由于应用需求的驱动，大规模归档存储系统越来越引起了工业界和学术界的广泛关注，并在社会、生产、生活中扮演了越来越重要的角色。另外，技术的发展也起到巨大的推动作用。茬过去十年间，网络存储将网络技术与存储技术融合在一起，SAN、NAS、IP存储及OSD是网络存储中具有代表性的几种技术。对减少管理开销、增加数据共享及获得更好的存储利用率的持续需求，使大规模归档存储系统常常是一个分布式共享网络存储系统，符储设备通过网络统一和互连，客户通过网络(通常是IP网络)访问存储设备，而存储访问的请求可能来自不同地区的不同客户。

　　大规模归档存储系统需要服务不同的应用和用户，其服务质量需求往往是多样化的。因此在大规模归档存储系统中，服务质最保证是一个重要方面。另外，大规模分布式存储系统融合了网络技术和存储技术，极大地拓展了传统网络存储子系统的应用范围，但为保证其服务质量也需要考虑网络和存储两个方面的影响，为Qos保证增加了更多的变化因素。通过对典型的网络存储系统进行观察和分忻，得到以下一些结论。

　　(1)服务质量需求应该是端到端 (end-to-end) 的。以往的网络服务质量相关研究[135]及存储子系统的服务质量相关研究[136]～[141]，在保证服务质量时往往只考虑网络通路或存储子系统对QoS的影响因素。而对于一个典型的分布式共享存储系统来说，一个请求需要遍历客户端的路径，通过网络通路到达存储子系统，在存储子系统中经过相应处理后，再经过网络通路最后返回给客户端。所以分布式共享存储系统的QoS既包括网络的各组件，也包括存储子系统的各组件。

　　(2)各种服务的质量需求是有区别的。不同的客户或不同的应用可能会有不同的服务质最需求。例如，流媒体应用 (Stieaming Video)要求保证一定的带宽，交互式应用要求响应时间能够得到保证，而文件传输应用则对系统吞吐量有相应的要求。

　　(3)数据访问模式和特性(Data Access Characteristics)也可能是有很大不同的。数据访问模式、请求大小、请求到达速度在不同应用下是不相同的。特别需要注意的是，在这些各种各样的话求中间，有一类大请求(Large Request)，这类大请求常常是由数据密集型应用产生的，如文件传输、科学仿真、数字图书馆访问等。另外，由于存储设备访间在寻道时间、旋转时间等方面的开销，客户文件系统通常把邻近的请求合并为大请求，以充分利用磁盘设备“大读大写"的有效性。此外，对于网络传输代价来说，大的数据最传输往往更有效率。

　　(4)每个客户端或会话都有其自身的网络条件或特性。每个客户需要创建客户端(Client)与目的端(Target)的连接会话(Session)。存储访问命令、数据和响应在相应的会话中进行。每一个会话对应特定的底层网络传输路径。不同地理位置的不同客户会有不同的网络特性，如可利用的网络带宽、网络传输延迟等。

　　基于以上的观察与分忻，提出一个针对大规模归档存储系统的QoS调度方案，即网络相关的服务质最集成调度 (Network Aware Integrated QoS Scheduling NAIQS)。NAIQS的主要思想为:根据客户端会话的网络条件和特性，分割大请求成为合适的相对更小的请求，以适应应用对服务质最的要求、当前会话的网络条件和共享存储系统的资源使用情况:并且基于请求的紧急程度和当前的工作负荷条件进行调度请求。该QoS方案的优点包括以下几个方面。

　　(1)平滑会话通道中的数据传输。通过分割大请求，一个会话所接收的数据变得没那么突变，这将会使网络通道受益，从而使得网络流虽更加平稳和缓和。

　　(2)减少资源需求，如存储服务器缓冲的使用。因为来自于远端客户的请求 (往往需要穿越广域网)，其拥有的网络带宽相对于存储服务器所能提供的访问带宽而言，是非常有限的。特别是对于大请求，在数据传输期间，往往需要消耗很大容量的存储服务器内存缓冲区，而后者是很稀缺的资源。

　　(3)允许紧怠请求优先抢占。通常情况下，存储请求是没有优先级的，即一且一个请求被递交，则随后的请求需要等待直到该请求被执行完毕。而在大规模归档存储系统中， 由于其体系结构是分布式共享存储系统，因此不同的应用可能要求不同的带宽、请求优先 级等。为了满足服务质量需求，一个后到的请求可能需要优先于当前的请求被处理，因此， 分割大请求会提供对紧急请求优先处理的机会。

　　我们实现了基于上述Qos调度策略的存储原型系统，并且验证了该方案的有效性。结果表明，这种系统能够提供对高优先权请求更好的支持，而且有更好的缓冲空间利用率，以及在中等负载条件下更低的开销。

　　责任编辑：GOCN