存储集群中的自适应功率保存制造技术

固定内容存储集群中的每个节点和卷基于在可配置时期内没有收到来自客户应用和节点的请求而作出关于是否减少功耗的独立决定。节点配置参数sleepAfter和wakeAfter分别确定在使节点或卷闲置之前需要等待多久以及在重新执行完整性检查之前需要在闲置时等待多久。竞标值由每个节点计算，该竞标值反映节点写入文件、读取文件或者保持文件的拷贝的成本是多少。具有最低竞标值的节点获胜，并且闲置的节点向每个竞标添加补贴，以帮助确保闲置节点是保持闲置的。通常，具有较大容量的节点将提交较低的竞标值以写入文件。在存档模式下，写入竞标被改变，这意味着具有较小容量的节点提交较低的竞标值，从而意味着较满的节点更快地充满，并且然后闲置，而空的或几乎空的节点可以保持闲置一定时间，直至赢得写入竞标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及功率保存。更具体地，本专利技术涉及存储集群中的功率保存。
技术介绍
当前，正在进行普遍的努力以减小计算机的电力消耗，从而推动所谓的“绿色”技术并解决全球气候变化。但是，除了这些长期目标之外，减小的功率消耗还能够为企业主提供立即见效的节省。计算机系统使用的功率的减少不仅意味着计算机系统自身的电费降低，而且功率减小还将意味着计算机系统的冷却成本减少。对于管理大量数据中心的企业，冷却计算机机架所需的功率的减小会具有非常重要意义。对于这些企业，冷却容量 (capacity)的减小还意味着数据中心所需的冷却基础设置减少以及所需的不动产减少。因此，通常理想的是保存计算机存储集群中的功率，以节省钱并减少必需的冷却。 但是，在客户应用一直向集群写入并从集群读取的存储集群中并且在存储集群自身评价其自己的数字对象完整性并进行数字对象的必要拷贝时，设计功率保存方案是具有挑战性的。因此，需要这样一种技术和系统其将减少计算机集群中的功率消耗，同时仍允许客户应用进行必要的访问，并将维持集群内的对象完整性。
技术实现思路
为了实现以上所述，并且根据本专利技术的目的，公开了一种功率保存技术。可以理解的是通过在卷(volume)不在使用中时使磁盘驱动器旋转减慢以及通过在节点不在使用中时减少CPU使用来保存功率，对存储集群是有利的。本专利技术提出了一种机制，通过该机制，使用不足的集群能够开始使磁盘旋转减慢， 并减少节点CPU的使用。目标不是特意地减少可用的处理能力以保存功率，而是辨识处理能力要求何时较低并采取行动以保存功率。在夜间或周末休眠的集群或者对于写入/读取 /删除操作不常使用的集群将在休眠时期期间享受到显著的功率使用减小，或许高达80% 至90%。集群的后续访问将自动地唤醒一个或多个节点来执行请求并最终可以恢复整个集群。尽管在对睡眠节点的首次访问时将出现附加的等待时间，但可得到的最大处理能力将不受影响。该方法的优点包括本专利技术能够根据客户应用的大幅变化的使用方式进行调节； 每个节点和卷关于何时睡眠和苏醒作出其自己各自的决定；以及整个集群可以完全休眠。 本专利技术不需要管理员设计更复杂的子集群布置以适应功率保存；并且，存在基本为零的管理日常支出。本专利技术的第一实施例允许存储集群中的计算机节点及其硬盘各自独立地闲置，从而保存功率。第二实施例允许在整个存储集群闲置时对存储集群中的相关节点的读取或写入访问而不需要唤醒整个集群。第三实施例使用用于存档应用的存档模式，在该模式下，某些节点保持闲置和空载，直至被需要。第四实施例允许在集群已经闲置预定时间之后发生整个集群的健康处理。第五实施例使用固态驱动器(SSD)来消除由于旋转加快延时造成的闲置集群的初始等待时间。附图说明通过参照结合附图进行的下面描述，本专利技术连同其进一步的优点可以得到最佳的理解，在附图中图1示出了用于本专利技术的操作的环境。图2是流程图，描绘了在正常操作中客户应用如何将文件写入到存储集群中。图3是流程图，描绘了节点如何从活动状态转变到闲置状态。图4是流程图，描绘了闲置的集群如何处理读取请求。图5是流程图，描绘了闲置的集群如何处理写入请求。图6A和6B示出了适于执行本专利技术的实施例的计算机系统。具体实施例方式本专利技术可以利用任何合适的计算机硬件和软件来执行。存储集群可以包括任何数量的计算机节点。优选地，每个节点包括CPU(或多个CPU)、操作系统、通向其他节点(或至少中央路由器)的通信链路、以及任何数量的内部硬盘驱动器或固态驱动器(即，从零到N 个)。一般地，每个节点包括至少一个驱动器，并且可以存在硬盘驱动器与固态驱动器的任何组合。集群一般为固定内容存储集群，这意味着其用于备份、长期存储、存档等，并且一般不用于对计算机文件的每日访问。通常称为WORM(—次写入，多次读取)存储器，这意味着一旦计算机文件或数字对象被写入到集群中，便不能被改变。(当然，计算机文件的修改版本也可以存储在集群内)。集群可以执行为独立节点冗余阵列(RAIN)，这意味着每个节点运行其自己的操作系统并作出关于集群内的存储的独立的决定。存储集群可以构建在片式机、塔式机、个人计算机和服务器上。可替代地，单个计算机箱内的多核处理器可以支持在每个核上运行的虚拟存储节点，这意味着具有多个节点的存储集群可以存在于单个计算机箱内。另外，单个物理箱内的计算机系统可以包括多个CPU，在这种情况下，每个CPU可以表示节点，并且存储集群可以在该单个物理箱内执行。图1示出了用于本专利技术的操作的环境10。包括有存储集群20、客户应用30、管理控制台40、任何数量的计算机节点51-54、以及中央路由器70。如上所述，计算机节点是物理文件服务器，其优选地包括至少一个CPU和任何数量的磁盘驱动器、固态驱动器或具有这两种类型的混合驱动器。每个节点执行诸如Debian Linux的操作系统，并执行处理以管理节点之间的对等通信，从而执行健康的处理，并代表节点及其卷作出独立的决定。每个节点还包括管理软件，并且其状态能够通过网页浏览器在互联网上进行观察。在一个特别的RAIN实施例中，每个节点是IU服务器(例如，x86服务器)，具有带标准以太网联网能力的1太拉字节(terabyte)或更多字节的串口 ATA磁盘存储容量。每个节点具有IP地址并可以利用基于IP的LAN、MAN或WAN物理地相互连接。因此，每个节点可以与单个节点进行对话并可以利用路由器70或其他类似的网络开关将信息广播至存储集群内的所有节点(组播)。每个节点包括管理模块，该管理模块用于处理来自客户应用的外部请求(例如，SCSP请求)、节点间的复制请求(例如，SCSP间请求)、以及其他节点间协议通信(竞标 (bidding)、用于信息的请求，等等)。健康处理模块(将在下面描述)管理每个节点的数字内容。管理控制台40优选是链接到存储集群的网页服务器，其允许通过任何合适的互联网连接访问每个节点。每个节点执行能够用来观察和管理整个集群的冗余管理控制台。在一个实施例中，利用可以从德州奥斯丁的Caringo公司得到的CAMor内容存储软件或任何合适的计算机硬件来执行存储集群。在该实施例中，存储集群是固定内容存储器并且每个数字对象在集群内通过随机的数字(通用唯一标识符，或UUID)被唯一地寻址， 该UUID是利用真随机数字生成器对该数字对象生成的。利用散列函数对每个数字对象的内容进行验证。客户软件应用在将数字对象存储在集群中时接收UUID并通过将该UUID提供至集群来检索该数字对象。软件应用利用标准HTTP 1.1，更具体地，利用称为简单内容存储协议(SCSP)的标准的简化子集与CAMor集群进行通信。利用该标准接口，客户应用 (例如电子邮件、企业内容管理、健康护理应用、网页浏览器、Web 2. O、图片共享、社交媒体网站、安全视频、视频编辑，等等)可以访问CAMor存储集群。另外，直接HTTP访问对浏览器、JAVA、Python、C++和其他软件环境是可用的。碰本专利技术允许集群中的每个节点和卷基于该集群在可配置时期内实际处理来自外部客户应用的请求以及节点之间的复制请求的频率关于是否减少其功耗作出独立的决定。 使用称为“休眠后(sle印After) ”和“醒来后(wakeAfter) ”的两个节点配置参数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·杜顿，L·阿比拉，D·约亚克利，
申请(专利权)人：卡林戈公司，
类型：发明
国别省市：