[發(fā)明專利]固態(tài)硬盤的驅(qū)動(dòng)方法及其存儲(chǔ)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210198846.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN102830941A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 記憶科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06;G06F12/02
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 劉健;黃韌敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)硬盤的驅(qū)動(dòng)方法及其存儲(chǔ)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

固態(tài)硬盤（Solid?State?Drive、IDE?FLASH?DISK）由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片）組成，簡單的說就是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。目前廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。

參見圖1，當(dāng)前固態(tài)硬盤205的RAID（Redundant?Arrays?of?Inexpensive?Disks，磁盤陣列）實(shí)現(xiàn)方案，存儲(chǔ)系統(tǒng)200包括IDE（Integrated?Drive?Electronics，電子集成驅(qū)動(dòng)器）子系統(tǒng)206和SCSI子系統(tǒng)204。以固態(tài)硬盤205注冊(cè)為SCSI(Small?Computer?System?Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)設(shè)備為例：SCSI子系統(tǒng)204包括了高層驅(qū)動(dòng)層2041、SCSI中間層2042以及SCSI底層驅(qū)動(dòng)層2043。底層塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)層在存儲(chǔ)系統(tǒng)200上電后設(shè)備驅(qū)動(dòng)層掃描硬件，如掃描到底層物理磁盤，圖中假定3個(gè)磁盤，即sda固態(tài)硬盤205，sdb固態(tài)硬盤205，sdc固態(tài)硬盤205，其中sda、sdb、sdc為固態(tài)硬盤205的標(biāo)識(shí)符，在掃描到固態(tài)硬盤205后，則記錄下來并準(zhǔn)備上報(bào)給上層；SCSI子系統(tǒng)204將掃描到的磁盤注冊(cè)到SCSI中間層2042，即SCSI設(shè)備，并繼續(xù)上報(bào)到存儲(chǔ)系統(tǒng)200的塊設(shè)備層203；上報(bào)的固態(tài)硬盤205在塊設(shè)備層203注冊(cè)為塊設(shè)備，即告知操作系統(tǒng)下面有三個(gè)磁盤設(shè)備，并且可以被用戶使用；RAID模塊2031進(jìn)行RAID計(jì)算，在塊設(shè)備層203實(shí)現(xiàn)。通過RAID可以對(duì)這些注冊(cè)的物理磁盤做冗余操作，也就是建立虛擬磁盤2032。建立好的虛擬磁盤2032后也注冊(cè)在塊設(shè)備層203，這樣用戶也可以對(duì)其進(jìn)行讀寫訪問。由于虛擬磁盤2032并非真實(shí)存在的物理設(shè)備，因此用戶對(duì)虛擬磁盤2032的讀寫操作，都要對(duì)應(yīng)到真實(shí)的三個(gè)物理磁盤上實(shí)現(xiàn)，即sda固態(tài)硬盤205，sdb固態(tài)硬盤205，sdc固態(tài)硬盤205，即對(duì)虛擬磁盤2032的讀寫，都反映在對(duì)上述三個(gè)物理磁盤的讀寫。I/O（input/output）調(diào)度層202用于用戶對(duì)虛擬磁盤2032，或物理設(shè)備的讀寫命令（或其他操作）都需要在下發(fā)前做一些調(diào)度算法，目的是為了合并或重新排列命令組合，提高I/O的吞吐量來提升系統(tǒng)性能；通用塊層201在用戶通過存儲(chǔ)系統(tǒng)200調(diào)用后，下發(fā)的命令都會(huì)在通用塊層201封裝成bio之后再封裝成request，再到I/O調(diào)度層202優(yōu)化。

而該存儲(chǔ)系統(tǒng)200的I/O路徑為圖1中I/O路徑206的指示線所示，操作流程包括：用戶空間對(duì)系統(tǒng)塊層的bio(block?input?output，塊的輸入和輸出)，請(qǐng)求下發(fā)；在I/O調(diào)度層202對(duì)bio做重新組合與優(yōu)化，封裝成request；RAID模塊2031則命令下發(fā)到虛擬磁盤2032，RAID進(jìn)一步拆分命令到對(duì)應(yīng)的物理磁盤；虛擬磁盤2032根據(jù)RAID的映射關(guān)系，即虛擬磁盤通過RAID的映射關(guān)系到固態(tài)硬盤205的標(biāo)識(shí)符，將讀寫命令分發(fā)到具體的物理磁盤上去進(jìn)行讀寫；SCSI子系統(tǒng)204將request轉(zhuǎn)換為SCSI命令，再下發(fā)到SCSI底層驅(qū)動(dòng)2043中去；底層塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)用底層SSD控制器所支持的驅(qū)動(dòng)，將SCSI命令再封裝成硬件所能識(shí)別的命令，這樣I/O命令則最終下發(fā)到了硬件上。

因此，由于物理磁盤和虛擬磁盤都被注冊(cè)在塊設(shè)備層，則對(duì)于用戶而言，這些物理磁盤和虛擬磁盤都是可見的，即可讀寫訪問的。用戶既可以通過塊設(shè)備層的物理盤符，即物理磁盤注冊(cè)在塊層中后生成的磁盤標(biāo)識(shí)符去直接讀寫底層磁盤，也可以通過塊層的虛擬盤符去間接讀寫底層磁盤。這就有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全問題，比如當(dāng)用戶同時(shí)讀寫物理磁盤和虛擬磁盤時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)不一致，進(jìn)而導(dǎo)致RAID上的數(shù)據(jù)被破壞。

綜上可知，現(xiàn)有的固態(tài)硬盤的驅(qū)動(dòng)技術(shù)在實(shí)際使用上，顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)硬盤的驅(qū)動(dòng)方法及其存儲(chǔ)系統(tǒng)，以使在固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)中屏蔽物理磁盤，只將虛擬的虛擬磁盤提供給用戶訪問，從而降低了存儲(chǔ)系統(tǒng)安全的風(fēng)險(xiǎn)，提高了固態(tài)硬盤的管理和信息的安全性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種固態(tài)硬盤的驅(qū)動(dòng)方法，應(yīng)用于固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述方法包括：

所述存儲(chǔ)系統(tǒng)中的固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)層掃描所述存儲(chǔ)系統(tǒng)底層的固態(tài)硬盤；