集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置，其方法包括：为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值。本发明专利技术通过为集群存储系统配置精度至少在微秒量级的内核时钟计时器，以将重传超时计时器的精度设置为与往返时延相同的微秒量级精度，同时，根据往返时延的采样值及集群存储系统的集群规模选择合适的估算方法来获取重传超时计时器的估算值，从而选取最优化的超时计时器的估算值，来平衡伪造重传及重传超时对用户带宽利用率的影响。

【技术实现步骤摘要】
集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置
本专利技术涉及集群存储
，尤其涉及一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置。
技术介绍
目前，数据中心采用高速低延时的以太网构建集群存储系统，通过TCP/IP网络传输对外提供数据存取服务。在数据中心的运营成本中，网络带宽成本是其中所占比重较大的成本支出。以高速以太网组织起来的存储集群、分布式文件系统、元数据管理集群等在节点数目不断增加的情况下，在用户端观测到的数据传输速率即网络吞吐率会急剧下降，这种现象被称为吞吐量塌陷行为（Incast）。集群存储系统中，数据块会以分条的方式存放在多个不同的集群节点上，以保障数据存储的高可用性和高可靠性。当用户向集群存储系统请求数据存取服务时，包含有当前请求数据块的一个数据片段的多个存储节点将同时响应当前请求，此时数据的传输是同步并行的，当多个数据流经过瓶颈链路的时候，会造成瞬态的爆发性丢包，也即发生了吞吐量塌陷行为。研究发现造成集群存储系统的吞吐性能急剧下降的主要原因是TCP的重传超时。现有的集群存储系统TCP传输协议使用的时钟系统仍为低精度的时钟系统，只支持毫秒量级的计时器调用，导致集群存储系统TCP传输协议的重传超时计时器（RTOmin）的值只能保持在毫秒量级。在瞬态爆发性丢包事件没有通过TCP传输协议反馈机制检测到的时候，TCP传输协议将根据超时计时器的值来决定何时开始重传，TCP传输协议中缺省的超时计时器（RTOmin）的值一般为200毫秒（Linux2.6），构建于高速以太网之上的集群存储系统的网络往返时延（RTT）是微秒数量级的，因此一次重传超时将使得网络链路处于“空闲”的时间是往返时延的1000倍之多，不仅造成传输带宽的浪费，也加剧了TCP的重传超时对吞吐量塌陷行为的影响。而现有的对超时计时器（RTOmin）的值的估算方法有的估算出的超时计时器（RTOmin）的值过低，导致大量的伪造重传，有的估算出的超时计时器（RTOmin）的值过高，加剧了重传超时对吞吐量塌陷行为的恶劣影响，不能找到一种方法来很好地平衡现有估算方法的不利影响，从而选取最优化的超时计时器（RTOmin）的估算值。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置，旨在提高带宽利用率且尽量避免伪造重传。为了达到上述目的，本专利技术提出一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法，包括：为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值。优选地，所述预设精度的内核时钟为精度至少在微秒量级的内核时钟计时器。优选地，所述根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤包括：当所述集群存储系统的集群规模小于预设节点时，采样获取往返时延RTT的平滑采样测量值SRTT及标准的往返时延RTT平滑采样方差RTTVAR，并获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：RTOmin=SRTT+4*RTTVAR。优选地，所述根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤还包括：当所述集群存储系统的集群规模大于或等于预设节点时，采样获取往返时延RTT的值，并根据丢包概率p获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：优选地，所述基于预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值的步骤具体为：将重传超时计时器的估算值定义为集群存储系统传输协议中的重传超时计时器的值，并通过所述预设精度的内核时钟在集群存储系统传输协议中应用定义的重传超时计时器的估算值。本专利技术还提出一种集群存储系统中重传超时计时器的优化装置，包括：配置获取模块，用于为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；应用模块，用于基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值。优选地，所述预设精度的内核时钟为精度至少在微秒量级的内核时钟计时器。优选地，所述配置获取模块用于：当所述集群存储系统的集群规模小于预设节点时，采样获取往返时延RTT的平滑采样测量值SRTT及标准的往返时延RTT平滑采样方差RTTVAR，并获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：RTOmin=SRTT+4*RTTVAR。优选地，所述配置获取模块还用于：当所述集群存储系统的集群规模大于或等于预设节点时，采样获取往返时延RTT的值，并根据丢包概率p获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：优选地，所述应用模块用于：将重传超时计时器的估算值定义为集群存储系统传输协议中的重传超时计时器的值，并通过所述预设精度的内核时钟在集群存储系统传输协议中应用定义的重传超时计时器的估算值。本专利技术提出的一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法及装置，通过为集群存储系统配置精度至少在微秒量级的内核时钟计时器，以将重传超时计时器的精度设置为与往返时延相同的微秒量级精度，同时，根据往返时延的采样值及集群存储系统的集群规模选择合适的估算方法来获取重传超时计时器的估算值，从而选取最优化的超时计时器的估算值，来平衡伪造重传及重传超时对用户带宽利用率的影响。附图说明图1是本专利技术集群存储系统中重传超时计时器的优化方法较佳实施例的流程示意图；图2是本专利技术集群存储系统中重传超时计时器的优化装置较佳实施例的结构示意图。为了使本专利技术的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。具体实施方式本专利技术实施例的解决方案主要是：通过为集群存储系统配置精度至少在微秒量级的内核时钟计时器，以将重传超时计时器的精度设置为与往返时延相同的微秒量级精度，同时，根据往返时延的采样值及集群存储系统的集群规模选择合适的估算方法来获取重传超时计时器的估算值，从而选取最优化的超时计时器的估算值。如图1所示，本专利技术较佳实施例提出一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法，包括：步骤S101，为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；高精度的内核时钟（high-resolution-timer：hrtimer）已经在Linux内核2.6.16版本中得以实现，能支持更高精度的计时操作和时钟调用，并在后续内核版本中不断完善。现有采用的内核时钟只支持毫秒量级的计时器调用，而在内核2.6.16版本之后的内核代码中已经开始支持微秒量级的内核时钟计时器操作和时钟调用。为集群存储系统配置精度至少在微秒量级的内核时钟计时器，让超时计时器（RTOmin）的值精度达到微秒量级，与集群存储系统的网络往返时延（RTT）保持在同一精度。首先，检查系统的内核版本是否高于2.6.16，若否，则更新系统的内核版本至少为2.6.16版本，以配置精度至少在微秒量级的内核时钟计时器。然后，在Linux内核编译选项中可以选择高精度内核时钟支持（HighResolutionTimerSupport），并且在CPU特性选项中加入内核时钟频率为1000HZ的选项支持和HighPrecisionEventTimer(HPET)的选项本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法，其特征在于，包括：为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值；基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值。

【技术特征摘要】
1.一种集群存储系统中重传超时计时器的优化方法，其特征在于，包括：为集群存储系统配置预设精度的内核时钟，并根据往返时延的采样值及集群存储系统的集群规模选择对应的估算方法来获取重传超时计时器的估算值；基于所述预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值，以调整所述集群存储系统中重传超时计时器的值；其中，当所述集群规模小于预设节点时，采用往返时延RTT和平滑采样方差RTTVAR进行估算，当所述集群规模大于预设节点时，采用丢包率和往返时延RTT进行估算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设精度的内核时钟为精度至少在微秒量级的内核时钟计时器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤包括：当所述集群存储系统的集群规模小于预设节点时，采样获取往返时延RTT的平滑采样测量值SRTT及标准的往返时延RTT平滑采样方差RTTVAR，并获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：RTOmin＝SRTT+4*RTTVAR。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据往返时延的采样值获取重传超时计时器的估算值的步骤还包括：当所述集群存储系统的集群规模大于或等于预设节点时，采样获取往返时延RTT的值，并根据丢包概率p获取重传超时计时器RTOmin的估算值如下：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于预设精度的内核时钟应用重传超时计时器的估算值的步骤具体为：将重传超时计时器的估算值定义为集群存储系统传输协议中的重传超时计时器的值，并通过所述预设精度的内核时钟在集群存储系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍道安，常艺伟，晏望龙，
申请(专利权)人：国家超级计算深圳中心深圳云计算中心，
类型：发明
国别省市：