基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法及系统，获取当前时隙的请求负载数据、STaaS云价格数据和存储类别数据；根据当前时隙请求负载数据以及STaaS云价格数据，得到当前时隙产生的成本；根据不同存储类别数据提供的延迟等级和请求延迟约束，得到未满足延迟；基于未满足延迟和成本的加权和，计算得到性价比最高的存储类别；判断性价比最高的存储类别是否为当前存储类别，如是，则数据不迁移，如否，则将数据迁移到性价比最高的存储类别中；本发明专利技术无需提前获知数据整个生命周期内的访问模式，可以根据以在线的方式到达的请求动态调整数据的存储类别，能够在满足请求的延迟需求的同时获得近似最优成本。的延迟需求的同时获得近似最优成本。的延迟需求的同时获得近似最优成本。

【技术实现步骤摘要】
基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法及系统


[0001]本专利技术涉及云存储
，特别涉及一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]近年来，公有云服务提供商提供了以对象存储服务为代表的STaaS(Storage as a Service，存储即服务)存储服务模式。STaaS云为用户使用存储服务提供了开箱即用的使用方式。云存储用户可以将数据托管在云中而无需自己购买并维护数据中心，可以节省大量人力和物力成本。虽然在云中托管数据可以提高维护便利性和成本效益，但随着数据量的增加，使用STaaS云的成本仍然不容小觑。因此，如何降低STaaS云的使用成本成为STaaS用户首要关注的问题。
[0004]当前，各云服务提供商为其存储服务提供了多种存储类别，不同的存储类别具有不同的价格和访问性能。以某存储服务为例，其提供的存储类别包括标准存储(Standard)、低频存储(Standard
‑
Infrequent Access)以及归档存储(Glacier)。从标准存储到归档存储，存储价格逐渐升高，但是访问价格逐渐降低。根据不同存储类别的定价差异，可以为访问模式不同的数据选择合适的存储层以降低成本。在定价差异之外，不同的存储类别提供的延迟也不同：标准存储和低频存储提供毫秒级的请求延迟，而归档存储提供分钟级的请求延迟。因此，在利用多个存储类别优化使用成本的同时，还需要考虑不同的存储类别对访问性能的影响。盲目地将数据存储在成本最低的存储类别中虽然可以降低使用成本，但是可能会增加用户请求延迟，从而降低用户体验，得不偿失。
[0005]对于访问频繁和相对不频繁的数据，可以分别使用标准存储和低频存储降低使用成本的同时保证请求延迟维持在一个较低的水平。而对于访问不频繁的数据，归档存储可以产生最低的使用成本，但是会增加请求延迟，影响用户体验。针对这类数据，可以根据请求延迟的要求为其选择合适的存储类别：对延迟要求较高的请求，将其存储在低频存储以保证请求获得较低的延迟；而对延迟要求没那么高的请求，将其存储在归档存储以降低其使用成本。
[0006]因此，为了获得最优的成本的同时保证请求性能，需要准确了解数据整个生命周期的访问模式。然而，用户对数据的访问是以在线的方式达到的，其访问量随时间逐渐揭露。在当前时刻无法提前获知数据未来的访问量，并且未来的访问量难以精确预测。在这种情况下，用户只能根据历史访问模式对存储类别进行调整。然而，基于历史访问模式的数据类别调整很难在保证请求延迟的前提下获取最优的成本。例如，假设数据在过去的一段时间内被频繁访问，那么为了获得最优的成本，数据在在未来一段时间内被保存在标准存储类别中。显然，如果未来一段时间数据仍然被频繁访问，则该决策可以降低成本。但是，如果未来一段时间内数据并没有被频繁访问，则该决策不仅不会降低成本，反而会产生更多成本。
[0007]现有技术通常采用基于预测的方法去调整存储类别，但是由于数据的访问模式和延迟需求无法精确预测，所做出的存储类别调整决策无法保证总是对成本节约和性能保证有益。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法及系统，无需提前获知数据整个生命周期内的访问模式，可以根据以在线的方式到达的请求动态调整数据的存储类别，能够在满足请求的延迟需求的同时获得近似最优成本。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]本专利技术第一方面提供了一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法。
[0011]一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法，包括以下过程：
[0012]获取当前时隙的请求负载数据、STaaS云价格数据和存储类别数据；
[0013]根据当前时隙请求负载数据以及STaaS云价格数据，得到当前时隙产生的成本；
[0014]根据不同存储类别数据提供的延迟等级和请求延迟约束，得到未满足延迟；
[0015]基于未满足延迟和成本的加权和，计算得到性价比最高的存储类别；
[0016]判断性价比最高的存储类别是否为当前存储类别，如是，则数据不迁移，如否，则将数据迁移到性价比最高的存储类别中。
[0017]作为本专利技术第一方面进一步的限定，获取发生在当前时隙的请求次数和总延迟，并计算请求的平均延迟；
[0018]根据计算得到的每个数据对象接收到请求的平均延迟，得到更新累计未满足延迟；
[0019]将更新累计未满足延迟用于下一个时隙的性价比最高的存储类别计算。
[0020]作为本专利技术第一方面更进一步的限定，计算得到性价比最高的存储类别，包括：e＝argmin{q(l
‑
L)+VC}，其中，q表示累计未满足延迟，l表示当前时隙的平均延迟，L表示延迟上限约束，V为权重参数，C表示当前时隙产生的成本。
[0021]作为本专利技术第一方面更进一步的限定，根据计算得到的每个数据对象接收到请求的平均延迟，得到更新累计未满足延迟，包括：
[0022]q
’
＝max{q+l
‑
L,0}
[0023]其中，l表示当前时隙的平均延迟，L表示延迟上限约束，q
’
为当前时隙的更新累计未满足延迟，q为前一时隙的更新累计未满足延迟。
[0024]作为本专利技术第一方面进一步的限定，请求负载数据，包括：当前时隙的请求数量、检索的数据量以及数据大小。
[0025]作为本专利技术第一方面进一步的限定，STaaS云价格数据，包括：存储价格、请求价格、数据检索价格以及数据迁移价格。
[0026]本专利技术第二方面提供了一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储系统。
[0027]一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储系统，包括：
[0028]数据获取单元，被配置为：
[0029]获取当前时隙的请求负载数据、STaaS云价格数据和存储类别数据；
[0030]成本优化单元，被配置为：
[0031]根据当前时隙请求负载数据以及STaaS云价格数据，得到当前时隙产生的成本；
[0032]根据不同存储类别数据提供的延迟等级和请求延迟约束，得到未满足延迟；
[0033]基于未满足延迟和成本的加权和，计算得到性价比最高的存储类别；
[0034]判断性价比最高的存储类别是否为当前存储类别，如是，则数据不迁移，如否，则将数据迁移到性价比最高的存储类别中。
[0035]作为本专利技术第二方面进一步的限定，获取发生在当前时隙的请求次数和总延迟，并计算请求的平均延迟；
[0036]根据计算得到的每个数据对象接收到请求的平均延迟，得到更新累计未满足延迟；
[0037]将更新累计未满足延迟用于下一个时隙的性价比最高的存储类别计算。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法，其特征在于，包括以下过程：获取当前时隙的请求负载数据、STaaS云价格数据和存储类别数据；根据当前时隙请求负载数据以及STaaS云价格数据，得到当前时隙产生的成本；根据不同存储类别数据提供的延迟等级和请求延迟约束，得到未满足延迟；基于未满足延迟和成本的加权和，计算得到性价比最高的存储类别；判断性价比最高的存储类别是否为当前存储类别，如是，则数据不迁移，如否，则将数据迁移到性价比最高的存储类别中。2.如权利要求1所述的基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法，其特征在于，获取发生在当前时隙的请求次数和总延迟，并计算请求的平均延迟；根据计算得到的每个数据对象接收到请求的平均延迟，得到更新累计未满足延迟；将更新累计未满足延迟用于下一个时隙的性价比最高的存储类别计算。3.如权利要求1所述的基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法，其特征在于，计算性价比最高的存储类别，包括：e＝argmin{q(l
‑
L)+VC}，其中，q表示累计未满足延迟，l表示当前时隙的平均延迟，L表示延迟上限约束，V为权重参数，C表示当前时隙产生的成本。4.如权利要求2所述的基于STaaS云的高性价比动态分层存储方法，其特征在于，根据计算得到的每个数据对象接收到请求的平均延迟，得到更新累计未满足延迟，包括：q
’
＝max{q+l
‑
L,0}其中，l表示当前时隙的平均延迟，L表示延迟上限约束，q
’
为当前时隙的更新累计未满足延迟，q为前一时隙的更新累计未满足延迟。5.如权利要求1所述的基于STaaS云的高性价比动...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丽，刘明宇，刘士军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：