[發(fā)明專利]一種密集型系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)及方法

無效

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• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103076993A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 郭寧
• 申請（專利權）人: 北京思特奇信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發(fā)明涉及一種密集型系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)及方法。

背景技術

在I/O密集型的系統(tǒng)中，當出現(xiàn)大量并發(fā)I/O操作時，系統(tǒng)整體性能會急劇下降，造成大量業(yè)務積壓與延遲。而現(xiàn)今CPU和內存性能的大幅度提高，每秒可以讀寫數(shù)十/上百萬次，究其原因是由于硬盤數(shù)據(jù)的讀寫造成性能下降，采用15000轉磁盤和增加緩存都無法解決問題，傳統(tǒng)存儲I/O性能成為瓶頸。

傳統(tǒng)機械硬盤在應用中確實有其自身的優(yōu)點：容量大，價格低廉并具有相對完善的資料保護系統(tǒng)。但因其復雜的內部機械結構，需要不斷的通過磁頭臂在不同的盤片移動讀取數(shù)據(jù)（如圖1所示），導致機械硬盤的低讀寫速度和高延遲。

而現(xiàn)有企業(yè)級的FC（Fiber?Channel的縮寫，即光纖通道）硬盤和SAS（Serial?Attached?SCSI的縮寫，即串行連接SCSI）硬盤轉速雖有15000轉，但硬盤功耗已經(jīng)達到計算系統(tǒng)允許的極限，也就意味著，機械硬盤已經(jīng)幾無性能提升的空間。

綜上可知，傳統(tǒng)的存儲在隨機I/O密集型系統(tǒng)中已不能滿足其性能要求，需要加以改進。

固態(tài)硬盤是由控制單元和固態(tài)存儲單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤，沒有機械裝置和旋轉介質，具有讀寫速度快耐高低溫、防震無噪音、重量輕能耗低的特點。SSD固態(tài)硬盤相對于HDD最大的優(yōu)點是超高的隨機I/O性能（目前寫速率已達到1100MBPS，讀速率已達到1700MBPS）。經(jīng)過測試，固態(tài)硬盤的性能是傳統(tǒng)光纖通道硬盤的30倍，30個15000RPM的光纖通道磁盤才能達到單一固態(tài)硬盤同樣的性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種降低機械硬盤的高延遲和低輸入輸出，從而提高系統(tǒng)的整體性能的密集型系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種密集型系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)，包括需求分析模塊、固態(tài)硬盤和機械硬盤；

所述需求分析模塊用于分析系統(tǒng)中需存儲的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)指標，并根據(jù)數(shù)據(jù)的讀寫頻率將數(shù)據(jù)分別發(fā)送至固態(tài)硬盤或機械硬盤進行存儲；

所述固態(tài)硬盤用于存儲需要進行大量讀寫操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)常執(zhí)行輸入輸出操作的數(shù)據(jù)；

所述機械硬盤用于存儲備份或時效性低、隨機輸入輸出少的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述系統(tǒng)采用機械硬盤和固態(tài)硬盤分層存儲，可最大化利用固態(tài)硬盤的高I/O輸入輸出性能特點；降低了對存儲網(wǎng)絡的依賴，可以直接利用本地硬盤進行話單的處理與備份，大大提高了存儲方案的性價比；降低建設和維護成本。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述系統(tǒng)指標包括數(shù)據(jù)的重要性、訪問頻率、保留時間和容量等。

進一步，所述需求分析模塊分析系統(tǒng)中需存儲的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)指標，將需要進行大量讀寫操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)常執(zhí)行輸入輸出操作的數(shù)據(jù)發(fā)送至固態(tài)硬盤；并將存儲備份或時效性低、隨機輸入輸出少的數(shù)據(jù)發(fā)送至機械硬盤。

采用上述進一步方案的有益效果是，可以滿足系統(tǒng)容量的要求又能達到極大的性能提升。

進一步，所述固態(tài)硬盤還用于存儲并發(fā)讀寫頻繁的數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明的另一個目的是，針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種降低機械硬盤的高延遲和低輸入輸出，從而提高系統(tǒng)的整體性能的密集型系統(tǒng)中的存儲方法。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種密集型系統(tǒng)中的存儲方法，具體包括以下步驟：

步驟1：需求分析模塊判斷系統(tǒng)中需存儲的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)指標，如果需要進行大量讀寫操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)常執(zhí)行輸入輸出操作，進行步驟2；否則，進行步驟3；

步驟2：固態(tài)硬盤接收從需求分析模塊發(fā)送至的存儲需要進行大量讀寫操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)常執(zhí)行輸入輸出操作的數(shù)據(jù)并存儲；

步驟3：機械硬盤接收從需求分析模塊發(fā)送至的存儲備份或時效性低、隨機輸入輸出少的數(shù)據(jù)并存儲。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述方法采用機械硬盤和固態(tài)硬盤分層存儲，可最大化利用固態(tài)硬盤的高I/O輸入輸出性能特點；降低了對存儲網(wǎng)絡的依賴，可以直接利用本地硬盤進行話單的處理與備份，大大提高了存儲方案的性價比；降低建設和維護成本。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述系統(tǒng)指標包括數(shù)據(jù)的重要性、訪問頻率、保留時間和容量等。

進一步，所述需求分析模塊分析系統(tǒng)中需存儲的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)指標，將需要進行大量讀寫操作的數(shù)據(jù)和經(jīng)常執(zhí)行輸入輸出操作的數(shù)據(jù)發(fā)送至固態(tài)硬盤；并將存儲備份或時效性低、隨機輸入輸出少的數(shù)據(jù)發(fā)送至機械硬盤。