[發明專利]網絡聚合存儲的信息存儲裝備

有效

• 申請號: 201811226076.0
• 申請日: 2018-10-21
• 公開（公告）號: CN109445696B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張云舟;張陌;常青;張剛;邊杏賓
• 申請（專利權）人: 山西達鑫核科技有限公司;三亞中科遙感研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及信息存儲技術，具體為網絡聚合存儲的信息存儲裝備。解決大容量存儲裝備尋址單元的扇區粒度過小，導致存儲地址過長的問題。該網絡聚合存儲的信息存儲裝備由主機接口HI、消息交換樞紐Th和m個存儲介質部件MP構成；每個存儲介質部件MP之間，以及MP與主機接口之間基于消息交換樞紐Th傳輸邏輯尋址結構LAS消息，形成一個以MP為節點的存儲介質網絡；其網絡節點地址與存儲單元地址聚合為一個整體，即文件系統的邏輯單元地址。本發明有效解決了獨立的大容量存儲裝備超長地址的管理問題，可在擴容的同時提速，適用于超級計算機和大數據的存儲訪問。

技術領域

本發明涉及信息存儲技術，特別涉及網絡地址與存儲地址聚合的存儲系統架構，具體為網絡聚合存儲的信息存儲裝備。

背景技術

獨立的信息存儲裝備特指單一文件系統管理的存儲介質集合，擴大其存儲容量意味著加大存儲單元粒度或擴展存儲單元地址長度。迄今，既有存儲裝備(機械硬盤、固態盤SSD等)物理尋址單元都是512Byte的扇區，須遵循一種基于扇區尋址的消息傳輸協議FIS(Frame Information Structure，簡稱FIS協議)與主機(Host)交換信息，以下稱為基于FIS訪問的存儲介質(簡稱FIS設備)。FIS設備的物理存儲單元是扇區，增加其容量只能擴展存儲地址長度，而該參數在出廠時固定，因此獨立FIS設備的容量不可擴展。于是文件系統引入邏輯單元解決扇區尋址粒度過小的瓶頸，比如Linux邏輯單元是塊(Block)，有2～8個連續扇區；Windows邏輯單元是簇(Cluster)，有64個連續扇區；Hadoop邏輯塊尺寸是64MB等。由此，文件系統需要利用驅動程序在邏輯單元與物理扇區之間頻繁地轉換地址，使整個存儲系統復雜化；同時，對于大容量存儲裝備，由于尋址單元的扇區粒度過小，還導致存儲地址過長；文件系統邏輯單元地址長度受限，成為制約存儲裝備容量擴展的瓶頸。

發明內容

本發明解決大容量存儲裝備尋址單元的扇區粒度過小，導致存儲地址過長的問題；以及邏輯單元與扇區之間地址的頻繁轉換導致的存儲系統復雜化問題，提供一種網絡聚合存儲的信息存儲裝備。

本發明是采用如下技術方案實現的：網絡聚合存儲的信息存儲裝備，由主機接口HI(Host Interface)、消息交換樞紐Th(Traffic-hub，)和m個存儲介質部件MP(MediumParts)構成；主機接口HI和m個存儲部件MP作為網絡節點基于消息交換樞紐Th，并遵循一種稱作邏輯尋址結構LAS(Logical Addressing Structure)的消息傳輸格式相互交換消息，并用文件系統邏輯單元地址定義邏輯尋址結構LAS的名字字段；文件系統邏輯單元地址是一個s位二進制數i，s為非零正整數，i＝0,1,…,2^s-1，s位二進制數i的第s₀位，0s₀s－1，將文件系統邏輯單元地址劃分成高地址i₁和低地址i₀兩個部分，高地址i₁作為存儲介質部件MP的網絡地址，低地址i₀為存儲介質部件MP內部的邏輯單元地址；每個存儲介質部件MP內部部署至少一個讀寫低地址i₀的引擎，每個存儲介質部件MP內部設置一個地址寄存器AR(Address Register)，用于保存該MP的高地址i₁；對于接收的每個邏輯尋址結構LAS消息，存儲介質部件MP首先提取該消息名字字段的高地址i₁與其地址寄存器AR中的高地址i₁比較，當兩者一致時，由存儲介質部件MP內部的引擎讀寫訪問低地址i₀；在系統初始化時定制高地址i₁和低地址i₀的拼接位置s₀，及二進制數i的總長即二進制數i的位數s。