用于租户感知存储共享平台的方法和装置制造方法及图纸

一种用于租户感知存储共享平台的方法和设备。描述了一种租户感知存储共享引擎(TASTE)。TASTE可包括用于关于在数据中心的可用存储装置的集合的信息的存储器。接收逻辑(505)可从租户接收存储装置需求。选择逻辑然后可选择满足租户的存储装置需求(415)的可用存储装置的子集。

Methods and devices for tenant aware storage sharing platform

A method and device for tenant aware storage sharing platform. A tenant - aware storage sharing engine (TASTE) is described. The TASTE may include a memory for information about a collection of available storage devices in a data center. The reception logic (505) can receive the storage device requirements from the tenant. Select the logic and then select a subset of the available storage devices that meet the tenant's storage device requirement (415).

【技术实现步骤摘要】
用于租户感知存储共享平台的方法和装置本申请要求于2016年5月24日提交的序列号为62/341,063的美国临时专利申请的权益，此申请针对所有目的通过引用合并与此。本申请涉及于2016年7月28日提交的序列号为15/222,938的美国专利申请，其要求于2016年5月24日提交的序列号为62/341,057的美国临时专利申请的权益，此两个申请针对所有目的通过引用合并于此。本申请涉及于2016年8月1日提交的序列号为15/225,811的美国专利申请，其要求于2016年5月24日提交的序列号为62/341,059的美国临时专利申请的权益，此两个申请针对所有目通过引用合并与此。本申请涉及于2016年6月20日提交的序列号为62/352,509的美国临时专利申请，此申请针对所有目的通过引用合并于此。
本专利技术构思总体涉及固态驱动器(SSD)，更具体地，涉及响应于应用需求管理数据中心中的SSD。
技术介绍
存储装置，特别是固态驱动器(SSD)，随着时间的推移呈现不断变化的特性。由于SSD内部的底层软件(即，固件)和/或硬件，SSD可能具有不可预测的延迟和/或带宽。由于磨损均衡导致的延长的访问延迟(读/编程/擦除)也可能影响延迟和/或带宽。虚拟的抽象-也就是说，不同的方法(诸如多态SSD、开放通道SSD和lightNVM(支持开放通道SSD的子系统)(仅举几例))使得难以预测SSD的性能特性。最后，不同的单元密度(诸如单级单元(SLC)、多级单元(MLC)、三级单元(TLC)和四级单元(QLC)(仅举几例))导致极其不同的特性。数据中心需要一种对应用程序和存储装置进行映射的机制。存储装置具有许多可随时间改变的特性，因此应当被监控。另一方面，应用也可能具有不同的需求，诸如冗余度、并行度、持久性、安全性、闪存转换层(FTL)参数(簇大小、页面大小等)等。但是常规存储管理要么使用卷管理要么使用独立磁盘冗余阵列(RAID)类的办法，这些方法不感知最新的存储装置(诸如，SSD)的性能特性或应用(例如，大数据分析分布式文件系统(HDFS)或键值存储)的需求。仍然需要一种响应于应用的需求选择用于存储所述应用的数据的存储装置的方式。附图说明图1示出具有各种主机的与客户机进行通信的数据中心。图2示出根据本专利技术构思的实施例的图1的主机的细节。图3示出图1的主机的附加细节。图4示出图2的接收应用的需求并据此调整存储阵列的租户感知存储共享引擎(TASTE)。图5示出图2的TASTE的细节。图6示出图5的选择逻辑的细节。图7示出图4的存储装置阵列的示例。图8示出在图7的存储装置阵列内建立的虚拟存储装置。图9示出图7的存储装置阵列中被分配以满足各种应用的需求的各种簇和存储装置页面大小。图10示出图7的存储装置阵列中的存储装置之间的复制。图11示出图7的存储装置阵列中的存储装置之间的数据的迁移。图12示出根据本专利技术构思的实施例的用于图2的TASTE接收应用的存储需求并相应地调整图4的存储装置阵列的的示例过程的流程图。图13A至图13C示出根据本专利技术构思的实施例的用于图2的TASTE响应于接收到的应用的需求对图4的存储装置阵列进行配置的示例过程的流程图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术构思的实施例，其中，本专利技术构思的示例在附图中示出。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以使得能够透彻理解本专利技术构思。然而，应当理解，本领域的普通技术人员可在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术的构思。在其它实例中，没有详细描述公知的方法、过程、组件、电路和网络，以免不必要地模糊实施例的多个方面。将理解，虽然术语第一、第二等可以在这里用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，第一模块可被称为第二模块，并且类似地，第二模块可被称为第一模块。在本专利技术构思的描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意于限制本专利技术构思。如在本专利技术构思和所附权利需求的描述中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也意于包括复数形式。还将理解，如本文所使用的术语“和/或”是指并且包括相关联的所列项目中的一个或更多个的任意和所有可能的组合。还将理解，当术语“包括”和/或“包括......的”在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件，组件和/或其组合的存在或添加。附图的组件和特征不必要按比例被绘制。大规模数据中心存储基础设施系统可受益于预测任何一对存储器之间(或主机和存储装置之间)或存储装置的任何集合/簇之间的延迟和带宽的能力。存储装置之间的最大延迟或最小带宽在选择或建立一个或更多个虚拟存储装置以支持应用的过程中可能是重要的。此外，对更多性能信息的需求不断增长，这是因为大规模数据中心试图管理和决定存储器的许多不同方面，包括并行度、复制、隔离等。这种预测器不应基于按需或每对测量，因为这样的方法没有规模。不幸的是，基于规范或分析的现有存储建模可能不满足这样的需求。这是因为基于固态驱动器(SSD)的存储器通常由于老化/磨损和隐藏特性(诸如，闪存转换层(FTL))而表现出多样化的延迟/带宽和时变特性，尽管存储装置本身具有相同的制造商甚至实际年龄也是如此。预测存储距离(也就是说，与数据中心内的一对存储装置之间的距离有关的性能特性)的另一个障碍是成对预测需要太多的测量(考虑全交换连接)。为了所有目的通过引用合并与此的于2016年7月28日提交的序列号为15/222,938的美国专利申请和于2016年8月1日提交的序列号为15/225,811的美国专利申请二者提供了这些问题的部分解决方案。但存在其它供考虑的办法。基于闪存的存储系统具有不对称的性能特性。也就是说，读取需要5-25微秒(μs)，但是写入需要100-200μs，且擦除闪存块可能需要几毫秒(ms)。此外，通常闪存单元可以承受的编程/擦除周期的数量是有限的。因此，可以利用磨损均衡(并且将其视为性能特性)。此外，垃圾收集花费大量的周期，其中，在所述周期期间所有输入/输出(I/O)操作可能被阻止。此外，考虑到应用的各种需求和特性，诸如嵌入式闪存转换层(FTL)或每个FTL物理装置的传统方法可能是不经济的。两个代表性示例是大数据分析分布式文件系统(HDFS)和键值(KV)存储。HDFS通常使用大块大小(在许多情况下为64兆字节(MB))，而KV存储使用小块大小(例如，用于Facebook工作负载的100字节(B)数据)。在这种情况下，KV存储的FTL开销(数据结构内存占用和PBA映射)可能是HDFS的FTL开销的640000倍。换句话说，从内存占用的角度来看，假设相同的映射方案，一个KV存储存储装置的FTL可处理640000个HDFS存储装置的FTL。这将有助于产生可映射到具有不同能力的FTL的存储器的簇，以使效率最优并消除隐藏的FTL延迟。存储距离图/树可使拓扑图/树与每个存储性能结合。该方法利用了与存储性能的变化/改变相比拓扑很少改变的事实。特别地，在服务级别目标(SLO)中应避免FTL的不可预测的延迟。新的租户感知存储共享引擎(TASTE)可采取多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种租户感知存储共享引擎(TASTE)，包括：存储器，用于关于可用存储装置的集合的信息；接收逻辑，用于从应用接收存储装置需求；选择逻辑，用于选择满足所述存储装置需求的可用存储装置的所述集合的子集。

【技术特征摘要】
2016.05.24 US 62/341,063;2016.08.03 US 15/227,9551.一种租户感知存储共享引擎(TASTE)，包括：存储器，用于关于可用存储装置的集合的信息；接收逻辑，用于从应用接收存储装置需求；选择逻辑，用于选择满足所述存储装置需求的可用存储装置的所述集合的子集。2.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的簇大小；所述选择逻辑包括用于选择可用存储装置的所述集合的所述子集的簇选择逻辑，可用存储装置的所述子集中的存储装置的数量等于所述簇大小。3.如权利要求2所述的TASTE，还包括：转换层逻辑，用于为可用存储装置的所述集合的所述子集建立转换层，以将逻辑块地址映射到可用存储装置的所述集合的所述子集上的物理块地址。4.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的页面大小；所述选择逻辑包括用于配置可用存储装置的所述集合的所述子集以使用所述页面大小的配置逻辑。5.如权利要求4所述的TASTE，还包括：转换层逻辑，用于为可用存储装置的所述集合的所述子集建立转换层，以根据所述页面大小将逻辑块地址映射到物理块地址。6.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的复制因子；所述选择逻辑包括用于对跨一定数量的可用存储装置的所述集合的所述子集的数据进行复制的复制逻辑，其中，所述数量等于所述复制因子。7.如权利要求6所述的TASTE，还包括：转换层逻辑，用于为可用存储装置的所述集合的所述子集建立转换层，以将可用存储装置的所述集合的所述子集中的第一存储装置作为在可用存储装置的所述集合的所述子集中的第二存储装置的副本进行管理。8.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的持久性需求；所述选择逻辑包括用于确保来自所述应用的数据在可用存储装置的所述集合的所述子集内持续阈值时间量的持久性逻辑。9.如权利要求8所述的TASTE，还包括：转换层逻辑，用于为可用存储装置的所述集合的所述子集建立转换层，使得可用存储装置的所述集合的所述子集上的数据至少在阈值时间量内不应是无效的。10.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的持久性需求；所述选择逻辑包括持久性逻辑，所述持久性逻辑用于确保可用存储装置的所述集合的所述子集能够防止数据受电力故障影响。11.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的隔离需求；所述选择逻辑包括用于确保可用存储装置的所述集合的所述子集不与可用存储装置的所述集合的第二子集重叠的隔离逻辑，其中，可用存储装置的所述集合的所述第二子集由第二应用使用。12.如权利要求1所述的TASTE，其中：所述存储装置需求包括用于所述应用的迁移命令；所述选择逻辑包括用于将数据从可用存储装置的所述集合的所述子集内的第一存储装置迁移到可用存储装置的所述子集内的第二存储装置的迁移逻辑。13.如权利要求1所述的TASTE，还包括：虚拟存储装置逻辑，用于从可用存储装置的所述集合的所述子集中的多个存储装置产生虚拟存储装置。14.如权利要求13所述的TASTE，还包括：转换层逻辑，用于为所述虚拟存储装置建立转换层。15.一种用于租户感知存储共享引擎(TASTE)的方法，包括：从在TASTE的应用接收存储装置需求的集合；识别可用存储装置的集合；选择可用存储装置的所述集合的子集以满足来自所述应用的存储装置需求的所述集合。16.如权利要求15所述的方法，其中：从在TASTE的应用接收存储装置需求的集合的步骤包括：接收用于所述应用的簇大小；选择可用存储装置的所述集合的子集以满足来自所述应用的存储装置需求的所述集合的步骤包括：从可用存储装置的所述集合选择存储装置，其中，可用存储装置的所述子集中的存储装置的数量等于用于所述应用的所述簇大小。17.如权利要求16所述的方法，还包括：为可用存储装置的所述集合的所述子集建立转换层，以将逻辑块地址映射到可用存储装置的所述集合的所述子集上的物理块地址。18.如权利要求15所述的方法，其中：从在TASTE的应用接收存储装置需求的集合的步骤包括：接收用于所述应用的页面大小；选择可用存储装置的所述集合的子...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仁硕，奇亮奭，安秉英，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR