与本文中要求保护的本专利技术相一致的设备、系统和处理的某些选择的实施例。对存储卷的管理存在两个主要组成部分，包括识别(identification)和矫正(reclamation)。识别涉及估计与存储印迹减小技术相关联的空间节省和性能影响。矫正涉及延迟存储印迹减小技术的动作，直到满足某些标准为止。因此，这两个方面(包括识别和矫正)被去耦合，直到诸如存储节省已被视为有益的或必要的这样的时间为止。如以上所讨论的，数据中心被配置有两个或更多个存储池。一个或多个应用可以利用驻留在这些池中的一个或多个中的卷所支持的相关联的数据来执行应用。为了在相关联的存储池中创建存储空间，可以对驻留在这些池中的一个或多个卷应用压缩和/或精简预配置(在本文中也被称为精简)技术。关于时间要求和任何所产生的性能开销两者，对这些池中的所有可能的卷应用压缩或精简在大规模系统中可能是不实际的。参考图1，提供了例示去耦合处理的概述的流程图(100)。基于相似性的采样方法被利用以减轻与对所有可能的卷应用精简和压缩相关联的时间和性能开销。就这一点而论，基于相似性来对数据中心中的存储卷进行聚类(cluster)(102)。在一个实施例中，如果卷映射到同一个应用，则它们可以被视为是相似的，因为这增加了它们存储相似类型的数据的可能性。在一个实施例中，如果卷表现出相似的随机或顺序的读取和写入I/O比例或性质，则它们可以被视为是相似的。例如，具有主要是随机写入I/O的两个卷可以被看作是相似的。在一
个实施例中，两个或更多个卷的I/O比例之间的皮尔逊(Pearson)相关系数可以被利用为相似性值。因此，通过使用相关值，卷可以被分组成期望数量的聚类。通过对卷进行聚类，如上所述，每个聚类中的卷的子集可以被选择用于压缩和精简的评估。从每个聚类中的被选择的卷获得的空间节省和性能影响值可以被用于对该聚类中的剩余的卷估计相似的特性，并且在一个实施例中，可以用作对于未来采样的指导。将变量YTotal分配给所形成的卷的聚类的数量(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理存储池的容量的计算机实现方法，包括：使来自一个或多个空间减小动作的容量节省的估计与所述一个或多个空间减小动作的实际执行去耦合，所述去耦合包括：从每个池选择卷的子集，并且对每个选择的子集的副本执行第一空间减小动作，所述卷以第一状态操作；测量与选择的子集相关联的容量改变，并且将容量改变数据记录在第一位置中；测量来自选择的子集上的工作负载的性能改变，并且将性能改变数据记录在第二位置中；以及生成供执行的最佳空间减小动作的子集，所述动作基于记录的容量和性能改变数据；和在需要时执行来自生成的最佳空间减小动作的子集的至少一个动作，所述执行使所述第一状态转换为第二状态。

【技术特征摘要】
2015.03.31 US 14/675,1511.一种用于管理存储池的容量的计算机实现方法，包括：使来自一个或多个空间减小动作的容量节省的估计与所述一个或多个空间减小动作的实际执行去耦合，所述去耦合包括：从每个池选择卷的子集，并且对每个选择的子集的副本执行第一空间减小动作，所述卷以第一状态操作；测量与选择的子集相关联的容量改变，并且将容量改变数据记录在第一位置中；测量来自选择的子集上的工作负载的性能改变，并且将性能改变数据记录在第二位置中；以及生成供执行的最佳空间减小动作的子集，所述动作基于记录的容量和性能改变数据；和在需要时执行来自生成的最佳空间减小动作的子集的至少一个动作，所述执行使所述第一状态转换为第二状态。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：维护每个池中用于空间减小的候选卷的列表，所述列表与相应的容量节省和性能测量相关联。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：对于每个存储池，对所述列表中的卷进行优先化。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：对于所述池中未被选择的卷推断容量节省和性能降低，其中，所述推断基于来自选择的卷的测量。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：预测自先前的测量以后的空间节省的改变，所述预测利用对于每个卷观察到的I/O访问模式。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：周期性地更新所述测量，包括使任何先前的测量数据失效。7.一种计算机系统，包括：处理单元，所述处理单元可操作地耦合到存储器；存储池，所述存储池具有两个或更...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·爱勒托里，H·H·路德维格，N·S·曼德格里，宋旸，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US