[发明专利]用于分布式存储架构的盘区散列技术

说明书

技术领域

本发明涉及存储系统，更具体地涉及包括元数据的数据在存储系统间的高 效分布，这些存储系统被配置成提供群集的分布式存储架构。

背景技术

存储系统通常包括诸如固态硬盘(solidstatedrives，SSDs)的一个或更多 个存储设备，可以根据需要将信息输入存储设备以及从存储设备中获得信息。 存储系统可以在逻辑上将存储在设备上的信息组织为存储容器，比如，文件或 逻辑单元(logicalunits，LUNs)。每个存储容器可以被实现为一组数据结构， 比如，为存储容器存储数据的数据块以及描述存储容器中的数据的元数据块。 例如，元数据可以描述(例如，标识)数据在设备上的存储位置。

多个存储系统可以被相连为群集并且可以被配置成提供与存储于存储设备 上的存储容器的组织相关的存储服务。存储系统群集还可以被配置成根据客户 端/服务器的信息递送模型(client/servermodelofinformationdelivery)进行操作 从而使得多个服务器或主机能够访问存储容器。然而，由一个或更多个主机发 出的大量数据访问请求通常会指向由群集的特定存储系统所服务的存储容器。 其结果是，试图为指向存储容器的请求提供服务的存储系统可能超过自身的处 理能力和存储资源能力而变得过载，并伴随着速度和性能的降低。

因此，为了确保快速且高效地访问存储器系统群集中的数据和相关联的元 数据，期望的是，通过使得所有的存储系统都供应(即，存储和处理)数据来 利用群集的存储和处理资源。利用这样的资源使得整个群集横向扩展，同时使 得群集中的存储系统上的处理负载减小，即，处理负载和存储消耗被分布到整 个群集。

附图说明

通过参考下面的结合附图所做出的描述，可以更好地理解本文实施例中的 上述优点和其他优点，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的或功能上相 似的元件，在附图中：

图1是相互连接为群集的多个节点的框图；

图2是节点的框图；

图3是节点的存储输入/输出(I/O)栈的框图；

图4示出了输入/输出(I/O)栈的写入路径；

图5示出了输入/输出(I/O)栈的读取路径；

图6是盘区散列技术的框图；

图7是桶映射技术的框图；

图8是盘区元数据选择技术的框图；以及

图9是用于将数据和相关联的元数据均匀地分布到群集的节点中的示例性 简化流程。

具体实施方式

本文所描述的实施例提供了一种盘区散列技术，该盘区散列技术用于大体 上均匀地在存储系统间高效地分布数据和相关联的元数据，这些存储系统被具 体化为群集的节点。在一种实施例中，数据可以是写入数据，该写入数据与主 机发出并且在群集的节点处接收的一个或更多个写入请求相关联。写入数据可 被组织，例如聚集，到一个或更多个可变长度的块或盘区中。可以对每个盘区 应用诸如散列函数的随机技术以生成一个结果，可以对该结果进行截断或修剪 以生成散列值。该散列值的散列空间可以被划分为多个桶(bucket)，这些桶表 示写入数据(即，盘区)和相关联的元数据(即，盘区元数据)。可以基于容量 和资源利用率(resourceutilization)将这些桶分配给盘区存储实例。在另一种 实施例中，可以将大体上相同数量的桶分配给群集中的每个盘区存储实例(例 如，盘区存储实例具有相同的容量和性能)从而使这些桶的所有权(以及这些 桶的盘区和盘区元数据)在所有盘区存储实例上大体上均匀地(即，基本上一 致地)分布。注意，盘区和盘区元数据的分布不仅出现在节点间(即，不同节 点上的盘区存储实例之间)还出现在每个盘区存储实例内。有利地，盘区散列 技术为群集中的细粒度横向扩展(scaleout)和去重复提供了基础。

描述

存储器群集