专利名称：自适应地处理空间命令的方法以及磁带存储系统的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及磁带存储系统。更具体地说，本发明涉及能够从主计算机系统接收命令的磁带存储系统。再次更具体地说，本发明涉及一种用于磁带存储系统自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令的方法以及装置。
背景技术：
磁带存储系统始终是用于为计算机系统提供数据备份最有效以及最有成本效益的手段，因为没有其他的存储技术提供相同的结合低成本与高容量的优点。由计算机系统所需要的数据能够从磁带存储系统内的磁带读取或写入到其中。通过向磁带存储系统发送各种命令，计算机系统能够控制对磁带存储操作的操作。
在读取操作期间，计算机系统有时需要将磁带存储系统导向为使磁带快速前进至各种特定的位置，以便位于那些磁带特定位置处的数据被读取。计算机系统利用一个命令指示该磁带存储系统在读取操作期间通过跳过磁带的某些部分进行快速前进，这种命令称为空间命令。
通常，空间命令在两个读取命令之间发出。例如，计算机系统可以向磁带存储系统发出一个读取命令，用以从磁带的第一位置读取数据，并且继而该计算机系统可以在向磁带存储系统发出另一个读取命令之前发出一个空间命令，该另一个读取命令用于从在磁带上不连续于该第一位置的第二位置读取数据。
本发明公开提供了一种用于磁带存储系统自适应地处理来自相关联的计算机系统的空间命令的方法以及装置。
发明内容
根据本发明的一个优选实施方式，磁带存储系统连接到主计算机系统。响应来自主计算机系统的空间指令，作出该磁带存储系统是否处于读取模式的确定。如果该磁带存储系统处于读取模式，将对空间命令执行特定读取操作的估计成本与对空间命令执行常规空间操作的估计成本相比较。如果该执行特定读取操作的估计成本低于该执行常规空间操作的估计成本，则执行特定读取操作。但如果该执行特定读取操作的估计成本高于该执行常规空间操作的估计成本，则执行常规空间操作。
本发明的所有特征与优点在后续的详细描述中将变得直观。
本发明其本身、以及优选的使用模式、进一步的目的以及它们的优点通过参考以下结合附图的对说明性实施方式的详细描述，将得到最好的理解，其中图1是示出了本发明的优选实施方式能够具体表现于其中的磁带存储系统的方块图；以及图2是示出了根据本发明的优选实施方式的用于图1所示的磁带存储系统自适应地处理空间命令的方法的高级逻辑流程图。
具体实施例方式
现在参考附图，尤其是图1，其中描绘了本发明的优选实施方式能够具体表现于其中的磁带存储系统。如图所示，磁带存储系统10连接到主计算机系统20。磁带存储系统10可以经由诸如小型计算机系统接口(SCSI)或光纤通道接口的标准接口直接连接到主计算机系统20。磁带存储系统10还可以通过库或通过网络连接到主计算机系统20。优选地，磁带存储系统10支持本领域技术人员公知的线性磁带开放协议(Linear Tape OpenLTO)格式。基于LTO技术的磁带存储系统的一个例子为由纽约阿芒克(Armonk)的国际商业机器公司生产的IBM 3580 Ultrium磁带驱动器。
具有磁带23的长度的盒19，可以被插入到磁带存储系统10中以便当磁带23被由马达17控制的卷轴21和22在纵向上移动时，读/写头18能够从磁带23读取数据或在其上写入数据。处理器14被用于根据在接口21处从主计算机系统20接收的各种命令来操作磁带存储系统10。连同顺序缓冲器12以及记录通道13，处理器14提供从磁带23读取或向其写入的数据流。
磁带存储系统10还包括卷(wrap)控制系统15，用以在磁带23的横向上移动读/写头18，并且用以将读/写头18定位于所希望的卷。卷控制系统15还可以通过马达驱动器16控制马达17的操作，均响应来自处理器14的指令。
主计算机系统20可以向磁带存储系统10发出第一读取命令、空间命令以及然后第二读取命令，用以从磁带23上的两个不相邻的位置读取数据。依赖于磁带存储系统10的设计、数据压缩率、基本数据格式以及其他复杂特征，用于在磁带23上定位第二读取位置的最佳手段通常不能轻易实现。因此，磁带存储系统10必须将其操作模式从读取模式切换到空间模式并且又切换回读取模式，以便依序执行上述三个命令，即，第一读取命令、空间命令以及第二读取命令。与这些操作模式改变相关联的开销对于磁带存储系统10来说相对较高。
主计算机系统20可以试图监视上述场景，并且然后在检测到上述场景时发出不同的系列命令。不过，该解决方案会影响主计算机系统20内相当巨大量的不同软件层。因此，由磁带存储系统10检测上述场景的出现并据此处理它们的方式更优。
当处理来自主计算机系统20的空间命令时，在某些情况下，对于磁带存储系统10常规地切换到空间模式并执行空间操作来说更快。不过，在其余情况下，对于磁带存储系统10保持读取模式用以从磁带23读取数据并随后丢弃所读取的数据来说更快。本发明允许磁带存储系统10在依序处理读取命令、空间命令以及还是读取命令时决定使用哪种方式更为优选。
根据本发明的优选实施方式，磁带存储系统10对切换模式与不切换模式之间的性能加以比较，并然后动态地调整阈值以使用最佳方法依序处理读取命令、空间命令以及读取命令。作为结果，可以完全避免额外操作模式改变，例如读取模式--＞空间模式--＞读取模式，只要这样做能够期待更好的性能。
磁带存储系统10测量读取和空间操作的时间，并连续地计算各种操作具有可比性能的阈值点。所述阈值点成为决定是否切换模式的决定标准。因为所述计算是连续的，所以可以基于实际测量的反馈来修改阈值点，这导致了基于在操作期间出现的实际复杂状况连续地改进决定过程。
现在参考图2，其中描绘了根据本发明的优选实施方式的用于磁带存储系统10自适应地处理发送自主计算机系统20的空间命令的方法的高级逻辑流程图。从方框30开始，在已经接收到空间命令之后，如方框31所示，作出该空间命令是否用于前进方向的确定。如果空间命令并非用于前进方向，则如方框32所描绘的那样，执行向后空间操作。
否则，如果所述空间命令是用于前进方向的，则如方框33所示，作出另一个关于读取模式是否激活的确定。当所述读取模式激活时，磁带存储系统10(图1中)准备执行读取操作。如果读取模式没有激活，则如方框34所描绘的那样，执行前进空间操作。
不过，如果所述读取模式激活，则如方框35所示，建立测量信息。该测量信息的建立优选地包括启动定时器，保存当前块位置等。然后，如方框36所描绘的那样，作出是否响应于空间命令执行特定读取操作的确定。该确定通过比较执行特定读取操作和执行常规空间操作之间的估计成本而作出。具体地，测量时间，计算空间成本对读取成本，以及基于决定阈值来估计成本。如果执行特定读取操作的估计成本高于执行常规空间操作的估计成本，则如方框37所示，响应于空间命令执行常规空间操作。
否则，如果执行特定读取操作的估计成本低于执行常规空间操作的估计成本，则如方框38所示，响应于所述空间命令执行特定读取操作。优选地，所述特定读取操作是一种读取数据之后被丢弃而不是将其发送至主计算机系统20(图1中)的读取操作。确定用于执行常规空间操作(经由方框37)或特定读取操作(经由方框38)的实际成本，并且然后利用该实际成本来调整所述决定阈值，在方框36中在该阈值上进行估计。在方框36中进行估计时，除了仅依靠常规空间操作和读取操作之间成本的差别之外，可以调整该决定阈值，以便改为执行次最佳操作。这防止了过程被困于一个操作中。最后，如方框39中所描绘的那样，磁带存储系统10等待来自主计算机系统20的下一个命令。
如已经所描述的，本发明提供了一种用于磁带存储系统自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令的方法和装置。本发明在前进方向移动的磁带上提供了非常接近空间操作的最佳性能。因为本发明的所述方法不需要向主计算机系统(可能通过受限接口)传输数据，因此能够避免与处理无用数据相关联的各种层的开销。
同样重要的是，应注意，尽管已经在硬件的情况下描述了本发明，本领域技术人员将了解，本发明的机制能够作为程序产品以各种形式分发，并且无论用于实际实现所述分发的信号承载介质的具体类型如何，本发明同样适用。信号承载介质的例子包括但不局限于诸如软盘或致密盘的可记录类型介质，以及诸如模拟或数字通信链路的传输类型介质。
虽然已经参考优选实施方式具体地示出了或描述了本发明，但本领域技术人员应理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节的改变。
权利要求
1.一种用于磁带存储系统自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令的方法，所述方法包括响应于来自所述主计算机系统的空间命令，确定所述磁带存储系统是否处于读取模式；在确定所述磁带存储系统处于读取模式的情况下，比较对于所述空间命令执行特定读取操作和执行常规空间操作之间的估计成本；当对于所述空间命令执行特定读取操作的估计成本低于执行常规空间操作的估计成本时，执行特定读取操作；以及当对于所述空间命令执行特定读取操作的估计成本高于执行常规空间操作的估计成本时，执行常规空间操作。
2.根据权利要求1的方法，其中所述执行特定读取操作进一步包括丢弃从所述特定读取操作读取的所有数据。
3.根据权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括在确定所述磁带存储系统并非处于读取模式的情况下，执行常规空间操作。
4.根据权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括在所述操作之一的执行之后，确定用于执行所述常规空间操作或所述特定读取操作的实际成本，其中使用所述实际成本来调整所述估计成本所依赖的决定阈值。
5.一种能够自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令的磁带存储系统，所述磁带存储系统包括用于响应于来自所述主计算机系统的空间命令来确定所述磁带存储系统是否处于读取模式的装置，用于在确定所述磁带存储系统处于读取模式的情况下比较对于所述空间命令执行特定读取操作和执行常规空间操作之间的估计成本的装置；用于当对于所述空间命令执行特定读取操作的估计成本低于执行常规空间操作的估计成本时执行特定读取操作的装置；以及用于当对于所述空间命令执行特定读取操作的估计成本高于执行常规空间操作的估计成本时执行常规空间操作的装置。
6.根据权利要求5的磁带存储系统，其中所述用于执行特定读取操作的装置进一步包括用于丢弃从所述特定读取操作读取的所有数据的装置。
7.根据权利要求5的磁带存储系统，其中所述磁带存储系统进一步包括用于在确定所述磁带存储系统并非处于读取模式的情况下执行常规空间操作的装置。
8.根据权利要求5的磁带存储系统，其中所述磁带存储系统进一步包括用于在所述操作之一的执行之后确定执行所述常规空间操作或所述特定读取操作的实际成本的装置，其中所述实际成本被用于调整所述估计成本所依赖的决定阈值。
9.一种具有计算机程序产品的计算机可使用介质，所述计算机程序产品用于使磁带存储系统能够自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令，所述计算机可使用介质包括用于执行权利要求1至4中任一项的方法步骤的程序代码。
全文摘要
本发明公开了一种用于磁带存储系统自适应地处理发送自主计算机系统的空间命令的方法。响应于来自主计算机系统的空间命令，作出所述磁带存储系统是否处于读取模式的确定。如果该磁带存储系统处于读取模式，将对于该空间命令执行特定读取操作的估计成本与对于该空间命令执行常规空间操作的估计成本相比较。如果执行特定读取操作的估计成本低于执行常规空间操作的估计成本，则执行特定读取操作。但如果执行特定读取操作的估计成本高于执行常规空间操作的估计成本，则执行常规空间操作。
文档编号G06F3/06GK1949162SQ20061012199
公开日2007年4月18日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年10月13日
发明者保罗·梅里尔·格雷科 申请人:国际商业机器公司