[發明專利]一種存儲系統的塊設備數據緩存管理方法及系統

無效

• 申請號: 201210369535.7
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102915282A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 施培任;王少鋒
• 申請（專利權）人: 浪潮（北京）電子信息產業有限公司
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;曲鵬

技術領域

本發明涉及數據存儲和保護領域，尤其涉及一種存儲系統的塊設備數據緩存管理方法及系統。

背景技術

磁盤是現在計算機系統的非掉電易失的主要存儲設備。雖然磁盤內部存儲速度和外部接口速度不斷提高，但是其存取速度仍然無法和內存相比，尤其是與隨機存取速度相比。

為了提高存儲容量和性能，通過獨立磁盤冗余陣列(Redundant?Array?of?Independent?Disks，簡記為RAID)技術可以將多個物理磁盤邏輯組合起來形成一個邏輯磁盤，但是其性能也遠低于隨機存取內存(RAM)。

這些物理磁盤、RAID邏輯磁盤都稱為塊設備，其特點是讀寫數據時必須以一個塊大小為基本單元來進行，一般塊大小為512個字節。

為了提高存儲效率和數據訪問速度，計算機系統采用數據緩存機制，把要寫入的數據先寫到內存中，后續再異步寫回到塊設備上；讀取數據時先查看內存中是否已有有效數據，有則從內存上讀取，否則從塊設備讀取并將數據存放到內存中。

這種數據緩存機制利用內存較高的隨機存取性能提高了塊設備的數據訪問效率，不過也因此存在著如果系統突然斷電則很可能丟失數據的缺陷和風險，因為內存中可能存在還未寫回到塊設備的“臟數據”。

為了克服這種缺陷，一些計算機系統包括計算機存儲系統增加了后備電池模組(Battery?Backup?Unit，簡記為BBU)。當系統突然斷電時BBU持續給部分或者全部內存供電，保持這部分內存的數據。在BBU供電的這段時間內如果系統恢復供電，則可以識別BBU保護的內存中的塊設備緩存數據，避免數據丟失。但如何管理BBU保護的內存，以及塊設備如何進行緩存的技術，目前還沒有得到較多的研究和較好的發展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服目前采用BBU對內存的保護以及BBU在塊設備緩存中的應用還沒有較為成熟的技術的不足。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種存儲系統的塊設備數據緩存管理方法，包括如下步驟：

存儲系統的所有內存條都被后備電池模組(BBU)保護時，分配部分內存條用于塊設備數據的掉電保護；

存儲系統的部分內存條被BBU保護時，將被BBU保護的內存條用于塊設備數據的掉電保護。

優選地，用于塊設備數據的掉電保護的內存條包括多段物理地址連續的內存。

優選地，多段物理地址連續的內存中，第一段物理地址連續的內存設置有塊設備信息區、數據單元信息區以及數據單元區，存儲的塊設備信息和數據包括超級塊信息、塊設備信息位圖以及數據單元信息位圖；其余段物理地址連續的內存設置有數據單元區，存儲超級塊信息。

優選地，每段物理地址連續的內存的超級塊信息占據第一個物理頁大小的存儲空間，塊設備信息位圖起始位置緊鄰存儲超級塊信息的位置之后，塊設備信息位圖大小大于支持的最大塊設備數量/8個字節且和超級塊信息的位置對齊。

優選地，塊設備信息位圖每一字位表示一個塊設備信息結構是否有效。

優選地，塊設備信息區緊鄰塊設備信息位圖之后，塊設備信息區的大小等于支持的最大的塊設備數量與塊設備信息大小的乘積且與超級塊信息對齊。

優選地，數據單元信息位圖每一個字位表示一個數據單元信息結構是否有效。

優選地，數據單元包含連續的整數的物理內存頁。

本發明還提供了一種存儲系統的塊設備數據緩存管理系統，包括：

判斷模塊，配置為判斷存儲系統的所有內存條是否都被后備電池模組(BBU)保護；

設置模塊，配置為存儲系統的所有內存條都被后備電池模組(BBU)保護時，分配部分內存條用于塊設備數據的掉電保護；否則，將被BBU保護的內存條用于塊設備數據的掉電保護。

優選地，所述設置模塊配置為用于塊設備數據的掉電保護的內存條包括多段物理地址連續的內存。

與現有技術相比，本申請的實施例提供了一種在具有BBU保護內存的計算機系統尤其是存儲系統上如何分配內存記錄塊設備信息、緩存數據信息的技術方案。本申請的實施例提供了一種具有BBU保護內存的計算機系統尤其是存儲系統上恢復供電時如何重新識別數據的技術方案。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明