[發明專利]一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲系統與方法

在審

• 申請號: 202011483700.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112527762A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉保;張有成;李海鵬;丁紅
• 申請（專利權）人: 航天壹進制（南京）數據科技有限公司
• 主分類號: G06F16/188
• 分類號: G06F16/188;G06F3/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲系統，其特征在于，包括映射模塊、虛擬塊設備管理模塊和虛擬塊設備內核模塊；

所述映射模塊用于將虛擬塊設備映射到外部機器；

所述虛擬塊設備管理模塊用于接收用戶的指令生成稀疏文件，以及管理虛擬塊設備和管理快照；

所述虛擬塊設備內核模塊用于根據指令創建虛擬快設備；以及，將外部機器從虛擬塊設備讀取的數據存儲到稀疏文件中，以及從稀疏文件中讀取數據返回至外部機器；以及，利用稀疏文件的空洞特性創建虛擬塊設備存儲快照。

2.根據權利要求1所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲系統，其特征在于，所述映射模塊采用ISCSI/FC協議將虛擬塊設備映射到外部機器。

3.根據權利要求1所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲系統，其特征在于，所述虛擬塊設備內核模塊提供創建虛擬塊設備接口和創建快照接口；

所述虛擬塊設備管理模塊通過調用創建虛擬塊設備接口，對虛擬塊設備進行管理；以及通過調用創建快照接口，對虛擬塊設備快照進行管理。

4.根據權利要求1所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲系統，其特征在于，所述虛擬塊設備管理模塊管理虛擬塊設備包括發送創建虛擬塊設備的指令、修改虛擬塊設備的指令和刪除虛擬塊設備的指令；

所述虛擬塊設備管理模塊管理快照包括發送創建快照的指令和刪除快照的指令。

5.一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，包括，

創建虛擬塊設備和稀疏文件；

將虛擬塊設備輸入寫入稀疏文件。

6.根據權利要求5所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，所述創建虛擬塊設備和稀疏文件，包括：

用戶下發創建虛擬塊設備的指令，指令中包含創建虛擬塊設備的大??；

虛擬塊設備管理模塊創建一個對應大小的稀疏文件，并將該指令通過創建虛擬塊設備接口下發至虛擬塊設備內核模塊；

虛擬塊設備內核模塊根據指令創建虛擬塊設備。

7.根據權利要求5所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，還包括：

虛擬塊設備管理模塊定時發起創建虛擬塊設備快照的指令，經由創建快照接口下發至虛擬塊設備內核模塊；

虛擬塊設備內核模塊根據指令創建虛擬塊設備快照，并新建一個和虛擬塊設備一樣大小的稀疏文件。

8.根據權利要求5所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，所述將虛擬塊設備輸入寫入稀疏文件，包括：

將虛擬塊設備經由FC/ISCSI協議映射到外部機器；

外部機器接收用戶下發的寫請求；所述寫請求中包含寫入的起始偏移、寫入的數據大小以及寫入的數據；

將寫請求按對應的起始偏移和大小重定向到當前快照對應的稀疏文件上。

9.根據權利要求5所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，還包括：

外部機器接收用戶下發的讀請求；所述讀請求包括起始偏移和大??；

獲取當前快照對應的稀疏文件的空洞列表，判斷讀的起始偏移和大小是否在空洞列表中，如果不在，直接從當前快照對應的稀疏文件讀取數據并返回；

如果在空洞列表中，則查找前一個快照的空洞列表，查詢該起始偏移和大小是否在列表中，如果不在，則從前一個快照的稀疏文件上讀取數據，否則，繼續向前查找快照，直到快照都查找完，如果起始偏移和大小在空洞列表中，則返回全0的數據。

10.根據權利要求5所述的一種基于稀疏文件的虛擬塊設備存儲方法，其特征在于，還包括：

當一個快照A被刪除時，獲取快照A對應的稀疏文件的已用數據塊列表，獲取下一個快照B對應的稀疏文件的已用數據塊列表，遍歷快照A已用數據塊列表中的數據塊，判斷該數據塊是否在快照B的已用數據塊列表中，如果不在，則將該數據塊寫入快照B對應的稀疏文件中，全部遍歷完成之后，刪除被刪除快照A對應的稀疏文件，在快照文件中刪除快照A，完成快照空間的回收。