[發明專利]基于裸閃存的對象存儲構建方法及裝置

在審

• 申請號: 201810210410.7
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108509353A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 舒繼武;陸游游;張佳程;李飛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明提出了一種基于裸閃存的對象存儲構建方法及裝置，其中，方法包括：將閃存介質以裸閃存設備的形式接入主機端，在主機端構建軟件驅動級的對象存儲管理層；本地存儲系統或分布式存儲系統通過對象存儲管理層提供的對象式訪問接口，向對象存儲管理層傳遞對象數據操作參數；對象存儲管理層通過對象存儲管理機制、閃存轉換層功能和裸閃存訪問管理機制，將存儲系統的對象數據操作參數轉化為對應的裸閃存讀/寫/擦除命令；將操作命令發送給裸閃存設備，完成對象數據操作。該方法能夠減少傳統基于閃存的對象存儲架構的功能冗余，提供更低的對象數據訪問延遲，并能夠減少成本，帶來良好的客戶體驗。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種基于裸閃存的對象存儲構建方法及裝置。

背景技術

閃存是一種電子式可擦除編程存儲器，以頁為單位進行讀寫，以塊為單位進行擦除，并且讀、寫以及擦除操作的延遲差異較大。閃存單元的編程為單向編程，重寫一個頁之前，需要進行擦除操作,并且閃存單元的擦寫次數有限，即壽命有限。通常，閃存頁的大小為4KB或更大，而閃存塊包含256個或更多閃存頁。每個閃存頁除頁數據之外還包括頁元數據區域，也叫做OOB(Out of Band,帶外)區域，用于記錄ECC(Error Correction Code，糾錯碼)校驗等元數據信息，并且閃存能提供頁數據與頁元數據的原子性讀寫。通常，一個4KB閃存頁擁有一塊128字節的頁元數據。

傳統的閃存存儲系統中，FTL(Flash Translation Layer，閃存轉換層)用于管理閃存的讀/寫/擦除操作，并實現垃圾回收與磨損均衡等功能。在嵌入式文件系統中，閃存多數以裸閃存的形式存在，由文件系統直接管理，并在文件系統中實現閃存轉換層功能。隨著閃存密度提升、價格下落，閃存以SSD(Solid State Drive，固態盤)的形式廣泛用于筆記本電腦、臺式機以及服務器中，固態盤在其內部固件中實現閃存轉換層的功能，并向軟件系統提供與傳統磁盤相同的讀寫接口。

傳統的方法基于固態盤來構建閃存對象存儲。在這種架構中，使用固態盤替換磁盤，文件系統以文件的形式，通過固態盤的固件FTL訪問閃存數據；再在此文件系統之上封裝一層對象接口，此文件系統與對象接口共同構成一個對象層；在此對象層上再掛載存儲系統，為應用提供閃存對象存儲。傳統的閃存對象存儲構建方法基于文件系統構建對象層，使用了通用的系統存儲接口，在功能上具有很好的層次性，但是中間有較多的功能冗余，不能充分利用閃存特性實現更高效且更利于閃存壽命的存儲管理。三星公司提出一種在固態盤固件FTL中構建對象層的架構，固態盤不再向上提供塊接口而是對象接口，以避免在文件系統上構建對象層的開銷。然而此方法需要進行固態盤固件的操作，缺乏靈活性，存在軟硬件之間的語義隔離。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一方面目的在于提出一種能夠簡化基于閃存的對象存儲架構，提供更低對象數據訪問延遲的方法。

本發明另一方面目的在于提出一種基于裸閃存的對象存儲構建裝置。

為達到上述目的，本發明一方面的實施例提出了一種基于裸閃存的對象存儲構建方法，包括以下步驟：通過將閃存介質以裸閃存設備的形式接入主機端，在主機端構建軟件驅動級的對象存儲管理層；本地存儲系統或分布式存儲系統通過所述對象存儲管理層提供的對象式訪問接口，向所述對象存儲管理層傳遞對象數據操作參數；對象存儲管理層通過對象存儲管理機制、閃存轉換層功能和裸閃存訪問管理機制，將存儲系統的對象數據操作參數轉化為對應的裸閃存讀/寫/擦除命令；將所述操作命令發送給裸閃存設備，完成對象數據操作。

根據本發明實施例的一種基于裸閃存的對象存儲構建方法，通過構建對象存儲管理層，建立和裸閃存設備的訪問接口，通過將對象數據操作參數轉化為對應的裸閃存讀/寫/擦除命令，直接對裸閃存設備進行操作，達到減少傳統基于閃存的對象存儲架構的功能冗余，提供更低的對象數據訪問延遲的目的，具有減少成本和更好客戶體驗的優點。