[發明專利]用戶態存儲系統數據交互的方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 201711122925.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107908365A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 肖健明
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F9/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及服務器存儲系統領域，特別是涉及一種用戶態存儲系統數據交互的方法、裝置、設備以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

隨著計算機網絡的發展，數據信息的價值越來越高。數據作為資產也越來越受到社會的重視，各種云計算中心，數據中心如雨后春筍，得到了巨大發展。然而隨著數據中心的規模擴大，存儲與服務器數量猛增，其中的數據訪問、數據共享也變得更加頻繁，由此帶來了數據網絡、存儲性能提高的要求。

在傳統的存儲中大量的存儲模塊都是在內核態中實現，如網絡驅動，FC(Fibre channel光纖網絡通道)驅動、SAS(Serial Attached SCSI)串行連接SCSI)驅動等，使用內核態實現驅動，帶來方便的同時，也帶來了問題，特別是性能變得越來越力不從心。比如網絡，隨著訪問量的劇增，使用傳統的網絡處理方式，在網卡接收到數據包以后需要產生大量的中斷和多次拷貝，帶來了數據訪問性能的大量損失。

現有的存儲系統中加載了大量的模塊，這些模塊有各種管理，訪問控制的，還有各種外設的驅動等，特別是外設驅動以模塊的形式加入內核，這些驅動需要處理大量的IO，由此會帶來大量的中斷和數據拷貝，這在訪問量較低的情況下，存儲性能滿足要求，但是在訪問量大增以后，性能，時延變得越來越讓人無法忍受。

綜上所述可以看出，如何提高存儲系統的IO性能是目前有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用戶態存儲系統數據交互的方法、裝置、設備以及計算機可讀存儲介質，已解決現有技術中的存儲系統的IO性能較低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用戶態存儲系統數據交互的方法，包括：前端接發設備接收到實際數據時，將所述實際數據映射到存儲系統預留的內存區域內，所述存儲系統預留的內存區域被所有用戶線程共享；在所述前端接發設備內生成包含指向實際數據存儲區域的指針；通過用戶線程傳遞所述包含指向實際數據存儲區域的指針至后端存儲設備，以便將所述實際數據映射并存儲至所述后端存儲設備上。

優選地，所述前端接發設備接收到實際數據，將所述實際數據映射到存儲系統預留的內存區域內，所述存儲系統預留的內存區域被所有用戶線程共享包括：前端接發設備、后端存儲設備通過DMA與存儲系統存放實際數據預留的內存區域建立內存映射；當所述前端接發設備接收到實際數據時，將所述實際數據DMA到所述存儲系統預留的內存區域內。

優選地，所述在所述前端接發設備內生成包含指向實際數據存儲區域的指針包括：在所述前端接發設備接收到實際數據時，形成包含指向實際數據存儲區域的指針的數據結構F，將所述數據結構F掛載至所述前端接發設備的接收環形隊列中。

優選地，所述通過用戶線程傳遞所述包含指向實際數據存儲區域的指針至后端存儲設備，以便將所述實際數據映射并存儲至所述后端存儲設備上包括：通過用戶線程從所述前端接發設備的接收環形隊列中獲取所述數據結構F；依據預設處理規則以及所述數據結構F，生成包含指向實際數據存儲區域的指針的數據結構N，并將所述數據結構N掛載至后端存儲設備的發送環形隊列中；在內存管理單元的管理下，將所述實際數據DMA到所述后端存儲設備，并存儲所述實際數據至所述后端存儲設備。

優選地，所述存儲系統預留的內存區域在系統啟動時被分割為連續、固定大小的內存小塊，且所述前端接發設備的內存區域的被分割成的內存小塊與所述存儲系統預留的內存區域的內存小塊大小相同。

本發明還提供了一種用戶態存儲系統數據交互的裝置，包括：

映射模塊，用于前端接發設備接收到實際數據時，將所述實際數據映射到存儲系統預留的內存區域內，所述存儲系統預留的內存區域被所有用戶線程共享；

生成模塊，用于在所述前端接發設備內生成包含指向實際數據存儲區域的指針；

傳遞模塊，用于通過用戶線程傳遞所述包含指向實際數據存儲區域的指針至后端存儲設備，以便將所述實際數據映射并存儲至所述后端存儲設備上。

優選地，所述映射模塊具體用于：前端接發設備、后端存儲設備通過DMA與存儲系統存放實際數據預留的內存區域建立內存映射；當所述前端接發設備接收到實際數據時，將所述實際數據DMA到所述存儲系統預留的內存區域內。

優選地，所述生成模塊具體用于：在所述前端接發設備接收到實際數據時，形成包含指向實際數據存儲區域的指針的數據結構F，將所述數據結構F掛載至所述前端接發設備的接收環形隊列中。

本發明還提供了一種用戶態存儲系統數據交互的設備，包括：