[發明專利]閃存陣列中的邏輯扇區映射

有效

• 申請號: 201610107849.8
• 申請日: 2012-08-11
• 公開（公告）號: CN105786408B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: J·科爾格洛夫;J·海斯;E·米勒;王鋒
• 申請（專利權）人: 凈睿存儲股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F16/174
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 林強

公開了閃存陣列中的邏輯扇區映射。對包括多臺固態存儲設備的存儲系統中存儲的數據高效地執行用戶存儲器虛擬化的系統和方法。數據存儲子系統支持多個映射表。在映射表內的記錄被安排在多個等級中。每個等級都存儲著關鍵字值與指針值的配對。等級按時間分選。新記錄被插入在創建的最新的(最年輕的)等級中。不執行原地編輯。全部等級除最年輕等級外可以是只讀的。系統可以進一步包括覆蓋表，它標識映射表內無效的關鍵字。

本申請是申請號為201280046541.7，申請日為2012年8月11日，題為“閃存陣列中的邏輯扇區映射”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及計算機網絡，更確切地說，涉及對于多臺固態存儲設備當中存儲的數據高效地執行用戶存儲器虛擬化。

背景技術

隨著計算機內存存儲和數據帶寬的增加，商家日常管理的數據的量和復雜度也在增加。大規模的分布式存儲系統，比如數據中心，典型情況下運行許多商務操作。數據中心也可以被稱為服務器機房，是中心化的儲存庫，或者是物理的或者是虛擬的，用于對屬于一個或多個商家的數據進行存儲、管理和傳播。分布式存儲系統可以連接到由一個或多個網絡互連的客戶計算機。如果分布式存儲系統的任何部分性能不佳，公司運轉就可能受損。所以分布式存儲系統對于數據可用性和高性能功能保持高標準。

分布式存儲系統包括若干物理卷，它們可以是硬盤、固態設備、使用另一種存儲技術的存儲設備或存儲設備的分區。軟件應用程序，比如邏輯卷管理器或磁盤陣列管理器，提供了對海量存儲陣列分配空間的工具。此外，這種軟件允許系統管理員創建存儲組的單元，包括邏輯卷。存儲器虛擬化實現了從物理存儲器抽象(分離)出邏輯存儲器，以便訪問邏輯存儲器而終端用戶不必識別物理存儲器。

為了支持存儲器虛擬化，卷管理器執行輸入/輸出(I/O)重定向，方式為把終端用戶使用邏輯地址送來的I/O請求轉換為使用與存儲設備中物理位置相關聯的地址的新請求。由于某些存儲設備可以包括附加的地址轉換機制，比如可用于固態存儲設備的地址轉換層，所以上述從邏輯地址到另一種地址的轉換可能不表示唯一或最后的地址轉換。重定向利用了在一個或多個映射表中存儲的元數據。此外，在一個或多個映射表中存儲的信息可用于存儲器去重復以及把特定快照級的虛擬扇區映射到物理位置。卷管理器可以保持虛擬化存儲器的映射信息視圖一致。不過，所支持的地址空間可能受限于保持映射表所用的存儲容量。

與選中的存儲磁盤相關聯的技術和機制確定了卷管理器使用的方法。例如，提供硬盤、硬盤分區或外部存儲設備的邏輯單元號(LUN)粒度級映射的卷管理器受限于大塊數據的重定向、定位、去除重復數據等。另一種類型存儲盤的一個實例是固態盤(SSD)。SSD可以仿真HDD接口，但是SSD利用固態內存存儲永久數據而不是HDD中發現的機電設備。例如，SSD可以包括閃存的存儲體。所以，在包括SSD存儲器同時使用為HDD開發的映射表分配算法的系統中可能實現不了由一個或多個映射表支持的大地址空間。

考慮以上情況，期望的是對多臺固態存儲設備當中存儲的數據高效地執行存儲器虛擬化的系統和方法。

發明內容

公開了對多臺固態存儲設備當中存儲的數據高效地執行用戶存儲器虛擬化的計算機系統和方法的多個實施例。

在一個實施例中，連接到網絡的數據存儲子系統在網絡上接收來自客戶計算機的讀寫請求。數據存儲子系統包括多個數據存儲位置，在包含多臺存儲設備的設備組上。數據存儲子系統進一步包括至少一個映射表，包括按時間分選的多個等級。在一個實施例中，每個等級都存儲一個或多個元組，每個元組都包括一個或多個值，它們可用作查找關鍵字。此外，每個元組都可以包括若干數據值，與這些關鍵字值相關聯。在一個實施例中，映射表是虛擬至物理地址轉換表。在另一個實施例中，映射表是去重復表。數據存儲子系統進一步包括數據存儲控制器，被配置為響應檢測到把一個或多個新元組插入到映射表中的條件，創建要向多個等級添加的新的最高等級(最年輕等級)。每個元組都可以被存儲在映射表內分開的記錄即條目中。這些記錄可以按關鍵字值分選。