[發明專利]一種磁盤空間分配的多塊分配策略優化方法及系統

有效

• 申請號: 201911371401.7
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111221472B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 季旻;沈海嘉;劉芳蕾;石勝男
• 申請（專利權）人: 天津中科曙光存儲科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

本發明公開了一種磁盤空間分配的多塊分配策略優化方法，包括進行磁盤空閑空間資源查詢并根據查詢結果判斷是否打開預分配策略，在預分配策略打開的模式下，采用階梯調整模式對預分空間進行調整，至少根據磁盤可用空間情況完成文件數據寫入；本發明方法充分考慮磁盤空間、分配請求類型以及系統內可用空間，盡可能滿足大文件連續空間的分配，將磁盤碎片化空間留給后續小文件請求使用，在磁盤讀寫性能和碎片量的穩定性上優于Ext4文件系統傳統的多塊分配策略；并且本發明還提供了實施上述方法的系統。

技術領域

本發明涉及磁盤優化技術領域，具體而言，為一種磁盤空間分配的多塊分配策略優化方法及系統。

背景技術

數據，已經滲透到當今每一個行業和業務職能領域，成為重要的生產因素，磁盤作為存儲數據的重要載體，在如今各行業單位日漸龐大和復雜的信息化系統面前顯得格外重要；眾所周知，磁盤分區創建之初(裸設備)必須要格式化，即安裝文件系統，用戶才能通過文件系統管理磁盤內的文件及數據；文件系統對磁盤空間進行組織和分配，負責文件存儲并對存入的文件進行保護和檢索，是與管理文件有關的所有軟件和數據的集合。使用文件系統可以方便地管理磁盤內所有文件數據，并為用戶提供存取控制和操作方法，同時為用戶提供統一簡潔的接口，方便用戶使用各種硬件資源。

如今，不管是機械硬盤還是固態硬盤，容量都變得越來越大，這就意味著磁盤內承載越來越多的文件資料，磁盤管理的難度也越來越高。Linux存在幾十種文件系統類型，不同文件系統采用不同的方法管理磁盤空間，各有優劣。目前大多Linux發行版本默認使用的是第四代擴展文件系統(Fourth?extended?filesystem，Ext4)，是第三代擴展文件系統(Third?extended?filesystem，Ext3)的升級版。Ext4支持大文件系統，新增元數據和日志校驗和以提高數據可靠性，提高了對磁盤碎片的抵抗力且支持在線碎片整理。

但是，Ext4文件系統默認部署在磁盤或分區上，考慮到磁盤或分區空間容量可調性受限和文件數據的多樣性，因此其多塊分配、預分配等策略的設計更側重通用性，采用固定模式(支持打開和關閉，和參數化設置)，并不支持分配策略自動化選擇和參數調整。因此，若將該文件系統應用于空間可動態調整的磁盤設備上，具有以下幾點劣勢：

首先，磁盤資源緊張時預分配策略可能會降低磁盤讀寫性能；比如，Ext4文件系統小文件預分空間策略，其預分空間的大小為固定值，在文件系統超級塊內設定，當磁盤資源緊張時，可能頻繁出現預分配空間釋放以及大文件只能被迫使用碎片化空間的情況。

其次，磁盤內間斷性地產生碎片文件；比如，大小文件混合寫場景下磁盤碎片特別容易產生，磁盤內碎片較多時Ext4文件系統會為后續寫入文件分配離散的磁盤空間，直到磁盤設備空間擴展之后，文件數據的連續性再次通過多塊分配和預分配策略得到保證。

總之，Ext4文件系統多塊分配、預分配等策略，其相關參數需要使用者根據自身情況手動設置，而不能在后續業務處理過程中根據磁盤空間使用情況自動化調整，缺乏靈活性。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種磁盤空間分配的多塊分配策略優化方法及系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種磁盤空間分配的多塊分配策略優化方法，包括

進行磁盤空閑空間資源查詢并根據查詢結果判斷是否打開所述預分配策略；

在所述預分配策略打開的模式下，采用階梯調整模式對預分空間進行調整，其中，當磁盤處理請求的小文件與大文件的比率在第一范圍，且磁盤空閑空間資源的可用空間為第一百分比時，則所述組預分空間的分配長度為第一數值；當磁盤處理請求的小文件與大文件的比率在所述第一范圍，且磁盤空閑空間資源的可用空間為大于所述第一百分比的第二百分比時，則所述組預分空間的分配長度為大于所述第一數值的第二數值；