[發明專利]一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法

在審

• 申請號: 201811296432.6
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109521959A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 伍衛國;聶世強;孫嵐子;李翀;劉釗華;毛海
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，在數據存儲過程中，將數據存儲索引過程中的鍵值對在由SSD和SMR磁盤組成的混合存儲系統中解耦合存儲，根據數據特征將數據分布到SSD和SMR磁盤，將鍵值對中的鍵存放在SSD，將鍵值對中的值存放在SMR磁盤，根據接收到上層應用發送請求指令后，在內存和SSD上的LSM樹查找目標key，根據查找結果，進行相應指令操作。

2.根據權利要求1所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，基于LSM樹構建鍵值存儲系統的索引，將鍵值索引LSM樹存放在SSD中。

3.根據權利要求2所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，LSM樹的節點即是地址元組，以四元組<key，value-address，value-offset，value-size>表示；key是全局唯一的，是value的標識符；value-address和value-offset分別指向日志數據的地址和偏移值。

4.根據權利要求3所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，value在SMR磁盤中以日志數據的方式存儲。

5.根據權利要求1所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，在SMR磁盤數據存儲過程中，當每個value的容量大于其自身有效容量的閾值時，并且此時存儲系統的負載相對較輕時，此時進行垃圾回收，垃圾回收的粒度是針對每個鍵值對進行的，并且每個鍵值對進行垃圾回收操作都是事務性的，首先在SMR磁盤上按照Zone(區域)劃分回收數據，隨后在SSD上更新指針元組，則針對此鍵值對的垃圾回收完成。

6.根據權利要求2所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，當存儲系統接收到上層應用發送讀請求后，首先遍歷在內存的LSM樹查找目標key，如果查找失敗，隨后在SSD上的LSM樹查找目標key，如若查找失敗，則返回用戶錯誤信息，表明此key并未存儲在存儲系統中，如若查找到目標key，讀取目前key所在的指針節點信息，根據指針節點信息讀取SMR磁盤的value，并將數據返回給用戶。

7.根據權利要求2所述的一種基于SSD-SMR磁盤混合鍵值存儲系統數據組織方法，其特征在于，當存儲系統接收到上層應用發送寫請求后，首先遍歷在內存和SSD上的LSM樹查找目標key，如果查找失敗，表明此次是寫操作，在SMR磁盤上分配新的空間，將value寫入到空閑空間的首地址，隨后將地址信息和偏移值、數據大小信息與key組合成四元組，將此元組插入到LSM樹中；若查找成功，則此操作是更新操作，此時首先在SMR磁盤上value的原有空間上追加新數據，隨后更新LSM樹上節點信息。