[發(fā)明專利]一種基于固態(tài)硬盤(pán)的彈性高可用緩存方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710361683.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107229573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康亮;童飛文;游錄金;劉德文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海天璣數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/0866
• 分類號(hào): G06F12/0866;G06F11/14
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發(fā)明涉及一種基于固態(tài)硬盤(pán)的彈性高可用緩存方法，包括：1)基于分布式哈希建立一具有DHT環(huán)的緩存池，所述DHT環(huán)上映射有多個(gè)SSD的存儲(chǔ)資源；2)將磁盤(pán)地址空間映射于所述緩存池中；3)為每個(gè)磁盤(pán)創(chuàng)建一對(duì)應(yīng)的邏輯設(shè)備，通過(guò)該邏輯設(shè)備實(shí)現(xiàn)SSD與磁盤(pán)間的數(shù)據(jù)分發(fā)。與現(xiàn)有SSD緩存技術(shù)相比，本發(fā)明支持動(dòng)態(tài)調(diào)整緩存池中SSD盤(pán)和緩存池高可用特性，能夠更好地適應(yīng)SSD多盤(pán)的緩存場(chǎng)景，提升緩存系統(tǒng)的運(yùn)維效率，降低由于SSD損壞導(dǎo)致的緩存故障率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種SSD的緩存方法，尤其是涉及一種基于固態(tài)硬盤(pán)的彈性高可用緩存方法。

背景技術(shù)

SSD(固態(tài)硬盤(pán))是一種相對(duì)于傳統(tǒng)磁盤(pán)來(lái)說(shuō)，價(jià)格昂貴，容量小，但性能優(yōu)異的存儲(chǔ)介質(zhì)。目前在企業(yè)級(jí)的存儲(chǔ)市場(chǎng)上SSD被用來(lái)作為高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)的組件。但是由于其價(jià)格昂貴，存儲(chǔ)系統(tǒng)中無(wú)法全部使用SSD來(lái)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，所以目前一般使用SSD和磁盤(pán)的混合存儲(chǔ)方式。該方式既可提高系統(tǒng)性能，又不至于價(jià)格過(guò)分昂貴。

混合存儲(chǔ)方式包含多種使用機(jī)制，其中最通用的就是緩存機(jī)制，使用SSD來(lái)作為磁盤(pán)的緩存。這樣既可以發(fā)揮出SSD的高性能，又能利用磁盤(pán)容量大、價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前基于SSD的緩存主要是以一個(gè)SSD和一個(gè)磁盤(pán)綁定的方式進(jìn)行使用，該種使用方式會(huì)帶來(lái)以下缺點(diǎn)：

1.存儲(chǔ)系統(tǒng)中會(huì)存在熱點(diǎn)區(qū)域，一對(duì)一綁定很難發(fā)揮出多個(gè)SSD的總體性能。

2.每個(gè)SSD盤(pán)被限定給特定磁盤(pán)使用，無(wú)法在系統(tǒng)中共享所有緩存資源。

3.在系統(tǒng)維護(hù)階段，很難改變緩存的容量，需要放棄原有緩存數(shù)據(jù)，重新配置緩存，運(yùn)維需要大量人力物力的投入。

4.在任意一塊SSD損壞的情況下，都會(huì)導(dǎo)致緩存數(shù)據(jù)丟失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于固態(tài)硬盤(pán)的彈性高可用緩存方法，可以最大化的發(fā)揮系統(tǒng)性能、減少系統(tǒng)運(yùn)維成本并提高存儲(chǔ)系統(tǒng)可用性。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于固態(tài)硬盤(pán)的彈性高可用緩存方法，包括：

1)基于分布式哈希建立一具有DHT環(huán)的緩存池，所述DHT環(huán)上映射有多個(gè)SSD的存儲(chǔ)資源；

2)將磁盤(pán)地址空間映射于所述緩存池中；

3)為每個(gè)磁盤(pán)創(chuàng)建一對(duì)應(yīng)的邏輯設(shè)備，通過(guò)該邏輯設(shè)備實(shí)現(xiàn)SSD與磁盤(pán)間的數(shù)據(jù)分發(fā)。

所述步驟1)中，所述DHT環(huán)通過(guò)以下方式獲得：

101)為各SSD分配一唯一的標(biāo)識(shí)ID；

102)根據(jù)所述標(biāo)識(shí)ID，采用分布式哈希算法將各SSD的存儲(chǔ)資源放置于DHT環(huán)中。

所述步驟2)具體為：

201)為各磁盤(pán)分配一唯一的標(biāo)識(shí)ID；

202)根據(jù)所述標(biāo)識(shí)ID，對(duì)各磁盤(pán)的空間地址進(jìn)行編碼；

203)將編碼后的空間地址映射到所述DHT環(huán)上。

所述步驟202)中，采用的編碼方式為64位地址編碼，其中0-47位是磁盤(pán)內(nèi)部地址偏移，48-59位是磁盤(pán)的標(biāo)識(shí)IID，60-63位是保留擴(kuò)展區(qū)。

所述步驟3)中，通過(guò)邏輯設(shè)備實(shí)現(xiàn)SSD與磁盤(pán)間的數(shù)據(jù)分發(fā)具體為：

邏輯設(shè)備截獲發(fā)給對(duì)應(yīng)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)，根據(jù)該磁盤(pán)的空間地址在DHT環(huán)上獲得該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的SSD，實(shí)現(xiàn)緩存。

所述根據(jù)該磁盤(pán)的空間地址在DHT環(huán)上獲得該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的SSD具體為：