[發明專利]分布式KV存儲系統的更新與查詢

有效

• 申請號: 201910247686.7
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN111581451B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 孫唐;談笑;謝進偉;周鵬飛;萬義才
• 申請（專利權）人: 北京憶芯科技有限公司
• 主分類號: G06F16/903
• 分類號: G06F16/903;G06F16/901
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本申請公開了一種分布式KV存儲系統、以及使用分布式KV存儲系統的更新與查詢命令的方法，涉及存儲設備技術領域。本申請的分布式KV存儲系統包括服務器與多個存儲設備，服務器與存儲設備通過網絡耦合；存儲設備包括K?D表，用于記錄存儲系統的存儲設備能夠響應的一個或多個關鍵字。

技術領域

本申請涉及分布式KV存儲系統，具體地，涉及分布式KV存儲系統中實施更新與查詢的方法與裝置。

背景技術

圖1A展示了存儲設備的框圖。存儲設備102同主機相耦合，用于為主機提供存儲能力。主機同存儲設備102之間可通過多種方式相耦合，耦合方式包括但不限于通過例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級技術附件)、SCSI(Small ComputerSystem Interface，小型計算機系統接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行連接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驅動器電子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe，高速外圍組件互聯)、NVMe(NVM Express，高速非易失存儲)、以太網、光纖通道、無線通信網絡等連接主機與存儲設備102。主機可以是能夠通過上述方式同存儲設備相通信的信息處理設備，例如，個人計算機、平板電腦、服務器、便攜式計算機、網絡交換機、路由器、蜂窩電話、個人數字助理等。存儲設備102包括接口103、控制部件104、一個或多個NVM芯片105以及DRAM(DynamicRandom Access Memory，動態隨機訪問存儲器)110。

NAND閃存、相變存儲器、FeRAM(Ferroelectric RAM，鐵電存儲器)、MRAM(MagneticRandom Access Memory，磁阻存儲器)、RRAM(Resistive Random Access Memory，阻變存儲器)等是常見的NVM。

接口103可適配于通過例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太網、光纖通道等方式與主機交換數據。

控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之間的數據傳輸，還用于存儲管理、主機邏輯地址到閃存物理地址映射、擦除均衡、壞塊管理等?？刂撇考?04可通過軟件、硬件、固件或其組合的多種方式實現，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，現場可編程門陣列)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，應用專用集成電路)或者其組合的形式?？刂撇考?04也可以包括處理器或者控制器，在處理器或控制器中執行軟件來操縱控制部件104的硬件來處理IO(Input/Output)命令?？刂撇考?04還可以耦合到DRAM 110，并可訪問DRAM 110的數據。在DRAM可存儲FTL表和/或緩存的IO命令的數據。

控制部件104包括閃存接口控制器(或稱為介質接口控制器、閃存通道控制器)，閃存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口協議的方式向NVM芯片105發出命令，以操作NVM芯片105，并接收從NVM芯片105輸出的命令執行結果。已知的NVM芯片接口協議包括“Toggle”、“ONFI”等。

支持Key-Value(關鍵字-值，也簡稱為“KV”)存儲模型的存儲設備，提供基于鍵(關鍵字)的讀操作(Get(Key))與寫操作(Put(Key,Value))。寫操作也被稱為更新操作。為執行寫操作，主機向存儲設備提供關鍵字(Key)與值(Value)，以將值寫入存儲設備，并將關鍵字作為所寫入的數據的索引。為執行讀操作，主機向存儲設備提供關鍵字，存儲設備根據關鍵字找到對應的值，并將值提供給主機。因而在KV存儲系統中，關鍵字是用來訪問數據的索引，而值(Value)是被訪問的數據。關鍵字(Key)與值(V)一一對應。