專利名稱：一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及存儲(chǔ)系統(tǒng)，更具體地，涉及ー種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)最重要的資源之一。1998年圖靈獎(jiǎng)獲得者JimGray曾斷言現(xiàn)在每18個(gè)月新增的存儲(chǔ)量等于有史以來存儲(chǔ)量之和。根據(jù)預(yù)測，2020年數(shù)據(jù)宇宙將達(dá)到35. 2ZB(1ZB = I百萬PB)，比2009的O. 8ZB增加44倍(本發(fā)明中全部數(shù)據(jù)量或者存儲(chǔ)空間単位的B為字節(jié))。數(shù)據(jù)量的幾乎指數(shù)型的增長，使得企業(yè)需要不斷購置大量的存儲(chǔ)設(shè)備來應(yīng)對(duì)不斷增長的存儲(chǔ)需求。但是研究發(fā)現(xiàn)，企業(yè)的存儲(chǔ)利用率往往不足50%，存儲(chǔ)投資回報(bào)率水平較低。為了滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高增長的要求，提出了高效存儲(chǔ)(Space Efficient)理念，旨在緩解存儲(chǔ)系統(tǒng)的空間增長問題，縮減數(shù)據(jù)占用空間，簡化存儲(chǔ)管理，最大程度地利用已有資源，降低成本。高效存儲(chǔ)的基本策略主要有存儲(chǔ)資源整合、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)容量配置、縮減存儲(chǔ)容量、信息生命周期管理和降低能耗，高效存儲(chǔ)技術(shù)基于這五種基本策略來實(shí)現(xiàn)高效的存儲(chǔ)。高效存儲(chǔ)策略的ー個(gè)重要技術(shù)就是自動(dòng)精簡配置(Thin Provisioning),是ー種全新的存儲(chǔ)空間管理技術(shù)，它的核心原理是“欺騙”操作系統(tǒng)，讓其認(rèn)為存儲(chǔ)系統(tǒng)中有很大的存儲(chǔ)空間，而實(shí)際上的物理存儲(chǔ)空間并沒有那么大。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，為確保存儲(chǔ)容量在一定的時(shí)間內(nèi)足夠使用，用戶往往會(huì)部署多于實(shí)際需求的充足物理存儲(chǔ)空間。但在實(shí)際使用過程中，尤其是初始階段，部署的存儲(chǔ)容量通常都未充分利用。例如，ー個(gè)中小企業(yè)計(jì)劃5年內(nèi)計(jì)劃使用的存儲(chǔ)容量為2TB，第一年使用50GB，第二年達(dá)到200GB，第三年達(dá)到900GB，第4年為I. 2TB，第5年達(dá)到2TB，則傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中需要一次部署2TB的存儲(chǔ)空間，需要很高的投資，但是存儲(chǔ)空間的利用率很低。而使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，不會(huì)一次性的劃分過大的空間給某項(xiàng)應(yīng)用，而是根據(jù)該項(xiàng)應(yīng)用實(shí)際所需要的容量，多次的少量的分配給應(yīng)用程序，當(dāng)該項(xiàng)應(yīng)用所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)增長，分配的容量空間已不夠的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)再次從后端存儲(chǔ)池中補(bǔ)充分配一部分存儲(chǔ)空間。這樣，用戶可以第一年只配置50GB的實(shí)際物理存儲(chǔ)空間，在第二年再増加150GB的物理存儲(chǔ)空間，以此類推。使用這樣的技術(shù)，無須改變用戶存儲(chǔ)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，還能夠減少超量配置，大幅提高存儲(chǔ)空間利用效率，降低初始投資成本，降低總功耗，從而降低企業(yè)運(yùn)營成本。目前，IBM、HDS、EMC、3PAR的高端磁盤陣列均支持該項(xiàng)技術(shù)。使用自動(dòng)精簡配置的存儲(chǔ)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的組織方式不同，導(dǎo)致二者的數(shù)據(jù)索引方式不同，從而支持上述功能。使用自動(dòng)精簡配置的存儲(chǔ)系統(tǒng)檢索數(shù)據(jù)耗時(shí)更長，性能會(huì)變差，實(shí)際上是ー種以時(shí)間換空間的技術(shù)方案。因此，有必要提出新的技術(shù)方案，來減少應(yīng)用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的檢索數(shù)據(jù)時(shí)間
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，該存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)精簡配置技術(shù)，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能夠進(jìn)ー步減少現(xiàn)有的高效存儲(chǔ)系統(tǒng)的IO訪問時(shí)間，提高IO訪問效率。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法，該方法包括接收ー寫操作請(qǐng)求；建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù) 據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；以及在上述物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面提供了一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的設(shè)備，該設(shè)備包括接收裝置，被配置為接收一寫操作請(qǐng)求；對(duì)應(yīng)關(guān)系建立裝置，被配置為對(duì)所述寫操作請(qǐng)求，建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；第一判斷裝置，被配置為判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值；B-tree索弓I對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系；第二判斷裝置，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)；轉(zhuǎn)換裝置，被配置為響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；以及寫入裝置，被配置為在上述物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。。


通過對(duì)附圖中本發(fā)明示例實(shí)施例方式的更詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述、以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表本發(fā)明示例實(shí)施例方式中的相同部件。圖I示出了現(xiàn)有的自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)中的體系結(jié)構(gòu)；圖2示出了ー個(gè)映射表的結(jié)構(gòu)及其中數(shù)據(jù)表達(dá)的含義；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法流程；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的設(shè)備結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
將參照附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以各種形式實(shí)現(xiàn)而不應(yīng)該理解為被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且，完全將本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。目前常用的存儲(chǔ)系統(tǒng)一般都是采用虛擬存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，即將實(shí)際的物理硬盤虛擬成為多個(gè)卷，可以認(rèn)為這多個(gè)卷就是多個(gè)虛擬盤。例如兩個(gè)3G的物理硬盤可能被主機(jī)虛擬成為3個(gè)2G的虛擬盤，使用3個(gè)盤符標(biāo)記來給主機(jī)使用；每個(gè)虛擬盤都可以支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)。存儲(chǔ)系統(tǒng)分配存儲(chǔ)空間時(shí)，分配的單位為粒(Grain)，粒的単位可以為32K，64K，128Κ或者256Κ等等。從技術(shù)上來看，無論是虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)還是實(shí)際的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)，都可以支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)。圖I示出了現(xiàn)有的自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)中的體系結(jié)構(gòu)，來自CPU100的輸入輸出
(IO)操作，包括寫操作和讀操作，被高速緩存模塊102中的緩存代理1021獲得，高速緩存模 塊102中的緩存代理1021主要是用于提高IO速度的，可以將ー些常用的客戶數(shù)據(jù)放置到高速緩存中，當(dāng)需要訪問數(shù)據(jù)時(shí)，首先訪問高速緩存，如果高速緩存中存在該數(shù)據(jù)，稱為高速緩存命中，就無需到低速存儲(chǔ)器(例如硬盤，磁帶等存儲(chǔ)系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備)中訪問該數(shù)據(jù)，來提高訪問速度；如果高速緩存未命中，就通過自動(dòng)精簡配置模塊103，對(duì)高速緩存模塊102要進(jìn)行IO操作的數(shù)據(jù)的地址進(jìn)行重新映射，得到數(shù)據(jù)的物理地址，訪問低速存儲(chǔ)器(或者虛擬盤)104的該地址。具體來說，對(duì)于寫操作，根據(jù)圖I，首先CPU的寫操作通過高速緩存模塊102中的緩存代理1021進(jìn)入自動(dòng)精簡配置模塊103的空間分配器1031，空間分配器根據(jù)寫操作的邏輯塊地址，為其分配ー個(gè)物理塊地址，然后對(duì)低速存儲(chǔ)器104中的元數(shù)據(jù)的映射表1041進(jìn)行修改，在元數(shù)據(jù)中建立起上述分配的物理塊地址與寫操作的邏輯塊地址的映射關(guān)系；最后將寫操作相關(guān)的數(shù)據(jù)寫入到上述分配的物理塊地址，一次寫操作分配的地址空間大小為ー個(gè)粒。而對(duì)于讀操作，根據(jù)圖1，首先CPU的讀操作通過高速緩存模塊102中的緩存代理1021進(jìn)入自動(dòng)精簡配置模塊103的空間分配器1031，空間分配器根據(jù)讀操作的邏輯塊地址，查詢?cè)獢?shù)據(jù)的映射表中該邏輯塊地址對(duì)應(yīng)的物理塊地址，然后從低速存儲(chǔ)器104的物理塊地址讀出該數(shù)據(jù)?？梢娒恳淮蔚腎O操作都要至少訪問低速存儲(chǔ)器兩次，一次是獲得元數(shù)據(jù)的映射表中的地址映射關(guān)系，另外一次是訪問客戶數(shù)據(jù)，造成IO操作時(shí)間較長的問題。配置有自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的虛擬盤對(duì)于隨機(jī)讀操作在高速緩存未命中時(shí)，性能大約是配置傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)磁盤的1/2 ;配置有自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的虛擬盤對(duì)于隨機(jī)寫操作在高速緩存未命中時(shí)，性能大約是配置傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)磁盤的1/3。因此，有必要提高配置有自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O性能。由于在自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)中，實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間一般小于等于CPU分配的存儲(chǔ)空間式，因此，在這種存儲(chǔ)技術(shù)中，數(shù)據(jù)的組織方式與通常的存儲(chǔ)技術(shù)不同，導(dǎo)致自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)的索引方式也與通常的存儲(chǔ)索引不同。通常的存儲(chǔ)技術(shù)中，由于實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間等于CPU分配的存儲(chǔ)空間式，因此，CPU進(jìn)行讀寫操作時(shí)，邏輯空間與物理存儲(chǔ)空間可以認(rèn)為是一一對(duì)應(yīng)的，不需要存儲(chǔ)其映射關(guān)系。而在自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)中，在低速存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)了元數(shù)據(jù)，用于將CPU的IO操作的邏輯地址映射到對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)地址。因此，支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的低速存儲(chǔ)器(或虛擬盤)中通常包含了元數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)采用B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)。本發(fā)明提出了一種元數(shù)據(jù)的新的數(shù)據(jù)結(jié)映射表，該映射表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)含義更清楚，如圖2所示。圖2示出了ー個(gè)元數(shù)據(jù)的映射表結(jié)構(gòu)及其中數(shù)據(jù)表達(dá)的含義。該映射表看起
來像是ー個(gè)矩陣，實(shí)際上，是以第一行、第二行......，第五行的形式存儲(chǔ)來表達(dá)的從邏輯
塊地址到物理塊地址的映射，例如圖I的映射表中表達(dá)了 25個(gè)邏輯塊地址和物理塊地址的映射關(guān)系，具體來說，映射表中數(shù)據(jù)O表示第O (從第一行開始數(shù)為第O個(gè)數(shù)據(jù))個(gè)邏輯塊對(duì)應(yīng)著第O個(gè)物理塊，映射表中數(shù)據(jù)I表示第4 (從第一行開始數(shù)為第4個(gè)數(shù)據(jù))個(gè)邏輯塊對(duì)應(yīng)著第I個(gè)物理塊，映射表中數(shù)據(jù)2表示第5 (從第一行開始數(shù)為第5個(gè)數(shù)據(jù))個(gè)邏輯塊對(duì)應(yīng)著第2個(gè)物理塊。 使用上述元數(shù)據(jù)的映射表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，所使用的存儲(chǔ)空間滿足下式元數(shù)據(jù)的映射表所占的存儲(chǔ)空間=虛擬存儲(chǔ)能力/粒的空間女8舉例來說，對(duì)于ー個(gè)2T字節(jié)(Bytes)的虛擬存儲(chǔ)能力而言，元數(shù)據(jù)的映射表需要512M字節(jié)的存儲(chǔ)空間，因此，使用映射表存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，映射表所占用的存儲(chǔ)空間對(duì)于整個(gè)預(yù)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間而言是固定的。但是，元數(shù)據(jù)的映射表在低速存儲(chǔ)器(例如磁盤，磁帶等)初始使用階段，由于大部分映射表中的元素還沒有被填入數(shù)據(jù)，映射表中有效數(shù)據(jù)較少，數(shù)據(jù)是稀疏的。隨著低速存儲(chǔ)器空間的使用，映射表中有效數(shù)據(jù)會(huì)越來越稠密。但是映射表本身占用的存儲(chǔ)空間無論在數(shù)據(jù)稀疏還是稠密時(shí)，都是ー樣的，并且映射表中地址的映射關(guān)系一旦建立后就不會(huì)刪除，因此，映射表中的有效數(shù)據(jù)是持續(xù)增長的。但是映射表本身占用的存儲(chǔ)空間是不變的。而在現(xiàn)有支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，低速存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-Tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在低速存儲(chǔ)器初始使用階段，是ー個(gè)較小的樹，占用的存儲(chǔ)空間少；隨著低速存儲(chǔ)器空間的使用，B-tree越來越大，占用的存儲(chǔ)空間也越來越大。表I給出元數(shù)據(jù)中不同的有效數(shù)據(jù)比例對(duì)應(yīng)的映射表及B-Tree所需的存儲(chǔ)空間。其中B-tree的每個(gè)節(jié)點(diǎn)有512個(gè)條目。其中有效數(shù)據(jù)的比例為映射表中非空數(shù)據(jù)占映射表全部數(shù)據(jù)的百分比?？梢姡?dāng)使用映射表，元數(shù)據(jù)中有效數(shù)據(jù)比例為50%吋，B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需的存儲(chǔ)空間與映射表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需的存儲(chǔ)空間相同。顯然，這種情況下，如果有效數(shù)據(jù)繼續(xù)增長，B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)占用的存儲(chǔ)空間將大于映射表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)占用的存儲(chǔ)空間。當(dāng)然，這里50%的比例只是針對(duì)上述特定實(shí)例，在不同的情況下，這個(gè)比例可能不同，但是可以知道，存在著這樣的閾值，當(dāng)使用映射表，有效數(shù)據(jù)的比例小于該閾值時(shí)，存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更節(jié)約存儲(chǔ)空間，當(dāng)使用映射表，有效數(shù)據(jù)的比例大于該閾值時(shí)，存儲(chǔ)映射表更節(jié)約存儲(chǔ)空間。表I不同的有效數(shù)據(jù)比例對(duì)應(yīng)的映射表及B-Tree所需的存儲(chǔ)空間映射表所有效數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)占B-tree的葉B-tree的非B-tree所需
需的存儲(chǔ)比例用的存儲(chǔ)空子節(jié)點(diǎn)個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間
空間間(MB)數(shù)個(gè)數(shù)(MB) (MB)
25650%1283 276865256
25630%761945639152
25610%2265531351本發(fā)明考慮到，在支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的IO訪問性能影響因素中，主要是元數(shù)據(jù)的訪問，如果能加速元數(shù)據(jù)的訪問，則就能提高IO訪問性能 。低速存儲(chǔ)器的訪問速度眾所周知，與高速緩存器(cache)相比太慢，因此ー個(gè)直觀的想法就是在運(yùn)行時(shí)將元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高速緩存中，因?yàn)楦咚倬彺媸菗]發(fā)性存儲(chǔ)，即斷電后存儲(chǔ)內(nèi)容消失，因此在運(yùn)行結(jié)束后需要將高速緩存中的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到低速存儲(chǔ)器中。但是，通常的高速緩存空間較小，還要存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，所以只能在高速緩存中放入很少量的元數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的在支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，就在高速緩存中存儲(chǔ)全部(B-tree需要的存儲(chǔ)空間小時(shí))或部分的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(B-tree需要的存儲(chǔ)空間大時(shí))，來加速性能。在元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)占用的存儲(chǔ)空間大時(shí)，對(duì)于在高速緩存中無法檢索到的元數(shù)據(jù)，需要去訪問低速存儲(chǔ)器中的元數(shù)據(jù)，降低了存儲(chǔ)系統(tǒng)的IO訪問效率。既然低速存儲(chǔ)器的訪問時(shí)間較長，而高速緩存的空間有很有限，直接利用高速緩存的方案有不可行，可以考慮采用高速存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，來提高訪問效率。在一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)器可以采用固態(tài)硬盤(SSD, solid state disk)。固態(tài)硬盤是目前倍受存儲(chǔ)界廣泛關(guān)注的存儲(chǔ)新技術(shù)，它被看作是ー種革命性的存儲(chǔ)技術(shù)，已經(jīng)給存儲(chǔ)行業(yè)甚至計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)帶來深刻變革。SSD與傳統(tǒng)低速存儲(chǔ)器不同，它是ー種電子器件而非物理機(jī)械裝置，它具有體積小、能耗小、搞干擾能力強(qiáng)、尋址時(shí)間極小(甚至可以忽略不計(jì))、10PS高、I/O性能高等特點(diǎn)。一種簡單的實(shí)施方式就是直接利用SSD替代低速存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是SSD是ー種相對(duì)較貴的資源，在存儲(chǔ)系統(tǒng)中還經(jīng)常被其它模塊用于提高性能，因此，SSD的使用過程中，通常是要節(jié)約利用的，節(jié)約下來的資源可以被其它模塊用于提高其它的訪問性能?？紤]到元數(shù)據(jù)在初始數(shù)據(jù)稀疏時(shí)，可以使用B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)，這樣可以減少存儲(chǔ)空間。但是，當(dāng)元數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)變得稠密，達(dá)到一定的程度時(shí)，也就是說，如果使用映射表結(jié)構(gòu)，有效數(shù)據(jù)的比例達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，存儲(chǔ)B-tree所需的空間將大于存儲(chǔ)映射表所需的存儲(chǔ)空間。本發(fā)明公開了ー種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法，該方法能夠減少所述存儲(chǔ)系統(tǒng)檢索訪問數(shù)據(jù)的時(shí)間，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)，并且在所述存儲(chǔ)系統(tǒng)中，使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)映射表的建立過程主要和IO中的寫操作相關(guān)，圖3示出了該方法的流程，根據(jù)圖3，該方法包括在步驟S301，接收ー寫操作請(qǐng)求；在步驟S302，建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在步驟S303，判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在步驟S304，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后到步驟S308，在上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，在步驟S305，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)；響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ),在步驟S306,將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表，然后到步驟S308。響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)不以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)而，在步驟S307，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)以映射表方式存儲(chǔ)，并在元數(shù)據(jù)的映射表中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后到步驟S308。在一種實(shí)施方式中，響應(yīng)于元數(shù)據(jù)的映射表很大，可以將元數(shù)據(jù)分成若干個(gè)部分，每個(gè)部分可以占用相同大小的存儲(chǔ)空間，也可以占用不同大小的存儲(chǔ)空間。對(duì)于元數(shù)據(jù)的每一部分，執(zhí)行如圖3所示的方法，在計(jì)算有效數(shù)據(jù)比例時(shí)，可以將元數(shù)據(jù)的一部分當(dāng)成一個(gè)獨(dú)立的元數(shù)據(jù)處理，這樣有效數(shù)據(jù)比例是該一部分元數(shù)據(jù)內(nèi)的使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例。在一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)器為SSD。當(dāng)映射表中有效數(shù)據(jù)稀疏，既有效數(shù)據(jù)比例小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，可以在SSD存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣節(jié)省的空間可以被其它模塊用于加速性能，對(duì)應(yīng)每次的寫操作，將新建立的映射關(guān)系插入到元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的插入操作對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，這里不再贅述；當(dāng)有效數(shù)據(jù)變得稠密，既有效數(shù)據(jù)比例大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表，并且將新建立的映射關(guān)系加入到映射表中，再存儲(chǔ)到該SSD中。B-tree的展開方式有很多種算法，可以在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教科書或算法集中獲得，是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，在此不再贅述。并且在上述實(shí)施方式下，如果元數(shù)據(jù)被分成多個(gè)部分，可能在SSD中，存儲(chǔ)該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表，以及一部分元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)的該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表是經(jīng)過圖3的方法逐步建立的。這時(shí)，由于高速緩存器的速度一般還要高于SSD接近10倍，高速緩存器可以被用作SSD中元數(shù)據(jù)的高速緩存，如果高速緩存命中，還可以提高IO速度。優(yōu)選的方式中，高速緩存用于緩存一部分元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果還有多余的高速緩存空間，再緩存該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表，或者，如果有更足夠的高速緩存空間，還可以在高速緩存中建立該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是要注意，需要給客戶數(shù)據(jù)的高速緩存留下足夠的空間，否則，就失去了高速緩存器的本質(zhì)作用，反而降低訪問效率。在另外ー種實(shí)施方式中，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高速存儲(chǔ)器為高速緩存器，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的映射表的高速存儲(chǔ)器為SSD，由于高速緩存器為易失性存儲(chǔ) 器，掉電后存儲(chǔ)信息丟失，所以還要在低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且保持與高速緩存器中的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同歩。這里的同步目的，是為了在高速緩存器掉電時(shí)，仍然保留相關(guān)的元數(shù)據(jù)，因此，這種同步的要求并不嚴(yán)格，可以在高速緩存更新后若干時(shí)間后進(jìn)行，甚至，如果電源足夠可靠，可以在電源關(guān)閉前做一次同步即可。具體如何保持同步，可以采用現(xiàn)有數(shù)據(jù)同步的任何方式，或者獨(dú)立編程。在另外的實(shí)施方式中，也可以采用其它非易失性存儲(chǔ)器件來存儲(chǔ)B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并與高速緩存器中的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保持上述意義上的同歩。在上述實(shí)施方式中，當(dāng)映射表中有效數(shù)據(jù)稀疏，即有效數(shù)據(jù)比例小于預(yù)設(shè)閾值吋，可以在高速緩存中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣不僅提高訪問效率，節(jié)省的SSD空間可以被其它模塊用于加速性能，由于此時(shí)B-tree所占的存儲(chǔ)空間小，可以在高速緩存中存儲(chǔ)當(dāng)前元數(shù)據(jù)的整個(gè)B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)毎次的寫操作，將新建立的映射關(guān)系插入到高速緩存元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并且同步低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這里的同步與前文的同步為同一含義；當(dāng)映射表中有效數(shù)據(jù)變得稠密，即如果使 用映射表結(jié)構(gòu)的有效數(shù)據(jù)比例首次大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，這時(shí)還是在高速緩存中將元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將同步后的低速存儲(chǔ)器中的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表，并遷移到SSD中存儲(chǔ)；如果不是首次有效數(shù)據(jù)比例大于預(yù)設(shè)閾值，則此時(shí)元數(shù)據(jù)的映射表已經(jīng)存儲(chǔ)在SSD中，只要在SSD存儲(chǔ)的映射表中加入映射關(guān)系即可。后續(xù)高速緩存的應(yīng)用可以根據(jù)高速緩存能提供給元數(shù)據(jù)使用的空間來確定，如果空間很大，可以存放元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果不是很大，可以存放元數(shù)據(jù)的部分映射表，或者部分B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，等等。并且在上述實(shí)施方式下，如果元數(shù)據(jù)被分成多個(gè)部分，可能在SSD中，存儲(chǔ)該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表，在高速緩存中，存儲(chǔ)一部分元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)與高速緩存中的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同步的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同步的含義與前文相同。存儲(chǔ)的該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表是經(jīng)過圖3的方法逐步建立的。這時(shí)，如果高速緩存還有多余空間可以用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，還可以緩存該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表，或者，如果有更足夠的高速緩存空間，還可以在高速緩存中建立該元數(shù)據(jù)若干部分的映射表的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但是同樣要注意，需要給客戶數(shù)據(jù)的高速緩存留下足夠的空間，否則，就失去了高速緩存器的本質(zhì)作用，反而降低訪問效率。在上述實(shí)施方式中，如果低速存儲(chǔ)器的讀時(shí)間為SSD讀時(shí)間的100倍，SSD的寫時(shí)間是讀時(shí)間的3倍，對(duì)2TB的虛擬存儲(chǔ)能力，粒的大小為32K，SSD上的元數(shù)據(jù)為358MB，SSD中的元數(shù)據(jù)占全部元數(shù)據(jù)的70%，高速緩存中的元數(shù)據(jù)占全部元數(shù)據(jù)的30%時(shí)，高速緩存中的元數(shù)據(jù)的命中率為50%，對(duì)于包含70%讀操作，30%寫操作的存儲(chǔ)系統(tǒng)，IO訪問的平均效率能夠提高50%。在上述各種實(shí)施方式中，如果存儲(chǔ)系統(tǒng)接收到讀請(qǐng)求時(shí)，可以從元數(shù)據(jù)中獲得讀請(qǐng)求的邏輯塊地址映射的物理塊地址，從而從該物理塊地址讀取該數(shù)據(jù)。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了提高圖3中步驟S303和步驟S305的效率，可以使用標(biāo)記記錄當(dāng)前元數(shù)據(jù)的是以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)還是以映射表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)，并且響應(yīng)于當(dāng)前元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式改變，更新該標(biāo)記。而且還可以使用標(biāo)記記錄元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置，并且響應(yīng)于該元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置改變，更新該標(biāo)記。甚至，還可以記錄當(dāng)前元數(shù)據(jù)中有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)以及當(dāng)前元數(shù)據(jù)的映射表中全部數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，這樣可以迅速計(jì)算出元數(shù)據(jù)的映射表中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，新的有效數(shù)據(jù)比例。
在同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思下，本發(fā)明還公開了ー種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的設(shè)備，圖4示出了其設(shè)備結(jié)構(gòu)，所述存儲(chǔ)系統(tǒng)支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)，并且使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，根據(jù)圖4，該設(shè)備包括接收裝置401，被配置為接收一寫操作請(qǐng)求；對(duì)應(yīng)關(guān)系建立裝置402，被配置為對(duì)所述寫操作請(qǐng)求，建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；第一判斷裝置403，被配置為判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值；B-tree索引對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置404，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系；第二判斷裝置405，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)；轉(zhuǎn)換裝置406，被配置為響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；映射表對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置407，被配置為被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)不以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)而，則確定所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以映射表方式存儲(chǔ)，并在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的映射表中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系；以及寫入裝置408，被配置為在上述 對(duì)應(yīng)關(guān)系的物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。在一種實(shí)施方式中，如果元數(shù)據(jù)的映射表很大，可以將元數(shù)據(jù)分成若干個(gè)部分，每個(gè)部分可以占用相同大小的存儲(chǔ)空間，也可以占用不同大小的存儲(chǔ)空間。對(duì)于元數(shù)據(jù)的每一部分，第一判斷裝置判斷其中的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是該一部分元數(shù)據(jù)內(nèi)的使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例。圖4所示的設(shè)備可以加入圖I的自動(dòng)精簡配置模塊103中，成為該模塊內(nèi)部ー個(gè)単獨(dú)的設(shè)備，也可以在圖I的外部成為獨(dú)立的設(shè)備，或者，還可以將其中的部分模塊加入到圖I的某些模塊，將另外一些模塊加入到圖I的其它模塊中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知道，有各種加入形式，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。在一種實(shí)施方式中，存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)器為SSD。在這種實(shí)施方式下，轉(zhuǎn)換裝置可以包括展開裝置，被配置為將SSD中元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；矩陣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為將新建立的映射關(guān)系加入到映射表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在另外ー種實(shí)施方式中，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高速存儲(chǔ)器為高速緩存器，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的映射表的高速存儲(chǔ)器為SSD，并且在低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該設(shè)備還包括同步裝置，被配置為將所述低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與所述高速緩存器中存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同步。在這種實(shí)施方式下，轉(zhuǎn)換裝置可以包括展開裝置，被配置為將低速存儲(chǔ)器中元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；映射表對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為將新建立的映射關(guān)系加入到映射表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；以及遷移裝置，被配置為將映射表對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置得到的映射表遷移到該SSD中存儲(chǔ)。同樣，為了提高第一判斷裝置和第二判斷裝置的效率，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，使用標(biāo)記記錄當(dāng)前元數(shù)據(jù)是以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)還是以映射表的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)，并且響應(yīng)于當(dāng)前元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式改變，更新該標(biāo)記。還可以使用標(biāo)記記錄所述元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置，并且響應(yīng)于該元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置改變，更新該標(biāo)記。
雖然這里參照附圖描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于這些精確的實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍和宗g的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能對(duì)實(shí)施例進(jìn)行各種變化的修改。所有這些變化和修改意欲包含在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍中。并且根據(jù)上述描述，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明可以體現(xiàn)為裝置、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即，可以是完全的硬件、完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)、或者本文一般稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”的軟件部分與硬件部分的組合。此外，本發(fā)明還可以采取體現(xiàn)在任何有形的表達(dá)介質(zhì)(mediumof expression)中的計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品的形式,該介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序碼?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的或計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)的任何組合。計(jì)算機(jī)可讀的或計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)例如可以是——但不限于——電的、磁的、光的、電磁的、紅外線的、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置、器件或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括以下有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、諸如支持因特網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)的傳輸介質(zhì)、或者磁存儲(chǔ)器件。注意計(jì)算機(jī)可讀的或計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)甚至可以是上面印有程序的紙張或者其它合適的介質(zhì)，這是因?yàn)椋缈梢酝ㄟ^電掃描這種紙張或其它介質(zhì)，以電子方式獲得程序，然后以適當(dāng)?shù)姆绞郊右跃幾g、解釋或處理，并且必要的話在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)。在本文件的語境中，計(jì)算機(jī)可讀的或計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可以是任何含有、存儲(chǔ)、傳達(dá)、傳播、或傳輸供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或器件使用的或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或器件相聯(lián)系的程序的介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的、由其體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀的程序碼的數(shù)據(jù)信號(hào)。計(jì)算機(jī)可讀的程序碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括——但不限于——無線、電線、光纜、RF等等。用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的計(jì)算機(jī)程序碼，可以以ー種或多種程序設(shè)計(jì)語言的任何組合來編寫，所述程序設(shè)計(jì)語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言——諸如Java、Smalltalk、C++之類，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語言——諸如” C”程序設(shè)計(jì)語言或類似的程序設(shè)計(jì)語言。程序碼可以完全地在用戶的計(jì)算上執(zhí)行、部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為ー個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶的計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任何種類的網(wǎng)絡(luò)——包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)——連接到用戶的計(jì)算機(jī)，或者，可以(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng))連接到外部計(jì)算機(jī)。此外，本發(fā)明的流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出ー種機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行的這些指令，產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的裝置(means)。也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在能指令計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這樣，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生ー個(gè)包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的指令裝置(instruction means)的制造品，也可以把計(jì)算機(jī)程序指令加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置上，使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，從而在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令就提供實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的過程。附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本發(fā)明各種實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段、或代碼的一部分，所述模塊、程序段、或代碼的一部分包含ー個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)接連地表示的方框?qū)嶋H 上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法，該方法包括 接收ー寫操作請(qǐng)求； 建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值； 響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系； 響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；以及 在上述物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中還包括 響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)不以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，則確定所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以映射表存儲(chǔ)，并在元數(shù)據(jù)的映射表中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技木，所述元數(shù)據(jù)為支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的低速存儲(chǔ)器的元數(shù)據(jù)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，所述高速存儲(chǔ)器為SSD。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中響應(yīng)于存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，則所述將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表還包括 將元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表，并且將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系加入到映射表中，再存儲(chǔ)到該SSD中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高速存儲(chǔ)器為高速緩存器，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的映射表的高速存儲(chǔ)器為SSD，并且在低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而且與高速緩存器中存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同歩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中響應(yīng)于存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，則所述將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表還包括將低速存儲(chǔ)器中的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表，并遷移到SSD中存儲(chǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中使用標(biāo)記記錄當(dāng)前元數(shù)據(jù)是以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)還是以映射表的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)，并且響應(yīng)于當(dāng)前元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式改變，更新該標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中使用標(biāo)記記錄元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置，并且響應(yīng)于該元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置改變，更新該標(biāo)記。
10.一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的設(shè)備，該設(shè)備包括 接收裝置，被配置為接收一寫操作請(qǐng)求； 對(duì)應(yīng)關(guān)系建立裝置，被配置為對(duì)所述寫操作請(qǐng)求，建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 第一判斷裝置，被配置為判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值； B-tree索引對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系； 第二判斷裝置，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)； 轉(zhuǎn)換裝置，被配置為響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；以及 寫入裝置，被配置為在上述物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中還包括 矩陣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，并且所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)不以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，則確定所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以映射表存儲(chǔ)，并在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的映射表中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)，所述元數(shù)據(jù)為支持自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)技術(shù)的低速存儲(chǔ)器的元數(shù)據(jù)的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12之一所述的設(shè)備，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，所述高速存儲(chǔ)器為SSD。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括 展開裝置，被配置為將SSD中元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表； 矩陣數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系加入到映射表中。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-12之一所述的設(shè)備，其中所述存儲(chǔ)系統(tǒng)使用高速存儲(chǔ)器存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的高速存儲(chǔ)器為高速緩存器，用于存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的映射表的高速存儲(chǔ)器為SSD，并且在低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該設(shè)備還包括 同步裝置，被配置為將所述低速存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與所述高速緩存器中存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同歩。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括 展開裝置，被配置為將低速存儲(chǔ)器中元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)展開成為映射表； 映射表對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置，被配置為將新建立的映射關(guān)系加入到映射表中。
遷移裝置，被配置為將映射表對(duì)應(yīng)關(guān)系加入裝置得到的映射表遷移到該SSD中存儲(chǔ)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10-12之一所述的設(shè)備，其中使用標(biāo)記記錄當(dāng)前元數(shù)據(jù)是以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)還是以映射表的存儲(chǔ)方式存儲(chǔ)，并且響應(yīng)于當(dāng)前元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式改變，更新該標(biāo)記。
18.根據(jù)權(quán)利要求10-12之一所述的設(shè)備，其中使用標(biāo)記記錄所述元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置，并且響應(yīng)于該元數(shù)據(jù)的每個(gè)部分的存儲(chǔ)位置改變，更新該標(biāo)記。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，該方法包括接收一寫操作請(qǐng)求；建立所述寫操作的邏輯塊地址與物理塊地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系；判斷在存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)中加入上述對(duì)應(yīng)關(guān)系后，使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例是否大于預(yù)設(shè)閾值；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例不大于所述預(yù)設(shè)閾值，在所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)的B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中加入所述對(duì)應(yīng)關(guān)系；響應(yīng)于使用映射表計(jì)算的有效數(shù)據(jù)比例大于所述預(yù)設(shè)閾值，判斷所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)是否以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，響應(yīng)于所述存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，將該以B-tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為包含上述對(duì)應(yīng)關(guān)系的元數(shù)據(jù)的映射表；以及在上述物理塊地址寫入該寫操作請(qǐng)求要求寫入的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06F3/06GK102651009SQ201110051630
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者方敏, 曾凡鋼, 李小燕, 顧慧翔 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司