[發明專利]自動調整快照設備的寫入同步復制磁盤空間大小的方法

無效

• 申請號: 200610168802.9
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN101201796A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 李義;郭建發;陳玄同;劉文涵
• 申請（專利權）人: 英業達股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F11/14
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳晨

技術領域

本發明涉及一種存儲系統管理方法，尤其涉及一種存儲系統的快照設備管理方法。

背景技術

基于Linux系統的邏輯卷管理(Logical?Volume?Management，LVM)通過在輸入/輸出(I/O)子系統中增加一個額外層來實現，這個加在文件系統和實體磁盤驅動之間的層稱為邏輯卷設備驅動層(Logical?Volume?Device?Driver，LVDD。通過邏輯卷設備驅動層，上層的文件系統或其它應用獲得了一個對磁盤或分區虛擬視圖。請參考圖1，邏輯卷管理在多個同一類型存儲設備(如，硬盤、RAID設備)上開啟由多個實體區塊(Physical?Extent，PE)140組成的實體卷(Physical?Volume，PV)120，并將這些實體卷120通過串聯或者分條(Stripe)的方式組合成卷組(Volume?Group，VG)100。將卷組100劃分為一個或多個邏輯卷(Logical?Volume，LV)后，就可以如使用/盤符/分區(/disk/partition)一樣使用/設備/卷組名/邏輯卷名(/device/vg-name/lv-name)來訪問邏輯卷。邏輯卷管理可以動態地修改存儲空間的大小，其上的數據亦不會丟失，且不需要重新啟動計算機。

為了保證數據的安全性，邏輯卷管理采用了快照(Snapshot)機制。快照技術為一種針對包括硬盤、邏輯磁盤等區塊設備的備份方式，開啟快照的設備稱作原區塊設備，開啟出的快照是與原區塊設備相關聯的區塊設備，稱作快照設備。原區塊設備和快照設備的描述結構都保存在系統隨機存取存儲器(Random-access?memory，簡稱RAM)中，快照設備本身也需要使用一定的實體存儲空間。一般開啟快照時需要指定原區塊設備、快照實際容量大小以及快照設備本身使用的存儲設備，快照設備的邏輯存儲容量為原區塊設備的大小。在快照設備上存儲數據并劃分空間的最小單位為數據區塊(chunk)，一般大小為64k。

快照并不是對原區塊設備存儲的數據的完全備份，而是以數據區塊為單位對原區塊設備進行劃分，直到原區塊設備的數據需要被修改時，才將需要修改的數據區塊的數據復制到快照設備，這種技術被稱為“寫入同步復制(copy-on-write，COW)”技術。

快照被開啟時會被劃分為多個實體區塊(通常以M為單位)，每個實體區塊被劃分為多個數據區塊。每個實體區塊的第一個數據區塊用以記錄舊數據區塊(old?chunk)和新數據區塊(new?chunk)的對應關系(即，exception?table)，其余數據區塊則用以存放寫入同步復制數據。

請參考圖2，計算機啟動時，系統內核讀取硬盤上的exception?table以在存儲器上開啟一個雜湊(hash)表。當在步驟200接收到用戶發送的寫入請求，需要進行寫入同步復制(COW)操作時，首先在步驟202判斷是否存在與寫入請求數據區塊相應的快照。當不存在快照時，在步驟210繼續發送寫入請求。否則，在步驟204遍歷存儲器中的雜湊表，在步驟206判斷是否在雜湊表中查找到對應項。當在雜湊表中查找到對應項時，說明此寫入請求的數據區塊已完成寫入同步復制操作，因此在步驟210繼續發送寫入請求；否則，在步驟208進行寫入同步復制操作，然后在步驟210繼續發送寫入請求。

因此公知技術的主要缺點如下：

每修改一次數據區塊，就需要進行一次寫入同步復制操作，而寫入同步復制操作采用了同步輸入/輸出(I/O)操作，即需要等此寫入操作完成，系統才會進行后面的操作。因此，當有大量寫入請求發生時，寫入同步復制機制會導致大量輸入/輸出(I/O)操作，極大地降低了系統性能。

快照開啟后，數據區塊的大小不可以改變。如果數據區塊設置過小，在處理大容量寫入請求時會導致大量輸入/輸出操作，極大降低系統性能；反之，在處理小容量寫入請求時會導致磁盤空間的浪費，并降低系統處理速度。

發明內容

為了解決上述公知技術中的問題與缺陷，本發明的目的在于提供一種自動調整快照設備的寫入同步復制磁盤空間大小的方法。

本發明所提供的一種自動調整快照設備的寫入同步復制磁盤空間大小的方法，包含以下步驟：

a初始化一個快照設備的一個第一磁盤空間，對第一磁盤空間的數據區塊進行寫入同步復制操作；

b判斷一個寫入請求的數據區塊序號是否位于第一磁盤空間；

c當寫入請求的數據區塊序號位于第一磁盤空間時，繼續維護第一磁盤空間；以及