[发明专利]用于回收存储空间的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及存储管理，更具体地，涉及用于回收存储空间的方法和系统。

背景技术

存储管理是现代计算技术中的重要问题。在现代计算机系统中，存储系统通常以层级式架构实现。用户数据与物理的存储设备(例如，磁盘)之间存在一个或多个逻辑和/或物理的层。在层级式存储架构中，卷(volume)是一个重要概念。在此使用的术语“卷”是指在物理存储盘上创建的连续存储空间。每个物理存储设备可以被划分为多个卷，一个卷也可以跨越多个物理存储设备。此外，卷通常被划分为若干大小相等的单元，称为“段”(chunk)。

卷之类的存储空间的回收是存储管理中的重要问题之一，它旨在将卷中目前未被使用或者说处于“空闲”状态的段回收到系统存储池中以供再次分配和使用，从而以较为有效的方式来使用存储空间。以卷为例，在已知的存储空间回收方案中，总是尝试从卷的结尾处回收连续的段。这种方案可能导致不必要的数据移动操作。例如，假设需要回收卷中包含N个段的一段连续空间。然而，可以理解，在卷的结尾处未必具有N个连续的空闲段。此时，常规的处理方法是将最后N个段中非空闲的段所存储的数据移动到卷中的其他空闲段，而后回收卷中的这最后N个段。

本领域技术人员能够理解，上述方案在灵活性和性能方面都存在缺陷。例如，这种方法只能从卷尾部处回收空间，没有实际考虑卷当时的使用情况特别是空闲段的分布情况，这种局限性往往会导致过多的数据移动。例如，可能在卷的前部或中部存在连续的N个空闲段。此时，如果回收这N个空闲段，则根本无需进行数据移动。另外，过多的数据搬移势必带来更大的磁盘I/O压力，所以已知的方法通常是离线运行，无法满足在线存储系统的需求，而且也降低了系统可用性。

实际上，上文结合卷描述的情况不仅仅出现在卷的空间回收中，在很多其他逻辑存储空间的管理和回收中也存在类似问题。因此，本领域中需要一种更为有效的存储空间回收方案。

发明内容

鉴于本领域中目前存在的上述问题，本发明提出一种用于回收存储空间的方法和系统。

在本发明的第一方面，提供一种用于回收存储空间的方法，其中所述存储空间包含多个段。所述方法包括：基于预定的回收需求而确定所述存储空间中的目标区域以使得满足所述回收需求的数据移动开销最小；回收所述目标区域包含的段；以及更新与所述存储空间相关联的地址映射以保持所述存储空间的地址连续性。

在本发明的第二方面，提供一种用于回收存储空间的系统，其中所述存储空间包含多个段。所述系统包括：确定装置，配置为用于基于预定的回收需求而确定所述存储空间中的目标区域以使得满足所述回收需求的数据移动开销最小；回收装置，配置为用于回收所述目标区域包含的段；以及更新装置，配置为用于更新与所述存储空间相关联的地址映射以保持所述存储空间的地址连续性。

根据本发明的实施例，对于任何给定的存储空间回收需求，允许根据待回收的存储空间(例如，卷)的当前使用状况来灵活确定回收其中的哪些段。具体而言，本发明的实施例可以确保对存储空间进行回收所导致的数据移动开销最小，从而显著提高存储空间回收的灵活性和效率。特别地，本发明的实施例可以利用地址映射机制确保回收之后的存储空间的逻辑地址是连续的。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于回收存储空间的方法100的流程图；

图2A和图2B示出了根据本发明示例性实施例的确定目标区域的示意图；

图3示出了根据本发明示例性实施例的用于移动目标区域中的非空闲段中数据的方法300的流程图；

图4示出了根据本发明示例性实施例的在回收目标区域之后的存储空间的示意图；

图5示出了根据本发明示例性实施例的用于扩充存储空间容量的方法500的流程图；

图6示出了根据本发明示例性实施例的扩充存储空间容量的示意图；

图7示出了根据本发明示例性实施例的用于回收存储空间的系统700的框图；以及

图8示出了可用来实现本发明实施例的计算机系统800的框图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式