[發(fā)明專利]基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速遷移方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103744875B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷偉
• 申請（專利權(quán)）人: 記憶科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06F3/06
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(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)明涉及固態(tài)存儲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速遷移方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，SSD（Solid State Disk，固態(tài)硬盤）產(chǎn)品與人們工作、生活的關(guān)系日益密切，而產(chǎn)品的性能需要更加高效、穩(wěn)定、可靠，目前，SSD 產(chǎn)品在市場中已經(jīng)趨于成熟，其高速的性能也已得到企業(yè)和消費級受眾群所認(rèn)可，將SSD全部或部分替代慢速存儲設(shè)備（如硬盤）也已成為一種趨勢。當(dāng)人們將SSD加入自己的應(yīng)用場景時，會面臨需要將現(xiàn)有數(shù)據(jù)從慢速存儲設(shè)備上遷移到SSD的問題。

現(xiàn)在流行的文件系統(tǒng)種類有很多，如EXT2、EXT3、EXT4、JFS(Journal File System)>GFS(Distributed File System)、ReiserFS(Reiser File System)、GoogleFS (Google File System)、ZFS(Zettabyte File System)等等。

上述種類的文件系統(tǒng)采用的是超級塊（Super block)-索引節(jié)點(inode)-數(shù)據(jù)塊（data block)三層結(jié)構(gòu)。文件系統(tǒng)首先被分成一個個的物理塊（block)，這些物理塊被劃分成超級塊和索引節(jié)點區(qū)及數(shù)據(jù)區(qū)。超級塊位于文件卷的第一個 block，其存儲的數(shù)據(jù)是文件卷的控制信息，其中包括文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)樹的根目錄。數(shù)據(jù)區(qū)的data block用來存放文件的內(nèi)容。索引節(jié)點區(qū)保存有目錄結(jié)構(gòu)樹和對應(yīng)于各個文件的索引節(jié)點inode。inode中保存有文件的屬性和存儲地址，該存儲地址指向保存該文件內(nèi)容的數(shù)據(jù)塊。

在存儲設(shè)備中，并非所有的數(shù)據(jù)均為有效數(shù)據(jù)，特別是建立了文件系統(tǒng)的存儲設(shè)備。眾所周知，當(dāng)刪除文件時，并不是真的將文件從存儲設(shè)備中對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊清零，而僅僅將文件系統(tǒng)中與此對應(yīng)數(shù)據(jù)塊的鏈接關(guān)系刪除。

遷移數(shù)據(jù)時若是將存儲設(shè)備中數(shù)據(jù)簡單復(fù)制到SSD中，不僅會拷貝大量的無效數(shù)據(jù)，也會拷貝大量的全零數(shù)據(jù)（即未被文件系統(tǒng)和應(yīng)用使用過的空間）。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實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

針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速遷移方法及系統(tǒng)，當(dāng)此慢速存儲設(shè)備上有文件系統(tǒng)時，本發(fā)明提出了可將數(shù)據(jù)快速遷移到SSD的方法。采用此方法，不僅節(jié)省了遷移數(shù)據(jù)的時間，而且減少SSD 中無效數(shù)據(jù)的存儲和維護，大大提高了SSD的壽命和性能。

本發(fā)明提供一種基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速遷移方法，包括步驟有：

元數(shù)據(jù)讀取步驟，根據(jù)慢速存儲設(shè)備的文件系統(tǒng)的屬性，讀取所述文件系統(tǒng)的各元數(shù)據(jù)；

元數(shù)據(jù)分析步驟，分析所述元數(shù)據(jù)，獲取所述元數(shù)據(jù)在所述慢速存儲設(shè)備中的有效數(shù)據(jù)塊位置；

元數(shù)據(jù)遷移步驟，將所述元數(shù)據(jù)遷移到固態(tài)存儲設(shè)備；

有效數(shù)據(jù)塊遷移步驟，根據(jù)所述有效數(shù)據(jù)塊位置，將有效數(shù)據(jù)塊遷移到所述固態(tài)存儲設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)快速遷移方法，所述元數(shù)據(jù)讀取步驟包括：

讀取超級塊，獲取文件系統(tǒng)塊大小、塊組數(shù)量kn、每塊組中索引節(jié)點表大小x個塊、每個塊組中塊數(shù)y；

所述元數(shù)據(jù)分析步驟包括：

讀取第一塊組的組描述符信息，從所述組描述符信息中獲取第一塊組的數(shù)據(jù)塊位圖的塊號、數(shù)據(jù)塊起始塊號z；

所述元數(shù)據(jù)遷移步驟包括：

遷移所述第一塊組的元數(shù)據(jù)，從所述第一塊組起始到所述數(shù)據(jù)塊起始塊號 z；

所述有效數(shù)據(jù)塊遷移步驟包括：

根據(jù)所述數(shù)據(jù)塊位圖的塊號獲取第一塊組中各塊對應(yīng)的狀態(tài)，并遷移狀態(tài)為1的有效數(shù)據(jù)塊；

依次執(zhí)行所述元數(shù)據(jù)分析步驟、所述元數(shù)據(jù)遷移步驟和所述有效數(shù)據(jù)塊遷移步驟，遷移其他塊組，直至所有其他塊組遷移完畢。

根據(jù)本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)快速遷移方法，所述塊組數(shù)量kn=索引節(jié)點總數(shù)/每個塊組中索引節(jié)點數(shù)；

所述索引節(jié)點表大小x個塊=每組中索引節(jié)點數(shù)×索引節(jié)點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大小；

所述數(shù)據(jù)塊起始塊號z=數(shù)據(jù)塊位圖塊號+2+x。

根據(jù)本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)快速遷移方法，所述元數(shù)據(jù)包括超級塊、組描述符、數(shù)據(jù)塊位圖、索引節(jié)點位圖以及索引節(jié)點表。

根據(jù)本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)快速遷移方法，所述元數(shù)據(jù)讀取步驟之前還包括：

遷移引導(dǎo)塊。

本發(fā)明還提供一種基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快速遷移系統(tǒng)，包括：

元數(shù)據(jù)讀取模塊，用于根據(jù)慢速存儲設(shè)備的文件系統(tǒng)的屬性，讀取所述文件系統(tǒng)的各元數(shù)據(jù)；