用于管理计算设备的方法、电子设备和计算机存储介质与流程

本公开的实施例总体涉及信息处理领域，具体涉及用于管理计算设备的方法、电子设备和计算机存储介质。

背景技术：

目前的多计算设备的架构平台只支持从计算设备到存储设备的静态映射。在静态映射的情况下，计算设备与存储设备之间的映射关系是固定的，与存储设备关联的操作会在与该存储设备相映射的固定的计算设备上执行。

因此，在基于静态映射的传统的管理计算设备的方案中，在基于多个存储设备创建存储池之后，这种静态映射可能导致多条总线和多个计算设备之间的工作负载不平衡，并最终影响整体性能。

技术实现要素：

本公开的实施例提供了用于管理计算设备的方法、电子设备和计算机存储介质，能够实现动态平衡多个计算设备和总线上的工作负载，提高了整体性能。

在本公开的第一方面，提供了一种用于管理计算设备的方法。该方法包括：基于多个存储设备中的每一个存储设备与交换机所包括的多个分区之间的映射关系，确定每一个存储设备的关联权重，多个分区分别与多个计算设备相关联，多个存储设备分别与交换机的多个下游物理端口相连接，基于多个存储设备中的每一个存储设备的关联权重，确定存储池的总关联权重，存储池基于多个存储设备所构建，以及如果确定总关联权重不满足预定平衡条件，则调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系。

在本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得设备执行动作，该动作包括：基于多个存储设备中的每一个存储设备与交换机所包括的多个分区之间的映射关系，确定每一个存储设备的关联权重，多个分区分别与多个计算设备相关联，多个存储设备分别与交换机的多个下游物理端口相连接，基于多个存储设备中的每一个存储设备的关联权重，确定存储池的总关联权重，存储池基于多个存储设备所构建，以及如果确定总关联权重不满足预定平衡条件，则调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被机器执行时使机器实现根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据现有技术的从前往后布置存储设备的示例的示意图；

图2示出了根据现有技术的从后往前布置存储设备的示例的示意图；

图3示出了根据现有技术的用于物理端口和逻辑端口的交叉映射的示例的示意图；

图4示出了根据现有技术的从前往后布置存储设备的示例的示意图；

图5示出了根据现有技术的随机布置存储设备的示例的示意图；

图6示出了根据现有技术的存储设备故障的示例的示意图；

图7示出了根据本公开的实施例的信息处理环境100的示例的示意图；

图8示出了根据本公开的实施例的用于管理计算设备的方法800的示意流程图；

图9示出了根据本公开的实施例的针对存储设备随机布置的情形进行动态平衡的示意图；

图10示出了根据本公开的实施例的针对存储设备故障的情形进行动态平衡的示意图；以及

图11示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备1100的示意性框图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

经研究发现，基于静态映射的传统的管理计算设备的方案不能提供运行时重新平衡计算设备工作负载的动态机制，并且依赖用户的手动操作来确保存储设备映射到正确的计算设备。以下结合图1至6说明传统的用于管理计算设备的方案。

图1示出了根据现有技术的从前往后布置存储设备的示例的示意图。如图1所示，交换机130经由两个上游端口和两条总线131-132分别连接到计算设备110-120。交换机130可以包括两个分区。分区0与计算设备110相关联，以及分区1与计算设备120相关联。分区用于管理对应下游物理端口。计算设备110-120例如为两个处理器。

存储设备140与交换机130的下游物理端口相连接，例如存储设备140可以插入槽中，槽与交换机130的下游物理端口相连接。

如图1所示，可以存在16个槽，分别映射或连接到来自交换机130的16个物理端口，其中包括映射到分区0的逻辑端口1-8的8个物理端口0-7和映射到分区1的逻辑端口9-16的8个物理端口8-15。

如图1所示，如果用户只在前8个槽上插入8个存储设备140，并且基于这些存储设备140创建一个存储池，则数据负载将会在从计算设备110经由总线131到分区0的路径上。

与之相反，图2示出了根据现有技术的从后往前布置存储设备的示例的示意图。如图2所示，如果所有的存储设备140位于后8个槽上，则数据负载将在从计算设备120经由总线132到分区1的路径上。

如果考虑用户例如通过用户手册被教导，将存储设备140按照顺序从第一个槽开始插入，以避免上述问题，可以采用交叉映射。图3示出了根据现有技术的用于物理端口和逻辑端口的交叉映射的示例的示意图。为了简化说明，图中只举例了8个槽。

在交换机130中，能够在物理端口和逻辑端口之间配置映射以交叉来自两个分区0和1。例如，在如图4所示按照顺序插入存储设备140的情况下，能够平衡用于两条总线131-132的带宽，并且平衡用于两个计算设备110-120的负载。

但是，仍然存在破坏用于计算设备负载和总线带宽的平衡的其他情形。

情形1，即使向用户提供了从第一个槽开始顺序插入存储设备140的教导，但是用户没有按照用户手册所指引的按照顺序插入存储设备140，而是随机插入存储设备140，如图5所示。那么，最坏的情况是，如果用户基于槽0、1、2、4和6对应的存储设备140创建存储池，则显然槽0、1、2、4和6对应的存储设备140映射到分区0，通过总线131与计算设备110传递数据，因而大部分数据负载将会在计算设备110上，而计算设备120和总线132将相对空闲。

情形2，用户按照用户手册插入存储设备140，并且基于按照顺序的存储设备140创建存储池，如图6所示。假设基于槽0、1、2、3和4对应的存储设备140创建存储池，以及槽6对应的存储设备140在存储池外面。如果槽3对应的存储设备140由于某个原因发生故障，则存储池需要重建一个新的存储设备140，系统很可能在存储池中利用槽6对应的存储设备140。最终，平衡将被再次打破，因为槽0、2、4和6对应的存储设备140映射到分区0，而仅槽1对应的存储设备140映射到分区1，这意味着大部分数据将通过总线131与计算设备110进行传输，从而大部分数据负载将会在计算设备110，而计算设备120和总线132将相对空闲。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于管理计算设备的方案。在该方案中，基于多个存储设备中的每一个存储设备与交换机所包括的多个分区之间的映射关系，确定每一个存储设备的关联权重，多个分区分别与多个计算设备相关联，多个存储设备分别与交换机的多个下游物理端口相连接，基于多个存储设备中的每一个存储设备的关联权重，确定存储池的总关联权重，存储池基于多个存储设备所构建，以及如果确定总关联权重不满足预定平衡条件，则调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系。由此，通过动态调节交换机的多个分区与下游物理端口之间的映射关系，能够动态调节与分区关联的计算设备和与下游物理端口相连接的存储设备之间的映射关系，从而能够实现动态平衡多个计算设备和总线上的工作负载，提高了整体性能。

在下文中，将结合附图更详细地描述本方案的具体示例。

图7示出了根据本公开的实施例的信息处理环境700的示例的示意图。信息处理环境700包括计算设备710-720、交换机730、多个存储设备740。

计算设备710-720例如但不限于是处理器，例如中央处理单元(cpu)。

交换机730用于基于多个存储设备740中的每一个存储设备740与交换机730所包括的多个分区之间的映射关系，确定每一个存储设备的关联权重，以及如果交换机730确定总关联权重不满足预定平衡条件，则调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系，以便使得调节后的总权重满足预定平衡条件。在一些实施例中，交换机730经由两个上游端口和两条总线731-732分别连接到计算设备710-720。总线例如但不限于是pcie总线。交换机730例如但不限于是pcie交换机。交换机730可以包括两个分区。分区0与计算设备710相关联，以及分区1与计算设备720相关联。分区用于管理对应下游物理端口。应当理解，虽然本文中描述了两个计算设备、两个分区、两个上游端口以及两条总线，但是这只是示例，可以包括更多的计算设备、分区、上游端口以及总线，本公开的范围在此不受限制。交换机730还配置有关于存储设备的路由表，路由表指示下游物理端口、逻辑端口、第一分区、第二分区以及每一个存储设备的关联权重。

多个存储设备740用于构建存储池。多个存储设备740中的每一个存储设备与交换机730所配置的一个关联权重相关联。存储设备740例如但不限于是pcie盘驱动器、nvme盘驱动器等。存储设备740与交换机730的下游物理端口相连接，例如存储设备740可以插入槽中，槽与交换机730的下游物理端口相连接。

如图7所示，可以存在8个槽，分别映射或连接到来自交换机730的8个物理端口，其中包括映射到分区0的逻辑端口1、3、5和7的4个物理端口0、2、4和6和映射到分区1的逻辑端口2、4、6和8的4个物理端口1、3、5和7。应当理解，图7示出的8个槽、物理端口和逻辑端口仅是示例，可以包括更多或更少的槽、物理端口和逻辑端口。还应当理解，上述映射方式只是示例，也可以采用其他的映射方式，本公开的范围在此不受限制。

以下结合图7和图8说明本公开用于管理计算设备的方法。图8示出了根据本公开的实施例的用于管理计算设备的方法800的流程图。例如，方法800可以由如图7所示的交换机730来执行。应当理解的是，方法800还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。

在框802处，交换机730基于多个存储设备740中的每一个存储设备740与交换机730所包括的多个分区之间的映射关系，确定每一个存储设备740的关联权重，多个分区分别与多个计算设备相关联，多个存储设备分别与交换机730的多个下游物理端口相连接。

在一些实施例中，存储设备与分区之间的映射可以包括存储设备所连接的交换机的下游物理端口与分区之间的映射。在一个例子中，下游物理端口与分区之间的映射可以包括下游物理端口与分区的逻辑端口之间的映射。例如，如图7所示的，槽0对应的存储设备740连接的下游物理端口0与分区0的逻辑端口1之间的映射。上述映射可以通过例如路由表来实现。

在一些实施例中，多个分区可以包括两个分区。相应地，多个计算设备可以包括两个计算设备。在一些实施例中，确定每一个存储设备740的关联权重可以包括如果确定存储设备740与第一分区相映射，则将存储设备740的关联权重确定为第一值，以及如果确定存储设备740与第二分区相映射，则将存储设备740的关联权重确定为第二值，第二值与第一值互为相反数，并且第二值为正数。例如，第一值可以为-1，以及第二值可以为1。

交换机可以包括例如pcie交换机。存储设备可以包括例如pcie盘驱动器和/或nvme盘驱动器。

在框804处，交换机730基于多个存储设备740中的每一个存储设备740的关联权重，确定存储池的总关联权重，存储池基于多个存储设备740所构建。

在一些实施例中，确定存储池的总关联权重可以包括将多个存储设备740的关联权重相加。

在框806处，交换机730确定总关联权重是否满足预定平衡条件。在一些实施例中，预定平衡条件可以包括预定数值范围。

如果交换机730在框806处确定总关联权重不满足预定平衡条件，则在框808处，交换机730调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系。通过调节分区与下游物理端口之间的映射关系，实现了调节与下游物理端口相连接的存储设备与分区之间的映射关系，从而使得存储设备的关联权重发生变化，使得调节后的总权重满足预定平衡条件。

在一些实施例中，调节多个分区与下游物理端口之间的映射关系可以包括如果确定总关联权重小于第一阈值，则将与第一分区相映射的下游物理端口调节为与第二分区相映射，以便调节后的总关联权重大于或等于第一阈值，以及如果确定总关联权重大于第二阈值，则将与第二分区相映射的下游物理端口调节为与第一分区相映射，以便调节后的总关联权重小于或等于第二阈值，第二阈值与第一阈值互为相反数，并且第二阈值为正数。

在一个例子中，将与第一分区相映射的下游物理端口调节为与第二分区相映射可以包括将与第一分区的逻辑端口相映射的下游物理端口调节为与第二分区的相同逻辑端口相映射，以及将与第二分区相映射的下游物理端口调节为与第一分区相映射可以包括将与第二分区的逻辑端口相映射的下游物理端口调节为与第一分区的相同逻辑端口相映射。

在一些实施例中，第一阈值可以包括第一值，第二阈值可以包括第二值。例如，在第一值为-1以及第二值为1的情况下，第一阈值可以为-1，第二阈值可以为1。

由此，通过动态调节交换机的多个分区与下游物理端口之间的映射关系，能够动态调节与分区关联的计算设备和与下游物理端口相连接的存储设备之间的映射关系，从而能够实现动态平衡了多个计算设备和总线上的工作负载，提高了整体性能。此外，简化了用户操作，提升了用户体验。

在一些实施例中，交换机可以经由两个上游端口与两个计算设备相连接，交换机的第一分区和第二分区分别对应两个上游端口，交换机还可以配置有关于存储设备的路由表，路由表可以指示下游物理端口、逻辑端口、第一分区、第二分区以及每一个存储设备的关联权重。

下面将以两个分区对应两个计算设备为例来说明上述方案如何解决上述情形1的问题。

可以维护多个存储设备740中的每一个存储设备740与交换机730所包括的两个分区之间的映射关系，例如路由表。该路由表可以指示存储设备的编号、映射(也可称为绑定)的分区。路由表还可以指示存储设备对应的槽、连接的物理端口、映射的逻辑端口以及cpu标识符。参照图5，表1示出了初始状态下的路由表。

表1

如果确定存储设备740与分区0相映射，则将存储设备740的关联权重确定为-1，以及如果确定存储设备740与分区1相映射，则将存储设备740的关联权重确定为1。

基于多个存储设备740中的每一个存储设备740的关联权重，确定存储池的总关联权重。在本示例中，总关联权重为-3。

确定总关联权重是否大于或等于-1且小于或等于1。如果总关联权重小于-1，则将与分区0相映射的物理端口调节为与分区1相映射，以便调节后的总关联权重大于或等于-1，以及如果总关联权重大于1，则将与分区1相映射的物理端口调节为与分区0相映射，以便调节后的总关联权重小于或等于1。

在本示例中，总关联权重为-3，其小于-1，因此将与分区0相映射的物理端口6调节为与分区1相映射。具体地，将与分区0的逻辑端口7相映射的物理端口6调节为与分区1的逻辑端口7相映射，如表2所示。通过调节物理端口与逻辑端口及分区的映射关系，也相当于调节了与该物理端口连接的存储设备与逻辑端口及分区的映射关系，使得调节后的存储设备d6的关联权重从-1变为1，使得调节后的总关联权重变为-1，符合预定平衡条件。

表2

图9示出了根据本公开的实施例的针对存储设备随机布置的情形进行动态平衡的示意图。如图9所示，动态平衡后槽0、2、4对应的存储设备映射到分区0，通过总线731与计算设备710传递数据，而槽1和6对应的存储设备映射到分区0，通过总线732与计算设备720传递数据，两条总线731-732和两个计算设备710-720上的数据负载是平衡。

对于情形2，调节过程也是类似。图10示出了根据本公开的实施例的针对存储设备故障的情形进行动态平衡的示意图。如图10所示，槽3对应的存储设备故障之后，其关联权重将重置为0，如表1所示，随后如上所述确定存储池的总关联权重为-3，其小于-1，因此将与分区0相映射的物理端口6调节为与分区1相映射。动态平衡后，槽0、2、4对应的存储设备映射到分区0，通过总线731与计算设备710传递数据，而槽1和6对应的存储设备映射到分区0，通过总线732与计算设备720传递数据，两条总线731-732和两个计算设备710-720上的数据负载也是平衡的。

图11示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备1100的示意性框图。例如，如图7所示的交换机730可以由设备1100来实施。如图所示，设备1100包括中央处理单元(cpu)1110，其可以根据存储在只读存储器(rom)1120中的计算机程序指令或者从存储单元1180加载到随机访问存储器(ram)1130中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram1130中，还可存储设备1100操作所需的各种程序和数据。cpu1110、rom1120以及ram1130通过总线1140彼此相连。输入/输出(i/o)接口1150也连接至总线1140。

设备1100中的多个部件连接至i/o接口1150，包括：输入单元1160，例如键盘、鼠标等；输出单元1170，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1180，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1190，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1190允许设备1100通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

上文所描述的各个过程和处理，例如方法800，可由处理单元1110执行。例如，在一些实施例中，方法800可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1180。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom1120和/或通信单元1190而被载入和/或安装到设备1100上。当计算机程序被加载到ram1130并由cpu1110执行时，可以执行上文描述的方法800的一个或多个动作。

本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。