[发明专利]混合储存集合块跟踪

说明书

提供用于操作混合储存集合的方法和设备。在一个实施例中，这样的方法包括将混合储存集合中的物理储存的第一层作为混合储存集合中的物理储存的第二层的缓存。物理储存的第一层包括多个被分配块。该方法还包括更新被分配块的元数据以响应与至少一个被分配块相关联的事件。元数据包括块使用信息，每块被分配块跟踪两个以上可能的使用状态。该方法可以进一步包括处理所述元数据，用以确定被分配块的缓存特性。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国专利申请号No.13/413,877，申请日为2012年3月7日的优先权，这里通过引用将该公开全部内容结合于此。

技术领域

本申请的多个实施例通常与运行数据存储系统的领域的相关。更具体地，本申请的多个实施例涉及在混合储存集合中分配存储空间的方法与系统。

背景技术

计算机和计算系统的普及导致了对电子数据的可靠及高效存储的需求不断增长。存储服务器是提供与数据的组织与存储相关的存储服务的专用计算机。由存储服务器管理的数据通常被储存于可写入的持久性存储介质，例如非易失性存储器和磁盘。存储服务器可以被配置为根据信息传递的客户端/服务器模型操作，使许多客户端或应用访问该系统提供的数据。存储服务器可以使用在文件级下运用随机和流媒体访问模式提供数据的存储架构，如附网存储(NAS)环境下，或在块级别下如在存储区域网络(SAN)下。

用于存储服务器的各种类型的非易失性存储介质可具有不同的延迟。访问时间(或延迟)是从存储介质中获取数据所需的时间。在很多情况下，数据被储存于具有相对高延迟的硬盘驱动器(HDD)中。在HDD中，磁盘访问时间包括磁盘启动时间、寻道时间、旋转延迟时间和数据传输时间。在其他情况下，数据被储存于固态硬盘(SSD)中。SSD相较HDD通常具有较低的延迟，因为SSD不存在操作HDD时固有的机械延迟。HDD通常在读取顺序存储在物理介质中的大块数据时具有较好的性能。但是，在随机访问时，HDD的表现也不佳，因为该装置的机械组件需要频繁地移动到介质上的不同物理位置。

SSD使用固态存储器，如非易失性闪速存储器以储存数据。由于没有移动部件，SSD通常在随机和频繁的访问中提供更好的性能，因为它们具有较低的延迟。然而，SSD通常比HDD更加昂贵，并且有时因为磨损或别的退化原因使其具有较短的运行寿命。这些额外的前期和更换成本对具有使用数千个存储装置的存储服务器的数据中心可以很大。

混合储存集合结合了HDD和SSD的优点。存储“集合”是物理存储的逻辑集合体，即存储池的逻辑容器，它结合了一种或多个物理大容量存储设备或其零件成为单个逻辑存储对象，其包含或提供储存给一个或多个处于更高级别抽象的逻辑数据集(例如卷)。在一些混合储存集合中，SSD作为混合储存集合的一部分并提供高性能，而相对廉价的HDD构成存储阵列的剩余部分。在某些情况下，具有各种延迟的存储设备的其他组合也可被用于替代HDD和SSD或与HDD和SSD结合。这些其他存储设备包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)，磁带驱动器，光盘，及微机电(MEMS)存储设备。由于低延迟(即SSD)存储空间在混合储存集合中是有限的，与低延迟储存设备相关联的好处通过运用其存储访问最频繁的(即，“热的”)数据得到了最大化。剩下的数据被存储在较高延迟的设备中。因为数据和数据的用量随着时间改变，所以确定哪些数据是热的并且应被存储在低延迟的设备中就是一个持续的过程。将数据在高延迟和低延迟的设备中移动是一个多步骤地过程，需要更新指针和其他标识数据位置的信息。

更低的延迟存储通常被用作高延迟存储的缓存。在一些情况下，最频繁访问的数据副本存储在缓存中。当执行数据存取时，将会先检查更高速的缓存以确认所需要的数据是否存于其中，如果是的，那么数据将从缓存中被访问。在这样的模式下，缓存通过减少高延迟设备必须被访问的次数来减少了总的数据访问次数。在一些情况下，缓存空间被用于存储被频繁写入的数据(即，写缓存)。备选地，或额外地，缓存空间被用于存储被频繁读取的数据(即，读缓存)。对于读缓存和写缓存的管理与运作方法往往是不同的。