一种提高车载终端设备存储服务性能的方法及系统与流程

1.本发明涉及车联网技术领域，具体而言，涉及一种提高车载终端设备存储服务性能的方法及系统。


背景技术：

2.在车联网领域中，将终端设备的边缘数据上传至云端存储的过程中，多个终端设备同时上传数据到云端的情况，同时，每个终端设备需要独立响应来自车内和云端分布式存储服务系统中校验数据一致性的查询检索。现有技术中，多个终端设备能在不同终端设备之间分配共享iops(最小资源额度)，但无法有效在不同终端间分配分布式存储的带宽，以致无法保证每个终端设备存储服务的性能。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提高车载终端设备存储服务性能的方法及系统，可以保障多个终端设备上的存储服务都能够用到为其定义好的带宽份额，且不超过为其定义的资源限制，提高了每个终端设备存储服务的性能。
4.本发明实施例提供了一种提高车载终端设备存储服务性能的方法，所述方法包括：
5.确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，其中，每个终端设备的io请求的标签值包括r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，所述r标签值表示预留时间标签值，所述l标签值表示上限时间标签值，所述w标签值表示权重时间标签值，所述b标签值表示带宽标签值；
6.根据各个io请求对应的标签值，确定各个终端设备的io请求是否满足调度条件，并将满足调度条件的io请求送入待处理io请求队列，其中，所述调度条件包括io请求满足预设iops的限制且满足预设带宽的限制；
7.对所述待处理io请求队列中的所有io请求，基于时间排序进行调度处理。
8.作为本发明进一步的改进，所述确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，包括：
9.每个终端设备的io请求的r标签值的计算公式为：
[0010][0011]
每个终端设备的io请求的l标签值的计算公式为：
[0012][0013]
每个终端设备的io请求的p标签值的计算公式为：
[0014]
p
ir
＝max{p
ir-1
δi/wi,t}
[0015]
每个终端设备的io请求的b标签值的计算公式为：
[0016]
[0017]
式中，i表示当前终端设备的序号，p
ir
和分别表示第i个终端设备的第r个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0018]
p
ir-1
和分别表示第i个终端设备的第r-1个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0019]
δi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的个数，
[0020]
ρi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的在预留阶段的io请求的个数，
[0021]ri
表示预留给第i个终端设备的io请求的最低个数，li表示预留给第i个终端设备的io请求的上限个数，wi表示第i个终端设备的权重，bi表示第i个终端设备的带宽，t表示当前时间，
[0022]
length表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r个io请求的字节大小，
[0023]
表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的字节大小。
[0024]
作为本发明进一步的改进，所述对所述待处理io请求队列中的所有io请求，根据各个io请求对应的标签值进行调度处理，包括：
[0025]
在当前时间，如果目标存储服务器未满足为当前终端设备预留的io请求的最低个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求，则对所述当前终端设备的io请求优先分配资源；
[0026]
在当前时间，如果目标存储服务器未到达为当前终端设备预留的io请求的上限个数或者目标存储服务器的资源不满足该io请求的带宽要求，则对所述当前终端设备的io请求不予分配资源；
[0027]
在当前时间，如果目标存储服务器达到为当前终端设备预留的io请求的最低个数且未达到为当前终端设备预留的io请求的上限个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求，则对所述当前终端的io请求的p标签值代表的权重对所述当前终端设备的io请求分配资源。
[0028]
本发明实施例还提供了一种提高车载终端设备存储服务性能的系统，所述系统包括：
[0029]
标签值确定模块，用于确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，其中，每个终端设备的io请求的标签值包括r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，所述r标签值表示预留时间标签值，所述l标签值表示上限时间标签值，所述w标签值表示权重时间标签值，所述b标签值表示带宽标签值；
[0030]
队列确定模块，用于确定各个终端设备的io请求是否满足调度条件，并将满足调度条件的io请求送入待处理io请求队列，其中，所述调度条件包括io请求满足预设iops的
限制且满足预设带宽的限制；
[0031]
调度模块，用于对所述待处理io请求队列中的所有io请求，根据各个io请求对应的标签值进行调度处理。
[0032]
作为本发明进一步的改进，所述标签值确定模块，包括：
[0033]
每个终端设备的io请求的r标签值的计算公式为：
[0034][0035]
每个终端设备的io请求的l标签值的计算公式为：
[0036][0037]
每个终端设备的io请求的p标签值的计算公式为：
[0038]
p
ir
＝max{p
ir-1
δi/wi,t}
[0039]
每个终端设备的io请求的b标签值的计算公式为：
[0040][0041]
式中，i表示当前终端设备的序号，p
ir
和分别表示第i个终端设备的第r个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0042]
p
ir-1
和分别表示第i个终端设备的第r-1个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0043]
δi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的个数，
[0044]
ρi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的在预留阶段的io请求的个数，
[0045]ri
表示预留给第i个终端设备的io请求的最低个数，li表示预留给第i个终端设备的io请求的上限个数，wi表示第i个终端设备的权重，bi表示第i个终端设备的带宽，t表示当前时间，
[0046]
length表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r个io请求的字节大小，
[0047]
表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的字节大小。
[0048]
作为本发明进一步的改进，所述调度模块，包括：
[0049]
在当前时间，如果目标存储服务器未满足为当前终端设备预留的io请求的最低个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽需求，则对所述当前终端设备的io请求优先分配资源；
[0050]
在当前时间，如果目标存储服务器未到达为当前终端设备预留的io请求的上限个数或者目标存储服务器的资源不满足该io请求的带宽需求，则对所述当前终端设备的io请
求不予分配资源；
[0051]
在当前时间，如果目标存储服务器达到为当前终端设备预留的io请求的最低个数且未达到为当前终端设备预留的io请求的上限个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求，则对所述当前终端的io请求的p标签值代表的权重对所述当前终端设备的io请求分配资源。
[0052]
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被处理器执行以实现所述的方法。
[0053]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以实现所述的方法。
[0054]
本发明的有益效果为：
[0055]
在保障每个终端设备能享受到的最小额度资源(iops)和带宽的前提下，按照每个终端设备设置的优先级有效地在不同地终端设备之间共享资源，可以保障多个终端设备上的存储服务都能够用到为其定义好的带宽份额，且不超过为其定义的资源限制，提高了每个终端设备存储服务的性能。
附图说明
[0056]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0057]
图1为本发明一示例性实施例所述的一种提高车载终端设备存储服务性能的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0058]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0060]
另外，在本发明的描述中，所用术语仅用于说明目的，并非旨在限制本发明的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件，不代表顺序，且不对这些元件起限定作用。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图，这些和/或其他方面变得显而易见，并且，本领域普通技术人员更容易理解关于本发明所述实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本发明所述实施例。本
领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到，在不背离本发明所述原理的情况下，可以采用本发明所示结构和方法的替代实施例。
[0061]
本发明实施例所述的一种提高车载终端设备存储服务性能的方法，如图1所示，所述方法包括：
[0062]
确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，其中，每个终端设备的io请求的标签值包括r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，所述r标签值表示预留时间标签值，所述l标签值表示上限时间标签值，所述w标签值表示权重时间标签值，所述b标签值表示带宽标签值；
[0063]
根据各个io请求对应的标签值，确定各个终端设备的io请求是否满足调度条件，并将满足调度条件的io请求送入待处理io请求队列，其中，所述调度条件包括io请求满足预设iops的限制且满足预设带宽的限制；
[0064]
对所述待处理io请求队列中的所有io请求，基于时间排序进行调度处理。
[0065]
车联网领域中，在将终端设备的边缘数据上传至云端存储的过程中，会存在多个终端设备同时上传数据至云端的情况，每个终端设备作为一个存储服务。同时，每个终端设备需要独立响应从车内和云端分布式存储服务系统中校验数据一致性的查询检索。相关技术中，虽然能够保障多个存储服务之间iops的共享，但是无法保障多个存储服务之间共享分布式存储的带宽，仅提供存储服务之间共享iops无法确保每个存储服务的性能。
[0066]
其中，每个终端设备的定义为：
[0067]
该终端设备作为存储服务能够使用的最大资源的限制；
[0068]
该终端设备作为存储服务需要保障的可以使用的最小额度资源；
[0069]
如果有剩余资源后，如何在不同的终端设备即存储服务之间进行分配剩余资源。
[0070]
本发明所述方法可以应用于海量终端边缘数据上传到云端分布式存储系统的物联网场景中。传统的dmclock算法作为一种基于时间标签的分布式调度算法，只限定了预留、上限和权重三个时间标签来实现调度过程，本发明所述方法增加了通过带宽标签来实现io请求调度过程，通过预留、上限、权重和带宽四个标签来实现io请求的调度分配。
[0071]
由于多个终端设备共享分布式存储系统的iops和带宽，且不同的终端设备具备不同的优先级，本发明所述方法增加了带宽标签，通过对每个存储服务进行了带宽的配置，同时调度器可以系统当前的状态和每个io请求上的标签来决定是否响应每个io请求。即调度器除了检查当前io请求是否满足iops的限制，也会检查当前io请求是否满足带宽的限制，如果两个限制同时满足才会响应当前的io请求。本发明所述方法在保障每个终端设备能享受到的最小额度资源(iops)和带宽的前提下，按照每个终端设备设置的优先级有效地在不同地终端设备之间共享资源，可以保障多个终端设备上的存储服务都能够用到为其定义好的带宽份额，且不超过为其定义的资源限制，提高了每个终端设备存储服务的性能。
[0072]
一种可选的实施方式中，所述确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，包括：
[0073]
每个终端设备的io请求的r标签值的计算公式为：
[0074][0075]
每个终端设备的io请求的l标签值的计算公式为：
[0076][0077]
每个终端设备的io请求的p标签值的计算公式为：
[0078]
p
ir
＝max{p
ir-1
δi/wi,t}
[0079]
每个终端设备的io请求的b标签值的计算公式为：
[0080][0081]
式中，i表示当前终端设备的序号，p
ir
和分别表示第i个终端设备的第r个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0082]
p
ir-1
和分别表示第i个终端设备的第r-1个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0083]
δi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的个数，
[0084]
ρi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的在预留阶段的io请求的个数，
[0085]ri
表示预留给第i个终端设备的io请求的最低个数，li表示预留给第i个终端设备的io请求的上限个数，wi表示第i个终端设备的权重，bi表示第i个终端设备的带宽，t表示当前时间，
[0086]
length表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r个io请求的字节大小，
[0087]
表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的字节大小。
[0088]
一种可选的实施方式中，所述对所述待处理io请求队列中的所有io请求，根据各个io请求对应的标签值进行调度处理，包括：
[0089]
在当前时间，如果目标存储服务器未满足为当前终端设备预留的io请求的最低个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求(即b标签值)，则对所述当前终端设备的io请求优先分配资源；
[0090]
在当前时间，如果目标存储服务器未到达为当前终端设备预留的io请求的上限个数或者目标存储服务器的资源不满足该io请求的带宽需求(即b标签值)，则对所述当前终端设备的io请求不予分配资源；
[0091]
在当前时间，如果目标存储服务器达到为当前终端设备预留的io请求的最低个数且未达到为当前终端设备预留的io请求的上限个数，同时目标存储服务器的资源满足该请求的带宽要求(b标签值)，则对所述当前终端的io请求的p标签值代表的权重对所述当前终端设备的io请求分配资源。
[0092]
在未增加b标签前，对io请求的响应判断逻辑为：
[0093]
在当前时间，如果目标存储服务器未满足为当前终端设备预留的io请求的最低个
数，则对所述当前终端设备的io请求优先分配资源；
[0094]
在当前时间，如果目标存储服务器未到达为当前终端设备预留的io请求的上限个数，则对所述当前终端设备的io请求不予分配资源；
[0095]
在当前时间，如果目标存储服务器达到为当前终端设备预留的io请求的最低个数且未达到为当前终端设备预留的io请求的上限个数，则对所述当前终端的io请求的p标签值代表的权重对所述当前终端设备的io请求分配资源。
[0096]
分布式存储系统包括多个存储服务器，目标存储服务器接收到io请求时，为每个io请求分配4个独立的标签，分别为r标签、l标签、p标签和b标签。其中，r标签和l标签都是与时间相关的标签，r标签是基于预留值确定io请求应该被处理的时刻，l标签是基于上限值确定的io请求应该被处理的时刻，p标签是基于权重值确定的io请求应该被处理的时刻，b标签是基于带宽值确定io请求应被处理的时刻。
[0097]
分布式存储系统根据四个标签值给io请求排序，并按序处理，调度器根据分布式存储系统当前的状态和每个io请求的标签，决定是否响应每个io请求，从而达到控制每个存储服务能够使用iops，iops代表了单位时间能响应用户io请求的数量，同时对每个存储服务的带宽进行了控制，而带宽决定了单位时间系统中数据传输率，从而达到控制每个存储服务的带宽，以提高存储服务性能。所述待处理io请求队列中，各个io请求基于时间排序具有处理的顺序，根据调度顺序来对请求队列中的io请求进行处理。
[0098]
本发明实施例所述的一种提高车载终端设备存储服务性能的系统，所述系统包括：
[0099]
标签值确定模块，用于确定接收到的多个终端设备的io请求的标签值，其中，每个终端设备的io请求的标签值包括r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，所述r标签值表示预留时间标签值，所述l标签值表示上限时间标签值，所述w标签值表示权重时间标签值，所述b标签值表示带宽标签值；
[0100]
队列确定模块，用于确定各个终端设备的io请求是否满足调度条件，并将满足调度条件的io请求送入待处理io请求队列，其中，所述调度条件包括io请求满足预设iops的限制且满足预设带宽的限制；
[0101]
调度模块，用于对所述待处理io请求队列中的所有io请求，根据各个io请求对应的标签值进行调度处理。
[0102]
一种可选的实施方式中，所述标签值确定模块，包括：
[0103]
每个终端设备的io请求的r标签值的计算公式为：
[0104][0105]
每个终端设备的io请求的l标签值的计算公式为：
[0106][0107]
每个终端设备的io请求的p标签值的计算公式为：
[0108]
p
ir
＝max{p
ir-1
δi/wi,t}
[0109]
每个终端设备的io请求的b标签值的计算公式为：
[0110]
[0111]
式中，i表示当前终端设备的序号，p
ir
和分别表示第i个终端设备的第r个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0112]
p
ir-1
和分别表示第i个终端设备的第r-1个io请求的r标签值、l标签值、p标签值和b标签值，
[0113]
δi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的个数，ρi表示第i个终端设备向云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的在预留阶段的io请求的个数，
[0114]ri
表示预留给第i个终端设备的io请求的最低个数，li表示预留给第i个终端设备的io请求的上限个数，wi表示第i个终端设备的权重，bi表示第i个终端设备的带宽，t表示当前时间，
[0115]
length表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r个io请求的字节大小，
[0116]
表示第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中当前目标存储服务器发送第r-1个io请求到第r个io请求的时间段内，第i个终端设备向所述云端分布式存储系统中其他存储服务器发送并完成的io请求的字节大小。
[0117]
一种可选的实施方式中，所述调度模块，包括：
[0118]
在当前时间，如果目标存储服务器未满足为当前终端设备预留的io请求的最低个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求(b标签值)，则对所述当前终端设备的io请求优先分配资源；
[0119]
在当前时间，如果目标存储服务器未到达为当前终端设备预留的io请求的上限个数或者目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽需求(b标签值)，则对所述当前终端设备的io请求不予分配资源；
[0120]
在当前时间，如果目标存储服务器达到为当前终端设备预留的io请求的最低个数且未达到为当前终端设备预留的io请求的上限个数，同时目标存储服务器的资源满足该io请求的带宽要求(b标签值)，则对所述当前终端的io请求的p标签值代表的权重对所述当前终端设备的io请求分配资源。
[0121]
本公开还涉及一种电子设备，包括服务器、终端等。该电子设备包括：至少一个处理器；与至少一个处理器通信连接的存储器；以及与存储介质通信连接的通信组件，所述通信组件在处理器的控制下接收和发送数据；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行以实现上述实施例中的方法。
[0122]
在一种可选的实施方式中，存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现方法。
[0123]
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储选项列表等。此外，存储器可以包括高速
随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至外接设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0124]
一个或者多个模块存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的方法。
[0125]
上述产品可执行本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
[0126]
本公开还涉及一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读程序，所述计算机可读程序用于供计算机执行上述部分或全部的方法实施例。
[0127]
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0128]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0129]
此外，本领域普通技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0130]
本领域技术人员应理解，尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种改变并可用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。