[发明专利]一种提高磁盘数据访问效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高磁盘数据访问效率的方法，尤其是一种基于多个磁盘，通过对磁盘的读写任务进行调度，实现数据高效、快速读写的控制方法。

特别是提供一种用于电视台视频服务器上存储系统中提高数据访问效率的方法。

背景技术

磁盘的访问时间包括磁头的寻道时间、数据传输时间、等待时间，所用的时间越短访问效率越高，在磁盘硬件结构相同的情况下，上述单项时间都是固定的，同时在寻道、等待过程中，没有数据传输，导致对磁盘I/O(输入/输出)带宽利用不充分，降低访问效率。

随着计算机系统运行速度的不断加快，而磁盘的I/O带宽却没有多大提高，在对磁盘进行访问时，由于I/O带宽的限制，读写数据的效率往往直接影响系统的运行速率，主要表现在：当多个任务同时访问磁盘时，特别是多个任务同时访问同一磁盘，这时我们称之为“冲突”，冲突发生时I/O请求必需排队等待，按照访问请求的先后顺序，顺次循环执行，具体方式通常为：在遇到多个访问请求时，系统会给每个访问请求提供一定的时长，并顺次执行各个访问请求，并循环执行直到所有访问请求执行完毕，在此过程中，磁头必需不停地进行寻道、等待，由此要花费大量时间，有时寻道、等待时间甚至超过数据传输时间，大大降低读写速率，影响磁盘数据的访问效率，影响计算机系统的性能。或者读取诸如电视台节目文件的大尺寸数据文件时，由于文件数据量大，而磁盘的I/O带宽有限，有时无法满足系统运行的需要，使得系统不得不进行等待。对电视台提供节目文件的视频服务器而言，播出(读)和迁移(写)数据是持续不断的，冲突经常会发生，文件系统的I/O速率成了整个系统的瓶颈。

针对数据比较大的文件，RAID技术采用的数据条带化技术(DiskStriping)将文件数据分割成小块后分别存储到不同的磁盘中，在读/写同一文件数据时，对多个磁盘并行读/写，提高了单次访问速率，但当多个访问任务同时发生时，依旧会频繁发生访问冲突，多个任务只能排队等待一个任务完成后再执行另一个任务，磁头不停的做磁头随机寻道，导致多任务并行时数据读写速率急剧下降。特别是在视频服务器持续大容量数据读写压力下，表现更为严重。

上述原因导致对磁盘的多个访问任务发生时，其整体速率往往降到最高I/O速率的20％，甚至更低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于多个磁盘所实现的提高磁盘数据访问效率的方法，通过对多个访问任务的控制，充分利用磁盘的I/O带宽，实现磁盘数据访问效率的提高。

进一步地实现了用于电视台视频服务器磁盘上大尺寸数据的节目文件数据的高效访问。

为了实现上述目的，本发明是基于多个磁盘实现，其基本思路是，通过对多个访问任务的控制，减少甚至避免访问冲突的发生。在接收到多个访问任务时，将各个访问任务分别指向不同的磁盘。以及对根据设备运行状态进行检测，根据检测结果，控制各个访问任务的执行。

其具体包括步骤：

(1)连接多个存储介质；

(2)执行多个访问任务；

(3)将各个访问任务分开指向不同的存储介质执行。

所述连接多个存储介质包括：通过IDE、SCSI、光纤通道、USB接口中的一种或多种方式连接存储介质；

所述存储介质包括：磁盘、电子硬盘、软盘、Flash闪存盘、带有存储媒介的存储驱动设备。

所述步骤(3)进一步包括：

检测各个存储介质的访问任务队列状态；

将每个访问请求指向访问效率高的存储介质，对指向的存储介质执行访问任务；

所述访问效率高的存储介质包括：访问任务队列中任务少的存储介质，或I/O带宽高的存储介质。

所述步骤(1)进一步包括：将同一源数据同时存储到至少两个存储介质，并将访问指针同时指向所述源数据的全部存储地址；

所述步骤(2)包括：执行至少两个不同的读访问任务，根据所述读访问任务指定的不同源数据确定每个源数据的全部存储地址；

所述步骤(3)包括：检测每个存储地址所在存储介质的访问任务队列状态，分别将每个读访问任务指向访问任务队列中任务少的存储介质执行。

所述源数据是文件数据块；

所述步骤(1)还进一步包括：将同一文件数据分成至少两个文件数据块，各个数据块分散存储到不同的存储介质；

所述步骤(3)进一步包括：同时从访问任务队列中任务少的存储介质并行读取同一文件的各个文件数据块。

所述步骤(2)包括：执行至少两个不同的写访问任务；