[发明专利]混合存储系统中SSD管理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别是指一种混合存储系统中SSD管理方法及装置。

背景技术

目前存储系统的发展趋向于大容量，低成本和高性能，而任何单一的存储器件如非易失性随机存储器(Nonvolatile Random Access Memory，NVRAM)、固态硬盘(Solid State Drives，SSD)、磁盘等由于其物理特性的限制，并不能满足以上需求。混合存储充分利用不同存储器件的特性组成高效的存储系统，既能支持存储系统容量的大幅扩展，又能在保持系统低成本的前提下，显著提高存储系统的性能。

现有的混合存储系统仅仅将SSD作为一个数据热点Cache Memory(高速缓冲存储器)使用，将热点数据置于SSD中来加快读数据的访问。对数据的组织方式和应用并没有改变，只是简单地做了一层缓存到磁盘的映射的查询。在随机写时，存在写放大，系统随机写的性能低。

发明内容

本发明提供一种混合存储系统中SSD管理方法及装置，本发明能够将所有应用层的随机IO都转换成顺序写，并避免写放大，有效地提高了随机写的性能，减少了写入延迟，有效地发挥了混合存储系统的优势。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种混合存储系统中SSD管理方法，该方法包括：

将SSD按照一定大小划分成多个bucket，并使用B-Tree管理bucket；

当需要将缓存数据写入SSD时，执行如下操作：

聚合连续IO和/或同一用户的缓存数据；

选择合适的bucket，作为可用bucket；

从可用bucket的数据偏移位置开始顺序写入缓存数据，所述数据偏移位置记录bucket的已使用缓存空间的位置；

更新可用bucket的数据偏移位置，以便下次写入缓存数据。

进一步的，所述选择合适的bucket，作为可用bucket包括：

判断是否有空闲bucket，若是，选择一个空闲bucket作为可用bucket，否则，执行下列步骤；

判断是否有后备bucket，若是，选择一个后备bucket作为可用bucket。

进一步的，如果没有后备bucket，则执行如下步骤：

将所有bucket按照优先级从小到大排序，所述优先级表示bucket的使用频率；

将优先级小的若干个bucket中的热点数据转存到其中一个bucket中，释放其他bucket，释放后的bucket作为后备bucket。

进一步的，所述方法还包括：

以bkey为单位将缓存数据写回磁盘，并向B-Tree更新节点。

进一步的，所述方法还包括：

使用日志按照插入时间排序记录B-Tree叶子节点上bkey的更新。

进一步的，所述方法还包括：

判断要读取的数据是否已经作为缓存数据全部写入SSD中，若是，直接从SSD读出数据，否则，从磁盘读取数据至SSD中，并向B-Tree更新节点。

另一方面，本发明提供一种混合存储系统中SSD管理装置，该装置包括：

bucket划分模块，用于将SSD按照一定大小划分成多个bucket，并使用B-Tree管理bucket；

当需要将缓存数据写入SSD时，执行bucket管理模块，所述bucket管理模块包括：

聚合单元，用于聚合连续IO和/或同一用户的缓存数据；

bucket选择单元，用于选择合适的bucket，作为可用bucket；

写入单元，用于从可用bucket的数据偏移位置开始顺序写入缓存数据，所述数据偏移位置记录bucket的已使用缓存空间的位置；

更新单元，用于更新可用bucket的数据偏移位置，以便下次写入缓存数据。

进一步的，所述bucket选择单元包括：

空闲bucket选择单元，用于判断是否有空闲bucket，若是，选择一个空闲bucket作为可用bucket，否则，执行后备bucket选择单元；

后备bucket选择单元，用于判断是否有后备bucket，若是，选择一个后备bucket作为可用bucket。

进一步的，如果没有后备bucket，则bucket选择单元还包括：

bucket排序单元，用于将所有bucket按照优先级从小到大排序，所述优先级表示bucket的使用频率；