管理自主计算机系统中的工作负荷的方法和系统技术方案

一种用于管理具有许多控制参数的计算机系统中的工作负荷的方法，该方法包括下列步骤：　　　　为系统确立性能目标；　　　　确定系统中的瞬时需求的度量；　　　　相对于该度量跟踪目标；　　　　基于系统的自回归的时间序列预测未来的需求；以及　　　　调整系统的控制参数以实现目标。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及服务多个工作负荷的计算机系统，具体来说，涉及用于管理自主计算机系统中的工作负荷以改善系统性能的方法。
技术介绍
大型计算机系统，特别是那些运行时间不同的工作负荷，难以保持协调。需要响应变化的工作负荷调整系统参数，以便可以始终获得系统的最佳性能。结果，可能需要理解许多交互参数，并适当地进行调整。即使一个系统在一个点协调得很好，由于工作负荷不断变化，在某些其他点也可能协调得比较差。协调得比较差的系统不仅系统性能会降低，它们还浪费资源，并使用户使用起来感到难受。人们对自主系统(即，动态地自我调节的系统)的兴趣在不断地增大。自我调节的一个主要方面是自我协调。当前对自主协调的工作比静态协调稍微先进一些。这样的工作主要基于常规反馈控制原理围绕反应性的自主的基本概念而出现。反应性的自主系统基于瞬时的需要，或者，充其量基于短期的历史度量值来重新配置本身。如同涉及反馈控制的任何技术一样，反应性的自主系统也具有已知的潜在的不稳定性或对变化反应慢的问题。使用反应性的自主进行自我协调或基于事件识别进行错误恢复的计算机存储系统的示例有IBM Corporation提供的TivoliStorage Resource Manager和Candle Corporation提供的AF/Operator。许多其他计算机产品使用反馈系统，这些反馈系统在某些条件满足时以自动方式监视事件并作出反应。美国专利5,537,542描述了用于根据客户端性能目标对服务器工作负荷进行管理的设备和方法。它提供了一个工作负荷管理器，该管理器跟踪性能目标集，每一个目标都与一个客户端事务类别关联。系统中的服务器集分析类别的性能，影响类别性能的性能目标和资源。然后，根据需要对资源分配作出更改，以改善类别的性能。该方法提供了面向对象的客户端/服务器工作负荷管理，这种管理是在客户端的系统上确定的。此方法适用于客户端-服务器工作负荷管理应用程序，并需要在客户端进行服务器的选择，是基于策略的管理方案。它不依赖于反馈或前馈，也不讨论用于实现任何类型的性能目标的预测或任何特定的方法。美国专利6,014,700说明了一种基于在客户端的系统上确定的工作负荷管理策略而在客户端-服务器网络中管理工作负荷的方法。选择网络中的服务器以基于工作负荷管理策略来满足客户端请求。该方法基于请求形成扩展的对象引用，并使用扩展的对象引用访问工作负荷管理策略。根据工作负荷管理策略选择其中一个服务器以处理请求。此方法适用于客户端-服务器工作负荷管理应用程序，需要在客户端进行服务器的选择，它们的性能预测是基于当前需求和能达到的需求而不是预测到的需求作出的。此外，该系统要求手动指定模式，而本专利技术从观察到的活动的时间序列分析自动生成模式。PCT申请专利WO0239279A2描述了基于模式化的和监视到的I/O资源信息的I/O资源管理系统。该系统动态地使用资源管理体系结构调整信息管理系统I/O操作参数，以满足变化的要求或动态应用程序的需求。I/O资源管理系统包括资源管理器、资源模型、存储设备工作负荷监视器和存储设备。所说明的专利技术的主题是管理I/O资源的使用而不是基于目标预测和优化系统。因此，需要一种用于基于反馈和前馈性能信息连续地管理工作负荷而没有上文所描述的缺点的方法和自主计算机系统。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种基于反馈机制优化计算机系统的性能的方法和系统。本专利技术的另一个目标是提供一种基于前馈机制优化计算机系统的性能的方法和系统。本专利技术的再一个目标是提供一种以这样的方式基于反馈和前馈机制的组合优化性能的方法和系统，以便反馈和前馈优化彼此相互补充。本专利技术的再一个目标是一种方法和系统，以确保所提供的用于优化性能的机制对于各种工作负荷和环境实现起来比较简单。本专利技术的再一个目标是提供一种系统和方法，以确保所提供的用于优化性能的机制适用于包括单个系统的虚拟系统，而单个系统的属性和功能可以显著不同。本专利技术的再一个目标是提供一种系统和方法，该系统和方法自动生成用于从性能目标估计性能的模式。为实现这些及其他目标，本专利技术提供一种基于反馈和前馈性能信息管理自主计算机系统中的工作负荷的方法。该方法为系统确立性能目标，确定系统中的瞬时需求的度量，连续跟踪相对于度量的性能目标，基于系统的自回归的时间序列预测未来的需求，调整系统的控制参数以实现这些目标。性能目标与置信水平关联，通常包括所希望的系统响应时间。跟踪步骤包括获取系统的性能数据并将性能数据存储在一个永久数据存储区。需求预测使用频谱预测过程从当前工作负荷预测未来的工作负荷。自主计算机系统服务于许多客户端，并具有可以调整以影响系统的性能的控制参数集。该系统包括自主控制器，该控制器为系统确立性能目标，确定了系统中的瞬时需求的度量，跟踪相对于度量的目标，基于系统的自回归的时间序列预测未来的需求，调整系统的控制参数以实现系统性能目标。还将描述本专利技术的网络附加存储(NAS)系统的另一个优选实施例。自主NAS系统包括被客户端通过数据请求访问的文件、用于处理来自客户端的数据请求的数据存储区，以及用于在数据存储区之间分配数据请求的请求路由器。有许多控制系统的性能并可以调整的参数。管理操作是由自主控制器执行的，该控制器跟踪相对于性能目标的数据请求并调整参数以满足性能目标。在随后的描述中将阐述本专利技术的其他目标和优点，经过描述并参考附图，这些目标和优点将变清楚，也可以通过本专利技术的实践来了解。附图说明图1是一个显示根据本专利技术的管理自主计算机系统中的工作负荷的一般过程的流程图。图2是一个显示根据本专利技术的用于预测自主系统中的未来工作负荷需求的优选过程的流程图。图3是一个显示根据本专利技术的自主网络附加存储(NAS)系统的一般配置的方框图。图4是一个显示根据本专利技术的用于调整自主NAS系统的可控制的参数的优选过程的流程图。图5是一个显示本专利技术的自主NAS系统的改进的性能的图表。具体实施例方式本专利技术将主要作为用于管理自主计算机系统中的工作负荷的方法和系统来描述。然而，所属
的专业人员将认识到，诸如包括CPU、内存、I/O、程序存储器、连接总线在内的数据处理系统之类的设备，及其他相应的组件，可以被编程或者以别的方式设计为实施本专利技术的方法。这样的系统将包括用于执行本专利技术的操作的相应的程序装置。此外，与数据处理系统一起使用的诸如预先记录的磁盘之类的产品或其他类似的计算机程序产品，可以包括存储介质和记录在其上的用于指示数据处理系统实施本专利技术的方法的程序手段。这样的设备和产品也属于本专利技术的精神和范围内。图1是一个显示本专利技术的一般方法的流程图。步骤101-102是配置步骤，而步骤103-106是操作步骤。在步骤101中，该方法确立了可以计量的系统目标。在本专利技术的优选实施例中，系统目标包括性能目标和置信水平。一个计算机系统的典型的性能目标可以是系统在某一个时间窗内执行的事务的目标数量。对于存储系统，目标可以是请求的目标数量或一个文件类别或客户端类别的平均响应时间。对于网络系统，目标可以是系统在一个时段内可以处理的网络事务的数量。系统目标可以具有多个子类别。例如，自主计算机系统的某些客户端可能愿意以响应时间延长来换取成本的降低。因此，对于每一个客户端类别，目标可以不同。置信水平度量系统必本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·P·摩根，爱德华·G·克劳恩，兰斯·W·拉塞尔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：