[发明专利]使用位图的数据存储

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储系统、以及操作数据存储系统的方法。在一个实施例中，FlashCopy过程被用于使用具有多个位图的单个FlashCopy目标，来将频繁存取的数据与较不频繁存取的数据分离，以减少容量使用。

背景技术

在大数据存储系统内，经常有多种不同类型的存储介质被使用。可通过诸如容量、可用性、性能和成本的很多度量标准来对各种类型进行分类。区分不同类型的存储的不同属性的例子可包括附连(attachment)技术(例如，SATA或FC/SCSI)驱动器、冗余方案(例如，RAID-5、RAID-1或RAID-10)、以及空间节省算法(例如，压缩、去重(de-duplication)或非压缩)。正在出现的新型的存储技术是存储型存储器(storage-class memory)，闪存是其优选的例子。存储介质上的不同应用和服务器将具有关于这些度量标准的变化的需求。每个应用将趋向于具有其自己的需求，给定应用的需求也将趋向于随着时间而变化，这是由于对该应用的要求发生了变化。

因此，在应用之间优化存储的分配以确保可用资源的最佳使用、从而在整体上满足业务需求是非常复杂的任务。执行改变以尝试并优化资源分配所需的工作也可能代价很高。向服务器重新分配存储(storage)可能需要服务器停机时间、以及可观的管理员工作来执行该改变。使用例如SAN卷控制器(SVC)的、实现存储虚拟化的产品可消除服务器停机时间，并显著减少管理员工作。这样的产品提供了数据迁移特征，其允许将数据从一种类型存储分配到另一种类型存储，这对使用中的系统来说是透明的。然而，这些改变的一个限制是：最方便的管理单元处于虚拟盘(vdisk)、卷或逻辑单元(LUN)级别。整个虚拟盘必须被给定为同一类型的存储。然而，存在数据存储系统中的虚拟盘可能不包括具有同类需求的数据的很多例子。事实上，完全同类的虚拟盘是异常而非常规。将存在具有不同需求的不同数据区的一个特定情况是为了性能。

传统的缓存技术在有限程度上可对此问题有帮助。尽管被慢存取存储拖累，但是写入缓存可允许主机察觉到低写入服务时间。写入缓存还可快速地吸收短突发的写入活动，并将其在较长时段上送至较慢的后端存储，从而模拟高性能存储。这些能力均为已知的，并在例如SVC中实现。但是，当前使用的写入缓存在其能力上受限。首先，必须最终将写入IO从写入缓存发送到后备存储。有可能消除小部分流量，但大部分必定仍在该处被处理。如果后备存储不能支撑主机应用写入流量，则写入缓存变满，并失去优势。另外，写入缓存的大小相对于系统存储的总量来说较小，可能小于1％。同时，这些意味着，传统的写入缓存不足以允许低性能类型内的存储被用于盘中具有较高性能需求的那些部分。

诸如采用压缩或数据去重(de-duplication)的某些类型的存储表现为低性能存储的极端例子。尽管这些可能提供与满足给定服务器或应用的存储需求所需的容量有关的显著成本节省，但针对这些存储执行写入IO所带来的性能损失意味着，它们不能被用于通用IO。它们的算法增大了执行IO的成本，并对它们可支撑的峰值吞吐量起到限制作用。

发明内容

因此，本发明的目的在于对现有技术做出改善。

根据本发明的第一方面，提供了一种数据存储系统，包括控制器、第一低性能存储介质、以及第二高性能存储介质，所述控制器连接到所述存储介质，并被配置为控制对所述存储介质的IO存取，其中，所述控制器被配置为：在第一存储介质上存储映像；启动从第一存储介质到第二存储介质的复制功能；将对于所述映像的所有IO存取导向第二存储介质；以及周期性地从第二存储介质向第一存储介质对数据进行老化处理，为每个时段创建新的空位图；以及响应于对于映像中的数据的IO存取，更新最新的位图以指示数据已经被存取，并更新在前的位图以指示数据尚未被存取。

根据本发明的第二方面，提供了一种操作数据存储系统的方法，所述系统包括控制器、第一低性能存储介质、以及第二高性能存储介质，所述控制器连接到所述存储介质，并被配置为控制对所述存储介质的IO存取，其中，所述方法包括以下步骤：在第一存储介质上存储映像；启动从第一存储介质到第二存储介质的复制功能；将对于所述映像的所有IO存取导向第二存储介质；以及周期性地从第二存储介质向第一存储介质对数据进行老化处理，为每个时段创建新的空位图，以及响应于对于映像中的数据的IO存取，更新最新的位图以指示数据已经被存取，并更新在前的位图以指示数据尚未被存取。