[发明专利]一种实现存储系统自动精简配置全额分配的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现存储系统自动精简配置全额分配的系统架构，通常用于存储系统中，旨在提供一种对自动精简配置存储池空间进行全额分配的系统架构。采用该系统架构，可以自动的、全额的分配用户指定的存储池空间，创建的逻辑卷属性类似传统逻辑卷的属性。本发明能够自动的、按指定容量全额分配自动精简配置的存储池空间，能够在自动精简配置的系统中，满足用户使用类似传统属性逻辑卷（非自动精简配置功能）的诉求。

技术背景

自动精简配置存储方案能够给操作系统提供大容量的虚拟驱动器。这种技术的核心是“虚空的”。简单的说，实际的物理存储设备可能并没有这么多，而让操作系统认为有这么大的存储空间。这主要是因为企业中的数据往往也是在逐渐增加，而不是一开始就有这么多。

自动精简配置扩展了存储管理功能，虽然实际分配的物理容量小，但可以为操作系统提供超大容量的虚拟存储空间。随着应用写入的数据越来越多，实际存储空间也可以及时扩展，而无需手动扩展。换句话说，自动精简配置提供的是“运行时空间”，可以显著减少已分配但是未使用的存储空间。

但是，为了完善自动精简配置系统架构，还应该提供类似传统属性的逻辑卷，因为并非所有用户都需要自动精简配置的功能。比如，有些用户能够准确的预知自己需要多大的存储空间用以存储数据信息；还有些分档保存数据信息的用户，只需要将已知数据存储在存储系统中，而不需要考虑未来空间的持续增长。

自动精简配置将所有的存储空间汇集到一个资源池中，并使用统一大小的“块”将空间划分，最终，全额分配的单位就是资源池中的“块”。

在自动精简配置全额分配中，采用全额分配技术，该技术会根据用户指定的逻辑卷容量大小，一次性将存储池空间对应的空间容量分配给全额分配卷。这种分配方式是一次性的，并且会立即占用实际的存储空间。

自动精简配置包括存储池和全额分配卷。其中存储池空间是占用实际物理空间，而全额分配卷就是通过虚拟映射提供给操作系统的虚拟驱动器，并占用实际物理空间。由存储池向全额分配卷提供存储空间，一个存储池可以对应多个全额分配卷，但是多个全额分配卷的容量总和不能超过存储池的容量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了保证自动精简配置正常运行，自动精简配置的全额分配急需解决三方面问题，一个是自动精简配置全额分配的分配算法问题，为了保证分配存储池空间的正确性，我们需要设计一个精准的全额分配算法；另一个是解决并发访问的问题，要保证对同一个存储池同一个块的全额分配的互斥性，避免并发分配同一个块，保证分配块的唯一性；最后一个是保证全额分配卷的特有属性，因为类似传统属性的逻辑卷，所以不能够带有精简回收的功能，保证全额分配属性的永久性。

通过该系统架构，能够实现自动精简设备存储池的全额分配，存储池空间按用户指定容量全额分配，能够创建具有传统属性的全额分配逻辑卷，满足不同使用者的需求，完善自动精简配置的系统架构。

本发明能够全额分配存储池空间，通过按指定容量全额分配将存储池空间自动分配给全额分配卷以供使用者使用，使用者无需人工干预全额分配过程。

本发明所采用的技术方案为：

一种实现存储系统自动精简配置全额分配的系统架构，该架构支持在不同的操作系统，实现自动精简配置存储池空间的全额分配。

在自动全额分配算法上，采用先完成存储池实际存储空间块的分配，然后再完成存储池到全额分配卷的块的映射过程，保证全额分配过程的正确性。针对全额分配过程，采用块管理机制，只允许一个数据块有一个分配者，从而在按需分配的过程中，避免并发操作同一个块的事件发生，保证分配数据块的唯一性。为了保证在自动精简配置系统下全额分配的特性，屏蔽全额分配卷的精简回收属性，保证全额分配特性的永久性；

该系统架构包括：1）参数分析处理模块；2）块管理模块；3）空间验证模块；4）块分配模块；5）分配块映射模块；6）精简回收屏蔽模块，其中：

模块1）参数分析处理模块，根据用户指定的参数，包括容量大小、设备ID，处理参数信息，分析计算所需存储池空间块的数量；

模块2）块管理模块，处理并发分配操作，对于每一个块，只支持一个分配操作；提供缓存数据的刷新操作，将缓存中数据刷写至磁盘，针对全额分配提供获取写锁、刷新数据等操作；

模块3）空间验证模块，判断自动精简配置存储池是否还有剩余空间，如果没有剩余空间就尝试释放一些无用的存储池空间，如果有剩余空间返回0，如果没有剩余空间返回无空间（-ENOSPC）；