本發(fā)明涉及存儲系統(tǒng)管理技術領域，特別涉及一種存儲碎片整理方法。

背景技術：

現(xiàn)有的存儲碎片整理技術，是將邏輯上連續(xù)而物理上沒有連續(xù)存放的數(shù)據(jù)，通過移動數(shù)據(jù)存放到物理上的連續(xù)區(qū)域內(nèi)，消除存儲碎片，從而提高數(shù)據(jù)讀取速度，降低存儲系統(tǒng)能耗，并且防止存儲碎片的進一步產(chǎn)生。

然而，在移動數(shù)據(jù)過程中，如果發(fā)生系統(tǒng)意外中斷，沒有辦法在系統(tǒng)重啟后恢復到中斷點繼續(xù)整理。更糟糕的是，系統(tǒng)的意外中斷可能造成數(shù)據(jù)損壞。尤其企業(yè)級的存儲系統(tǒng)碎片整理，耗時巨大，數(shù)據(jù)敏感性很高，一旦整理過程發(fā)生意外中斷，輕則造成前面的整理工作白做，重者造成數(shù)據(jù)損壞，給企業(yè)帶來巨大損失。所以一般企業(yè)級存儲系統(tǒng)不敢做碎片整理，任由碎片產(chǎn)生、蔓延，造成數(shù)據(jù)讀寫性能日趨下降，系統(tǒng)能耗日趨增高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例所要解決的一個技術問題是：整理存儲碎片時在數(shù)據(jù)移動過程中由于系統(tǒng)意外中斷造成的無法從斷點恢復或數(shù)據(jù)損壞的問題，以使得企業(yè)級存儲系統(tǒng)也可以進行碎片整理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供的一種存儲碎片整理方法，包括：對存儲碎片進行模擬整理；根據(jù)模擬整理的結果生成快照，快照包括各個整理步驟、每個整理步驟中數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系、以及每個整理步驟的完成標記；根據(jù)快照對存儲碎片 進行整理。

根據(jù)快照對存儲碎片進行整理包括：在整理存儲碎片的過程中如果發(fā)生中斷，根據(jù)快照記錄的各個整理步驟的完成標記確定斷點，根據(jù)快照將存儲碎片的整理進度回滾到斷點的前一整理步驟，并從斷點處繼續(xù)對存儲碎片進行整理。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個方面，提供的一種存儲碎片整理裝置，包括：模擬整理單元，用于對存儲碎片進行模擬整理；快照生成單元，用于根據(jù)模擬整理的結果生成快照，快照包括各個整理步驟、每個整理步驟中數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系、以及每個整理步驟的完成標記；碎片整理單元，用于根據(jù)快照對存儲碎片進行整理。

碎片整理單元用于：在整理存儲碎片的過程中如果發(fā)生中斷，根據(jù)快照記錄的各個整理步驟的完成標記確定斷點，根據(jù)快照將存儲碎片的整理進度回滾到斷點的前一整理步驟，并從斷點處繼續(xù)對存儲碎片進行整理。

本發(fā)明通過對存儲碎片進行模擬整理，并生成相應的快照，然后按照快照對存儲碎片進行整理，在數(shù)據(jù)移動過程中，即使發(fā)生意外中斷，利用快照通過回滾技術可以解決數(shù)據(jù)損壞問題，并且可以從中斷點繼續(xù)進行碎片整理，從而使得企業(yè)級存儲系統(tǒng)也可以放心地進行碎片整理。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的一個實施例的流程示 意圖。

圖2A示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的另一個實施例的流程示意圖。

圖2B示出根據(jù)本發(fā)明用于存儲碎片整理工作的一個快照示意圖。

圖3A示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的又一個實施例的流程示意圖。

圖3B示出本發(fā)明一個應用實施例在碎片整理前的數(shù)據(jù)存儲情況示意圖。

圖3C示出前述應用實施例在碎片整理過程中發(fā)生意外中斷的情況。

圖3D示出前述應用實施例用于修復數(shù)據(jù)的快照示意圖。

圖3E示出前述應用實施例修復錯誤后的數(shù)據(jù)存儲情況示意圖。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的一個實施例的結構示意圖。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的另一個實施例的結構示意圖。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的又一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面參考圖1描述本發(fā)明一個實施例的存儲碎片整理方法。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的一個實施例的流程示意圖。如圖1所示，該實施例的方法包括：

步驟S102，對存儲碎片進行模擬整理。模擬整理的方法和過程完全和實際整理一致，但并不對數(shù)據(jù)進行實際遷移。

步驟S104，根據(jù)模擬整理的結果生成快照，快照包括各個整理步驟、每個整理步驟中數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系、以及每個整理步驟的完成標記。

例如，參考圖2B，上述快照可以包括4列：第一列為步驟號，實際整理時一次數(shù)據(jù)移動為完成一步；第二列為存儲塊號，是物理存儲塊的標記，對應于操作系統(tǒng)層面或存儲管理系統(tǒng)層面的存儲介質塊；第三列為數(shù)據(jù)塊號，通過編號記錄、追蹤物理存儲塊的存儲數(shù)據(jù)的變動；第四列為各個整理步驟的完成標記，可以記錄完成到哪一步驟。

此外，快照可以存放在無需進行碎片整理的存儲卷中，這樣可以避免快照的內(nèi)容被損壞。

步驟S106，根據(jù)快照對存儲碎片進行整理。

下面參考圖2A描述本發(fā)明根據(jù)快照對存儲碎片進行整理的過程。

圖2A示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的另一個實施例的流程示意圖。如圖2所示，本實施例的方法包括：

步驟S102，對存儲碎片進行模擬整理。

步驟S104，根據(jù)模擬整理的結果生成快照。

步驟S2052，可選的，判斷是否進行了寫操作。如果進行了寫操作，則執(zhí)行步驟S2054，如果沒有寫操作，執(zhí)行步驟S2062。

步驟S2054，根據(jù)寫操作對快照進行修改，從而保證快照能夠準確反映存儲碎片的最新狀況，以利于遷移工作的順利進行。修改完成之后，再繼續(xù)進行后續(xù)的整理步驟，例如步驟S2062。

步驟S2062，根據(jù)快照記錄的數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系，按照整理步驟的順序將數(shù)據(jù)塊遷移到對應的存儲塊。

步驟S2064，遷移成功后，將該整理步驟的完成標記修改為已完成。

步驟S208，判斷是否已經(jīng)完成存儲碎片的整理工作，如果已經(jīng)完成，則流程結束，如果還未完成，則返回步驟S2052繼續(xù)執(zhí)行。

下面結合一個應用示例描述上述存儲碎片的整理過程。

圖2B示出用于存儲碎片整理工作的一個快照示例。如圖2B所示，某一串數(shù)據(jù)由3個數(shù)據(jù)塊組成，分別為數(shù)據(jù)塊a、數(shù)據(jù)塊b、數(shù)據(jù)塊c，第0步的記錄信息為整理開始前的存儲信息，此時數(shù)據(jù)塊a、b、c分別存放在存儲塊3、5、32上，物理上不連續(xù)；第1步進行一步數(shù)據(jù)移動，將數(shù)據(jù)塊b移動到存儲塊4，若順利完成第1步的數(shù)據(jù)移動，則可以標記為ok，表示已完成；第2步再進行下一步數(shù)據(jù)移動，將c數(shù)據(jù)塊移動到5存儲塊，從而a、b、c數(shù)據(jù)庫存放到連續(xù)的3、4、5物理存儲塊上，完成碎片整理。

下面參考圖3A描述本發(fā)明對存儲碎片進行整理過程中發(fā)生中斷的處理情形。

圖3A示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理方法的另一個實施例的流程示意圖。如圖3A所示，本實施例的方法包括：

步驟S302，根據(jù)快照記錄的各個整理步驟的完成標記確定斷點。

步驟S304，根據(jù)快照將存儲碎片的整理進度回滾到斷點的前一整理步驟。

然后，從斷點處繼續(xù)對存儲碎片進行整理。繼續(xù)整理的過程可以參考步驟S2052～步驟S208，這里不再贅述。

對于不同的操作系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)，碎片整理的流程和技術方案完全一致，但快照的內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的不同而有細節(jié)的不同。以Windows系統(tǒng)舉例，Windows系統(tǒng)下的硬盤分為磁道和簇，同一磁道相鄰的簇為連續(xù)的存儲區(qū)域，彼此通過指針連接。下面結合一個Windows系統(tǒng)整理存儲碎片的過程，來說明碎片整理過程中的中斷處理過程。

如圖3B所示，在碎片整理前，數(shù)據(jù)“中國好聲音”由3個數(shù)據(jù)塊a“中國”、數(shù)據(jù)塊b“好”和數(shù)據(jù)塊c“聲音”組成，數(shù)據(jù)塊a、數(shù)據(jù)塊b和數(shù)據(jù)塊c存放在3個硬盤簇中，分別存放在硬盤簇1、硬盤簇5和硬盤簇3。硬盤簇1、硬盤簇5和硬盤簇3不在同一個磁道中，因而存在數(shù)據(jù)碎片。

如圖3C所示，在數(shù)據(jù)碎片的整理過程中，需要將數(shù)據(jù)塊b記錄 的數(shù)據(jù)“好”從硬盤簇5復制到硬盤簇2。復制完成后，硬盤簇5中的數(shù)據(jù)并不刪除，只標志空閑，系統(tǒng)進行回收；同時，系統(tǒng)需要將硬盤簇1的指針更新為指向硬盤簇2，假設將硬盤簇2的指針更新為指向硬盤簇3時，系統(tǒng)意外中斷，則硬盤簇2指針發(fā)生錯誤，數(shù)據(jù)“聲音”丟失。

此時，可以利用本發(fā)明的方法查找快照，用于修改數(shù)據(jù)的快照參考圖3D所示，根據(jù)完成標識確定斷點的位置位于步驟6，最近成功的步驟為步驟5，于是回滾到步驟5，以修復錯誤。此時，參考圖3E所示的修改錯誤后的情況，硬盤簇2的數(shù)據(jù)雖然還存在，但是已經(jīng)標志為空閑，系統(tǒng)進行回收?；貪L到步驟5后，“聲音”2字找回，系統(tǒng)繼續(xù)根據(jù)快照進行碎片整理。

上述方法可以使得數(shù)據(jù)移動過程中，即使系統(tǒng)意外中斷造成數(shù)據(jù)損壞的問題，仍可以使得碎片整理過程可以從中斷點繼續(xù)進行，從而使得企業(yè)級存儲系統(tǒng)也可以進行碎片整理。

下面參考圖4描述本發(fā)明存儲碎片整理裝置的一個實施例的結構。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的一個實施例的結構示意圖。如圖4所示，該實施例的碎片整理裝置400包括：

模擬整理單元402，用于對存儲碎片進行模擬整理；

快照生成單元404，用于根據(jù)模擬整理的結果生成快照，快照包括各個整理步驟、每個整理步驟中數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系、以及每個整理步驟的完成標記；

碎片整理單元406，用于根據(jù)快照對存儲碎片進行整理。

碎片整理單元406還可以用于：在整理存儲碎片的過程中如果發(fā)生中斷，根據(jù)快照記錄的各個整理步驟的完成標記確定斷點，根據(jù)快照將存儲碎片的整理進度回滾到斷點的前一整理步驟，并從斷點處繼續(xù)對存儲碎片進行整理。

碎片整理單元406還可以進一步用于：根據(jù)快照記錄的數(shù)據(jù)塊和存放數(shù)據(jù)塊的存儲塊之間的對應關系，按照整理步驟的順序將數(shù)據(jù)塊 遷移到對應的存儲快，遷移成功后，將該整理步驟的完成標記修改為已完成。

下面參考圖5描述本發(fā)明存儲碎片整理裝置的另一個實施例的結構。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的另一個實施例的結構示意圖。如圖5所示，該實施例的碎片整理裝置500還包括：

判斷單元508和快照修改單元510，其中判斷單元508用于在根據(jù)快照對存儲碎片進行整理之前，判斷是否進行了寫操作，如果進行了寫操作，快照修改單元510根據(jù)寫操作對快照進行修改。

下面參考圖6描述本發(fā)明存儲碎片整理裝置的又一個實施例的結構。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明存儲碎片整理裝置的又一個實施例的結構示意圖。如圖6所示，該實施例的碎片整理裝置600還包括存儲單元612無需進行碎片整理，用于存放快照。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。