[发明专利]云计算环境中的基于NVMe的存储系统的混合框架

说明书

一种快速非易失性存储器(NVMe)系统包括至少一个用户应用、NVMe控制器和系统管理程序。各个用户应用在对应的虚拟机环境中运行，并且包括用户输入/输出(I/O)队列。NVMe控制器连接至至少一个非易失性存储器存储装置，并且所述NVMe控制器具有包括至少一个装置队列的驱动器。系统管理程序连接至各个用户应用的用户I/O队列和NVMe控制器，并且选择性地强制各个用户I/O队列针对NVMe控制器的驱动器中的对应的装置队列清空或者启用用户I/O队列与NVMe控制器的驱动器中的对应的装置队列之间的私有I/O通道。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年8月2日提交的美国临时专利申请No.62/540,555的优先权利益，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本文公开的主题整体涉及快速非易失性存储器(NVMe)系统，具体地说，涉及一种基于NVMe的虚拟机系统管理程序(VM-Hypervisor)平台。

背景技术

最近，由于与NVMe装置相关的突出性能，数据中心已在用NVMe固态驱动器(SSD)代替传统的串行AT附件(SATA)和串行连接的SCSI(SAS)SSD。然而，由于历史的原因，NVMe目前在诸如VMware ESXi的基于虚拟机系统管理程序的平台中的部署，沿I/O路径具有许多中间队列，由于队列中被锁住而造成了性能瓶颈。还可能存在由于跨VM干扰引起的I/O响应时间延迟。然而，最重要的是，在基于虚拟机系统管理程序的平台中，未充分利用NVMe SSD多达64K的队列容量。

发明内容

示例实施例提供了一种快速非易失性存储器(NVM)(NVMe)系统，其可包括至少一个用户应用、NVMe控制器和系统管理程序(hypervisor)。各个用户应用可在对应的虚拟机环境中运行，并且包括用户输入/输出(I/O)队列。NVMe控制器可连接至至少一个NVM存储装置，并且NVMe控制器可具有包括至少一个装置队列的驱动器。系统管理程序可连接至各个用户应用的用户I/O队列并连接至NVMe控制器，并且系统管理程序可强制各个用户I/O队列针对NVMe控制器的驱动器中的对应的装置队列清空。在一个实施例中，系统管理程序可将假完成消息发送至各个用户I/O队列，以强制用户I/O队列针对NVMe控制器的驱动器中的对应的装置队列清空。在一个实施例中，NVMe控制器可选择空闲I/O服务器，以将装置队列中的I/O流量发送至NVM存储装置。在一个实施例中，系统管理程序可基于Erlang函数确定装置队列的优化数量。

另一示例实施例提供了一种快速非易失性存储器(NVM)(NVMe)系统，其可包括至少一个用户应用、NVMe控制器和系统管理程序。各个用户应用可在对应的虚拟机环境中运行，并且包括用户输入/输出(I/O)队列。NVMe控制器可连接至至少一个NVM存储装置，并且该NVMe控制器可包括具有至少一个装置队列的驱动器。系统管理程序可连接至各个用户应用的用户I/O队列并连接至NVMe控制器。系统管理程序可启用用户I/O队列与NVMe控制器的驱动器中的对应的装置队列之间的私有I/O通道。在一个实施例中，可针对对应的用户应用的至少一个线程启用用户I/O队列与对应的装置队列之间启用的私有I/O通道。在另一实施例中，各个私有I/O通道可包括NVMe控制器的驱动器中的对应的I/O服务器。在又一实施例中，系统管理程序可基于服务等级协议启用私有I/O通道。在另一实施例中，系统管理程序还可基于用户应用的许可等级启用私有I/O通道。