[發明專利]一種緩存設備替換方法及電子設備

有效

• 申請號: 202010743009.7
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111913661B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張朝潞
• 申請（專利權）人: 北京天融信網絡安全技術有限公司;北京天融信科技有限公司;北京天融信軟件有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 喻嶸

本發明提供一種緩存設備替換方法及電子設備，方法包括：對緩存設備進行處理形成多個第一數據塊；對后端存儲設備進行處理形成多個第二數據塊；建立多個第一數據塊和第二數據塊之間的第一映射關系；基于第一映射關系建立第一索引；在確定緩存設備的運行參數滿足預設閾值，且確定存在緩存替換設備的情況下，對緩存替換設備進行處理形成多個第三數據塊；將多個第一數據塊中的存儲數據依次轉移至第三數據塊中；解除已經完成數據轉移的第一數據塊與對應的第二數據塊間的第一映射關系，并在該第二數據塊與對應該第一數據塊的第三數據塊間建立第二映射關系；建立第二索引。本發明的緩存設備替換方法能夠實現在線替換緩存設備，無需停止緩存設備正常運行。

技術領域

本發明實施例涉及軟件定義存儲領域，特別涉及一種緩存設備替換方法及電子設備。

背景技術

近些年，計算機固態后端存儲設備快速發展，例如SATA/SAS/PCIE?SSD，其價格也在逐步下降，已經被廣泛使用，但是在大容量存儲需求場景，設備采用全SSD(硬盤)的話，造價仍然非常高，所以常常會采用緩存技術，將SSD當作緩存設備，HDD(機械硬盤)當作后端大容量后端存儲設備組成存儲組，這樣即可以滿足大容量的需求，也有不俗的性能。

在現有的緩存系統中，較常見的是Linux系統中的bcache、Facebook的Flashcache等。在這些緩存系統中，一般會使用緩存writeback(異步回寫)技術，將數據寫入SSD設備后，立刻返回給應用程序，以確保最大的磁盤讀寫性能，后續再將SSD設備的緩存數據異步回寫到后端大容量的HDD設備。由于SSD的價格仍然高出HDD不少，且SSD的性能也要遠高出HDD，所以常見的緩存系統都允許1個SSD設備帶動多個HDD設備組成磁盤組的概念。

但是，在這種情況下，會使得SSD設備可能緩存了后端多個HDD設備的數據，如果該SSD設備出現異常，那么就會導致后端多個HDD設備的數據具有全部丟失的風險。另外，如果需要提前更換SSD緩存設備時，整個磁盤組都需要停止服務，待將所有緩存數據回寫到HDD設備后，才能替換SSD設備，而完成該過程的時間都是以數小時甚至以天為單位，嚴重影響了設備的正常使用。

發明內容

本發明提供了一種能夠實現在線替換緩存設備，無需停止緩存設備正常運行的緩存設備替換方法及應用該方法的電子設備。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種緩存設備替換方法，包括：

對緩存設備的存儲空間進行處理形成用于存儲數據的多個第一數據塊；

對后端存儲設備的存儲空間進行處理形成用于存儲數據的多個第二數據塊；

建立所述多個第一數據塊和所述多個第二數據塊之間的第一映射關系；

基于所述第一映射關系建立第一索引；

在確定所述緩存設備的運行參數滿足預設閾值，且確定存在緩存替換設備的情況下，對所述緩存替換設備的存儲空間進行處理形成與所述多個第一數據塊一一對應的多個第三數據塊；

將所述多個第一數據塊中的存儲數據按照所述多個第一數據塊的順序依次轉移至對應的所述第三數據塊中，以完成所述多個第一數據塊的替換；

解除已經完成數據轉移的第一數據塊與對應的第二數據塊間的第一映射關系，并在該第二數據塊與對應該第一數據塊的第三數據塊間建立第二映射關系；

基于所述第二映射關系建立第二索引。

作為優選，還包括：

響應讀請求，確定被訪問數據命中緩存，則自所述緩存設備中調取所述被訪問數據，否則，自所述后端存儲設備中調取所述被訪問數據；或

響應寫請求，將輸入的數據緩存至所述緩存設備，并基于回寫線程異步存儲至所述后端存儲設備。

作為優選，還包括：