用于選擇性地路由高速緩存的對(duì)象的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月14日提交的美國申請(qǐng)No. 13/803,721的權(quán)益，所述美國 申請(qǐng)No. 13/803, 721要求2012年12月31日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/747, 547的權(quán)益， 兩者通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)一般地涉及在系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)。更具體地，本申請(qǐng)涉及在系統(tǒng)中選擇性地 路由高速緩存的對(duì)象。
【背景技術(shù)】
[0004] 圖1示出了主機(jī)系統(tǒng)100,其包括應(yīng)用105、內(nèi)核I/O管理器110、文件系統(tǒng)120、122 和裝置驅(qū)動(dòng)器130、132,并示出了多個(gè)存儲(chǔ)器組件138 (示出為盤C :134和盤Y :136)。在 操作中，當(dāng)應(yīng)用105尋求對(duì)文件"Z"的訪問時(shí)，應(yīng)用向內(nèi)核I/O管理器110發(fā)送對(duì)于到文件 "Z"的句柄的請(qǐng)求。作為應(yīng)答，內(nèi)核I/O管理器110-一動(dòng)作為應(yīng)用和存儲(chǔ)器裝置之間的接 口一一解析到文件"Z"的路徑以便獲得句柄，并將句柄發(fā)送到應(yīng)用。
[0005] 圖1中的箭頭示出了在系統(tǒng)的不同部分之中的通信的邏輯路徑，其中應(yīng)用105向 內(nèi)核I/O管理器110發(fā)送請(qǐng)求，并且其中內(nèi)核I/O管理器110通過檢查根目錄140來解析 路徑，所述根目錄140包括關(guān)于去往文件"Z"的路徑的信息。
[0006] 如圖1中所示，系統(tǒng)包括多個(gè)存儲(chǔ)器裝置，所述存儲(chǔ)器裝置諸如以盤C :134和盤 Y :136的形式。寫在操作系統(tǒng)層之上的應(yīng)用、諸如應(yīng)用105通常不知道可以被它們使用的 優(yōu)化的分區(qū)，并且因此將文件寫入預(yù)定位置而不考慮被寫入到的位置的屬性。例如，許多操 作系統(tǒng)定義特定應(yīng)用的數(shù)據(jù)目錄，并且應(yīng)用將把它們的所有數(shù)據(jù)寫入到這些目錄。臨時(shí)文 件的使用在大多操作系統(tǒng)中被類似地定義，并且應(yīng)用將為此目的而簡單地使用由操作系統(tǒng) 接口定義的文件名和位置。這可能導(dǎo)致次優(yōu)地使用多分區(qū)布局。使用可以提供性能和容量 改善的外部存儲(chǔ)器導(dǎo)致其更復(fù)雜。
[0007] 但是，內(nèi)核文件系統(tǒng)和應(yīng)用堆?？梢员恍薷囊员闶謩?dòng)地選擇在每個(gè)情況中應(yīng)該使 用哪一個(gè)分區(qū)或掛載點(diǎn)，從而使能改善的性能。例如，應(yīng)用可以通過用戶配置（即，用戶選 擇保存文件的目錄）或者通過在應(yīng)用中的檢測并使用外部存儲(chǔ)器的代碼，來明確地尋址外 部存儲(chǔ)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供了一種對(duì)解析到文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的操作系統(tǒng)透明的將文件系統(tǒng)對(duì)象從 第一存儲(chǔ)器裝置路由到第二存儲(chǔ)器裝置的系統(tǒng)和方法。
[0009] 在一方面，提供了用于對(duì)操作系統(tǒng)透明地選擇性地路由文件系統(tǒng)對(duì)象的方法。所 述方法包括：由處理器進(jìn)行如下步驟，所述處理器被配置為在監(jiān)控應(yīng)用的控制之下實(shí)行選 擇性路由，所述監(jiān)控應(yīng)用可通過操作系統(tǒng)操作并且包括具有重定向信息的中間分區(qū)，其中 所述處理器具有與第一和第二存儲(chǔ)器裝置的可操作連接以用于這樣的選擇性路由：確定是 否將文件系統(tǒng)對(duì)象從所述第一存儲(chǔ)器裝置路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置；響應(yīng)于確定路由所 述文件系統(tǒng)對(duì)象，使得所述文件系統(tǒng)對(duì)象被路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置中的位置；以及用 文件系統(tǒng)對(duì)象在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的位置來更新用于所述文件系統(tǒng)對(duì)象的中間分區(qū) 的重定向信息，其中，所述第一存儲(chǔ)器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第 一存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的目錄，其中，所述目錄包括重定向到所述中間分 區(qū)的信息，并且其中，使用所述中間分區(qū)的重定向信息，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使用在所述第一 存儲(chǔ)器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑，使得 將所述文件系統(tǒng)對(duì)象路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置對(duì)所述操作系統(tǒng)透明。
[0010] 所述第一存儲(chǔ)器裝置可以包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲(chǔ) 器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的與此相關(guān)聯(lián)的目錄，其中所述目錄包括表示重定向到所 述中間分區(qū)的中間分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，使用所述中間分區(qū)重定向，所述操作系統(tǒng) 繼續(xù)使用在所述第一存儲(chǔ)器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的文件 系統(tǒng)對(duì)象的路徑，使得將所述文件系統(tǒng)對(duì)象復(fù)制到所述第二存儲(chǔ)器裝置對(duì)所述操作系統(tǒng)透 明。
[0011] 所述中間分區(qū)可以基于將文件從所述第一存儲(chǔ)器裝置路由（例如，復(fù)制）到所述 第二存儲(chǔ)器裝置而動(dòng)態(tài)地改變，而所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲(chǔ)器裝置 中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的目錄不需要改變。例如，在復(fù)制所述文件系統(tǒng)對(duì)象之前，所述目 錄可以包括重定向到中間分區(qū)的所述中間分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，在復(fù)制之前，操作系 統(tǒng)訪問所述目錄，被重定向到所述中間分區(qū)，并且反過來再次被重定向貯存在所述第一存 儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象。
[0012] 所述第一存儲(chǔ)器裝置和所述第二存儲(chǔ)器裝置可以在一個(gè)或多個(gè)方面不同，這些方 面諸如位置、速度、大小、耐受力或性能。所述第二存儲(chǔ)器裝置可以是高速緩存，使得將文件 系統(tǒng)對(duì)象復(fù)制進(jìn)所述第二存儲(chǔ)器裝置中提高訪問所述文件系統(tǒng)對(duì)象的速度。
[0013] 在另一方面，提供了用于對(duì)操作系統(tǒng)透明地選擇性地路由文件系統(tǒng)對(duì)象的監(jiān)控裝 置。所述監(jiān)控裝置包括：一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器，其被配置為貯存中間分區(qū)，所述中間分區(qū)包括 重定向信息；以及處理器，其與所述一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器通信。所述處理器被配置為在所述 監(jiān)控裝置的控制之下實(shí)行選擇性路由，所述監(jiān)控裝置可通過所述操作系統(tǒng)操作，其中所述 處理器具有與第一和第二存儲(chǔ)器裝置的可操作連接以用于這樣的選擇性路由，并且被配置 為：確定是否將文件系統(tǒng)對(duì)象從所述第一存儲(chǔ)器裝置路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置；響應(yīng)于 確定路由所述文件系統(tǒng)對(duì)象，使得所述文件系統(tǒng)對(duì)象被路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置中的位 置；以及用在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的所述位置更新用于所述文件系統(tǒng)對(duì) 象的中間分區(qū)的重定向信息，其中，所述第一存儲(chǔ)器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于 貯存在所述第一存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的目錄，其中，所述目錄包括重定向 到所述中間分區(qū)的信息，并且其中，使用所述中間分區(qū)的重定向信息，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使 用在所述第一存儲(chǔ)器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì) 象的路徑，使得將所述文件系統(tǒng)對(duì)象路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置對(duì)所述操作系統(tǒng)透明。
[0014] 所述第一存儲(chǔ)器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲(chǔ)器裝 置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑的目錄，其中所述目錄包括表示重定向到所述中間分區(qū)的中間 分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，使用所述中間分區(qū)重定向，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使用在所述第一 存儲(chǔ)器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲(chǔ)器裝置中的文件系統(tǒng)對(duì)象的路徑，使得 將所述文件系統(tǒng)對(duì)象路由到所述第二存儲(chǔ)器裝置對(duì)所述操作系統(tǒng)透明。
[0015] 在瀏覽下述附圖、詳細(xì)說明以及權(quán)利要求之后，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。此 外，公開了其它實(shí)施例，并且每個(gè)實(shí)施例可以被單獨(dú)或者組合使用?，F(xiàn)將參考附圖描述實(shí)施 例。
【附圖說明】
[0016] 參考下述附圖和說明可以更好地理解所述系統(tǒng)。在附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)表示 貫穿不同的視圖的相對(duì)應(yīng)的部分。
[0017] 圖1示出了現(xiàn)有系統(tǒng)，其中內(nèi)核I/O管理器解析到文件"Z"的路徑。
[0018] 圖2示出了在系統(tǒng)中的不同的層，其包括應(yīng)用層、操作系統(tǒng)層和存儲(chǔ)器裝置層，以 及可以在該系統(tǒng)中操作的監(jiān)控應(yīng)用。
[0019] 圖3A示出了系統(tǒng)，其包括應(yīng)用、內(nèi)核I/O管理器、根目錄、中間分區(qū)、多個(gè)文件系 統(tǒng)、多個(gè)裝置驅(qū)動(dòng)器、盤C :和盤Y :。
[0020] 圖3B示出了使用根目錄和中間分區(qū)以解析到盤C :上的文件"Z"的路徑的內(nèi)核1/ 0管理器。
[0021] 圖3C示出了將文件"Z"復(fù)制到盤Y:，以及對(duì)中間分區(qū)的改變以反映將文件"Z" 復(fù)制到盤Y :。
[0022] 圖3D示出了利用根目錄和中間分區(qū)以解析到盤Y :上的文件"Z"的路徑的內(nèi)核1/ 0管理器。
[0023] 圖4是監(jiān)控應(yīng)用確定是否移動(dòng)文件并對(duì)其作出應(yīng)答、更新中間分區(qū)以反映文件的 移動(dòng)的流程圖。
[0024] 圖5是監(jiān)控應(yīng)用確定在遠(yuǎn)程盤上的文件使用的頻率并對(duì)其作出應(yīng)答、將文件復(fù)制 到高速緩存的流程圖。
[0025] 圖6是內(nèi)核I/O管理器利用根目錄和中間分區(qū)解析文件的路徑的流程圖。
[0026]圖7是被編程為特定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其可以表示這里引用的任何 計(jì)算裝置、諸如監(jiān)控應(yīng)用或內(nèi)核I/O管理器。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 圖2示出了在系統(tǒng)中的不同的層，包括應(yīng)用層200、操作系統(tǒng)層210、存儲(chǔ)器裝置層 220、以及可以在系統(tǒng)中操作的監(jiān)控應(yīng)用230。應(yīng)用層200包括一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用。如圖2所 示，應(yīng)用層包括應(yīng)用1202到應(yīng)用N 204。操作系統(tǒng)層210包括內(nèi)核212。
[0028] 一般來說，內(nèi)核212被用作操作系統(tǒng)的一部分，提供硬件（諸如在存儲(chǔ)器裝置層 220中的存儲(chǔ)器裝置）以及在應(yīng)用層200中運(yùn)行的應(yīng)用程序之間的層。
[0029] 內(nèi)核212通過請(qǐng)求使其服務(wù)對(duì)在系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用是可用的。請(qǐng)求之一涉及對(duì) 在存儲(chǔ)器裝置上的數(shù)據(jù)的訪問，諸如打開0 (openO)、關(guān)閉（）（closeO)、讀?。ǎ╮eadO) 和寫入0 (write ())請(qǐng)求。響應(yīng)于請(qǐng)求，內(nèi)核212用作應(yīng)用和硬件之間的接口，提供硬件提 取使得應(yīng)用不需要知道具體細(xì)節(jié)以尋址硬件，并提供文件系統(tǒng)提取使得應(yīng)用可以打開文件 而不需要知道文件系統(tǒng)的特定結(jié)構(gòu)。例如，響應(yīng)于該請(qǐng)求，內(nèi)核可以解析到硬件的路徑，并 向應(yīng)用發(fā)送路徑的表示（諸如以句柄的形式）使得應(yīng)用可以與在存儲(chǔ)器裝置層中的存儲(chǔ)器 裝置通信。以此方法，應(yīng)用在尋址硬件時(shí)不需要知道細(xì)節(jié)，而是依賴于內(nèi)核來解析尋址的細(xì) T。
[0030] 如圖2所示，系統(tǒng)可以包括存儲(chǔ)器裝置層220,所述存儲(chǔ)器裝置層220 -般表示在 系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裝置。存儲(chǔ)器裝置層220可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器裝置，諸如存儲(chǔ) 器裝置1222到存儲(chǔ)器裝置M 224。例如，一個(gè)存儲(chǔ)器裝置可以是硬盤盤，并且另一個(gè)存儲(chǔ)器 裝置可以是可拆卸存儲(chǔ)器貯存裝置。硬盤盤可以具有一組規(guī)則以最優(yōu)化數(shù)據(jù)的高速緩存。 然而，可拆卸NAND閃速存儲(chǔ)器貯存裝置可以具有不同的一組規(guī)則以基于某些讀取/寫入模 式來最優(yōu)化數(shù)據(jù)的高速緩存。因此，在具有不同屬性的存儲(chǔ)器裝置中可以采用為所使用的 特定類型的數(shù)據(jù)以及其耐受力、錯(cuò)誤校正和性能要求而優(yōu)化的不同的物理分區(qū)。
[0031] 圖2還示出了監(jiān)控應(yīng)用230。監(jiān)控應(yīng)用230可以包括兩個(gè)部分：（1)被配置為管理 在存儲(chǔ)器裝置層中的文件系統(tǒng)對(duì)象（包括文件系統(tǒng)對(duì)象的移動(dòng)（例如，復(fù)制））的軟件（其 一示例是對(duì)在存儲(chǔ)器裝置層中的文件和對(duì)中間分區(qū)軟件234的管理，下文討論）；以及（2) 一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以使得對(duì)文件系統(tǒng)對(duì)象的管理對(duì)應(yīng)用層200和/或操作系統(tǒng)層210透 明（其一示例是中間分區(qū)232,如下所討論的