[发明专利]一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能数据管理领域，具体的说是一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法。

背景技术

数据分级存储主要是根据存储设备访问性能的特征差异，将不同热度的数据放置到与之匹配的存储设备中，例如将热点数据放置到I/O性能更好的存储设备上，从而提高存储系统的整体访问性能。现有的分级存储设备构成主要是将固态盘与磁盘进行组合存储，在存储虚拟层对具备性能差异的存储设备进行合理组织，构成统一的存储资源池。然而，由于固态盘自身存在I/O性能不对称的特点，并且固态盘当中闪存颗粒的擦除次数也有一定限制，因此如果在分级存储系统中简单粗放地将数据分配到固态盘与磁盘之中，很可能会增加系统的访问延迟，不仅难以发挥固态盘的性能优势，同时也降低了固态盘的使用寿命，从而在一定程度上增加了分级存储系统可靠性方面存在的风险。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法，建立数据定向分配构架，该构架包括数据块热度判定模块、数据块定向分配与迁移模块以及分级存储组织模块，各个模块对块级数据进行定向分配的过程为：

一、数据块热度判定模块实现对于卷中一部分固定大小的块数据进行监控以及数据热度的统计分析，继而完成对于块数据的分级管理操作;

二、数据块定向分配与迁移模块将根据数据的热度状态，以及设备特性进行数据定向分配;

三、分级存储组织模块负责将存储资源进行整合，形成具备分级存储能力的存储资源池。

所述步骤一的详细过程为：数据的读取与写入过程都会被热度判定模块进行监控，从而对数据特征进行分析，进而判定数据的冷/热程度，并且根据数据的热度在内存中的缓冲区中建立热度队列,当缓冲区空间已满后，从热度队列中被替换出的数据块将会提交给数据分配与迁移模块进行定向分配。

所述步骤二的详细过程为：数据块定向分配与迁移模块通过对数据块读、写特征进行计算，得出其读/写趋势，根据趋势将数据写入到固态盘或者磁盘当中，即将被经常读取的数据放置到固态盘中，而将经常被写入的数据放入到硬盘中;除了负责定向分配，该模块还要负责数据的迁移操作管理，将热点数据迁移到固态盘中，完成升级操作；将固态盘中的冷数据迁移到磁盘中，完成降级操作。

数据块定向分配与迁移模块所实施的算法为：

1）数据块定向分配与迁移模块开始计算数据块的放置倾向，如果数据的原有存储位置与定向分配倾向不一致，将进行迁移操作，根据数据块中lasttime计算访问热度间隔时间：如果该时间大于interval，那么数据块处于热度降低状态statecool；如果小于interval，那么数据块处于热度升高状态statehot；

2）计算数据块的读写倾向值p=readcount/writecount，如果p值大于或者等于1，并且处于statehot状态时，那么将放置到固态盘上；如果处于satecool，那么数据放置到磁盘上； 

3）如果p值小于1，如果数据块处于statehot状态时，那么将放置到磁盘上；如果处于satecool，那么数据放置到固态盘上；

4）循环执行步骤1)到步骤3）直到分级存储系统结束运行

所述步骤三的详细过程为：分级存储组织模块按照性能由高到低的顺序组织磁盘，并且构建多级设备链表，将不同性能的存储设备进行统一管理，得到分级存储资源池。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法充分发挥固态盘的性能优势，同时提升固态盘使用寿命，保障分级存储系统的可靠性，该方法根据固态盘读/写性能的差异特征，利用数据定向分配算法，将具备“读倾向”的数据块放置到固态盘中，而将具备“写倾向”的数据块放置到磁盘上，这样既保证了发挥固态盘读取方面的优势，也减少了对于固态盘的写入次数，从而提高了分级存储的可靠性与访问性能。另外，本发明中基于块级数据进行分级存储管理，所管理的数据粒度更细，热点数据的定位也更加准确，因此，基于块级的数据定向分配方法同时能够提升分级存储的管理效率，实用性强，易于推广。

附图说明

附图1是本发明的数据定向分配构架示意图。

附图2是本发明的数据定向分配算法流程示意图。

附图3是本发明的磁盘组织结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种分级存储中基于块级数据的定向分配方法作详细说明。