[发明专利]分布式存储架构中基于具有密集树结构的元数据的盘区的管理

说明书

技术领域

本公开涉及存储系统，并且更具体地涉及存储系统中元数据的组织，该存 储系统被配置成提供群集的分布式存储架构。

背景技术

多个存储系统可以被相互连接而形成群集，并且被配置成提供与储存在耦 接至系统的存储设备上的存储容器的组织相关的存储服务。存储系统群集可以 被进一步配置成根据信息递送的客户端/服务器模型来运行，以因此允许一个或 多个客户端(主机)访问存储容器。存储设备可以具体实现为固态硬盘 (Solid-StateDrives(SSDs))，诸如存储设备，存储容器可以具体实现为文件或 逻辑单元(LogicalUnits(LUNs))。每个存储容器可以具体实现为一组数据结构， 诸如为存储容器储存数据的数据块以及对存储容器的数据进行描述的元数据 块。例如，元数据可以描述(例如识别)数据在整个群集中的位置。

由主机所访问的存储容器的数据可以被储存在群集中的任一个存储系统 上；此外，数据的位置可以在整个群集中改变。因此，存储系统可以对描述存 储容器数据在整个群集中的位置的元数据进行保持。然而，每次存储容器数据 的位置改变时更新元数据通常比较繁琐。避免这种繁琐更新的一种方法是将元 数据保持在能够被有效访问的数据结构中以解决数据位置问题。因此，希望提 供一种能够有效地确定存储容器数据在存储系统群集中的位置的元数据组织。 此外，希望提供一种“友好的”元数据组织，即利用了被配置成储存元数据的 存储设备的性能。

附图说明

通过参照以下描述并结合附图，本文实施例的上述优势和进一步优势将能 够被更好地理解，附图中相似的参考标记指示了相同或功能性相似的元件，其 中，

图1是多个节点相互连接成群集的框图；

图2是一个节点的框图；

图3是节点的存储输入/输出(I/O)栈的框图；

图4示出了存储I/O栈的写路径；

图5示出了存储I/O栈的读路径；

图6为各种卷元数据条目的框图；

图7为密集树元数据结构的框图；

图8为密集树元数据结构的顶级框图；

图9示出了密集树元数据结构的级间映射；

图10示出了根据写请求将卷元数据条目插入密集树元数据结构中的工作 流；

图11是根据写请求将卷元数据条目插入密集树元数据结构中的简化过程 示例；

图12示出了根据读请求在密集树元数据结构中搜索一个或多个卷元数据 条目的工作流；

图13示出了根据读请求在密集树元数据结构中搜索一个或多个卷元数据 条目的简化过程示例。

具体实施方式

本文所描述的实施例针对于由在群集的一个或多个节点上执行的存储输入 /输出(I/O)栈所管理的元数据组织。由卷层所管理的元数据(即卷元数据) 被示例性地具体化为从可由主机访问的地址(即逻辑块地址(LogicalBlock Addresses(LBAs)))到由存储I/O栈的盘区(extent)存储层所保持的持久盘区 键值的映射。每个盘区键值是与盘区的存储位置相关联的唯一的群集宽度标识 符，该标识符是长度可变的数据块，该数据块可以由指向LUN的LBA范围的 一个或多个写请求集合而成。在一个实施例中，卷层将卷元数据组织成映射 数据结构，即密集树(densetree)元数据结构，其表示了时间中连续的点以允 许对元数据的有效访问。