[发明专利]一种SSD Cache中数据映射的管理方法及系统

权利要求书

1.一种SSD Cache中数据映射的管理方法，其特征在于，包括：

预先将硬盘驱动器HDD中的存储空间和固态硬盘SSD Cache中的存储空间相应地划分为N个HDD模块和M个SSD模块，并分别对其进行顺序标号，其中，N、M均为大于1的整数且N＜M；

将N个所述HDD模块中的数据一一缓存至M个所述SSD模块中未缓存过数据的SSD模块，建立所述HDD模块与所述SSD模块之间的标号映射关系；

将所述标号映射关系保存至所述SSD Cache，以便于在系统启动后，将所述SSD Cache保存的标号映射关系恢复至内存；

所述将所述标号映射关系保存至所述SSD Cache的过程具体为：

将所述标号映射关系组织成一颗树的形式保存至所述SSD Cache，其中，所述树的m个叶子节点的保存内容均包括头部描述信息和按照所述SSD模块的标号从小到大顺序对应的HDD模块的标号，且没有所述标号映射关系的SSD模块在所述叶子节点中空出存储位置，每个所述叶子节点的HDD模块的标号的保存容量max相同，且第i个叶子节点对应的SSD模块的标号小于第i+1个叶子节点对应的SSD模块的标号，所述树的非叶子节点的保存内容均包括节点描述信息和用于索引的(key，value)键值对集合，value为存储第key个叶子节点的SSD模块的标号，所述非叶子节点中父节点的索引范围包含该父节点的子节点的索引范围，所述头部描述信息和所述节点描述信息均包括存储所在节点的SDD模块的标号，m、i均为正整数，i＜m＜M；

相应的，所述管理方法还包括：

当需要目标SSD模块对应的目标HDD模块的标号时，将所述目标SSD模块的标号除以max的结果取整，得到所述目标HDD模块的标号保存在的目标叶子节点对应的key值；其中，目标SSD模块为任一SSD模块；

根据保存的(key，value)键值对集合，得到所述目标叶子节点的位置信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个所述叶子节点及所述非叶子节点均按照数组的方式保存；

则max＝(叶子节点所占存储空间-头部描述信息所占存储空间)/一个数组元素所占存储空间，其中，一个数组元素包括一个HDD模块的标号或者一个空出的存储位置；

非叶子节点的(key，value)键值对集合的保存容量最大值＝(非叶子节点所占空间-节点描述信息所占存储空间)/一个(key，value)键值对集合所占的存储空间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述头部描述信息还包括一个数组元素所占的存储空间、所在叶子节点的max、所在叶子节点保存的数组元素的实际数量及所在叶子节点的标示值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，一个所述数组元素包括64位的整数，其中，所述整数的前48位为该数组元素包含的HDD模块的标号、后16位为该标号对应的HDD模块中保存的数据的数据状态。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点描述信息还包括一个(key，value)键值对集合所占的存储空间、所在非叶子节点的保存容量最大值、所在非叶子节点保存的(key，value)键值对集合的实际数量及所在非叶子节点的标示值。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述HDD模块与所述SSD模块之间建立新的标号映射关系时，将新建立关系的HDD模块的标号添加至与其对应的空出的存储位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当已建立的标号映射关系发生变化时，更新变化的标号映射关系对应的叶子节点。

8.一种SSD Cache中数据映射的管理系统，其特征在于，包括：

标号单元，用于预先将硬盘驱动器HDD中的存储空间和固态硬盘SSD Cache中的存储空间相应地划分为N个HDD模块和M个SSD模块，并分别对其进行顺序标号，其中，N、M均为大于1的整数且N＜M；

建立单元，用于将N个所述HDD模块中的数据一一缓存至M个所述SSD模块中未缓存过数据的SSD模块，建立所述HDD模块与所述SSD模块之间的标号映射关系；

恢复单元，用于将所述标号映射关系保存至所述SSD Cache，以便于在系统启动后，将所述SSD Cache保存的标号映射关系恢复至内存；

所述将所述标号映射关系保存至所述SSD Cache的过程具体为：

将所述标号映射关系组织成一颗树的形式保存至所述SSD Cache，其中，所述树的m个叶子节点的保存内容均包括头部描述信息和按照所述SSD模块的标号从小到大顺序对应的HDD模块的标号，且没有所述标号映射关系的SSD模块在所述叶子节点中空出存储位置，每个所述叶子节点的HDD模块的标号的保存容量max相同，且第i个叶子节点对应的SSD模块的标号小于第i+1个叶子节点对应的SSD模块的标号，所述树的非叶子节点的保存内容均包括节点描述信息和用于索引的(key，value)键值对集合，value为存储第key个叶子节点的SSD模块的标号，所述非叶子节点中父节点的索引范围包含该父节点的子节点的索引范围，所述头部描述信息和所述节点描述信息均包括存储所在节点的SDD模块的标号，m、i均为正整数，i＜m＜M；

相应的，所述管理系统还用于：

当需要目标SSD模块对应的目标HDD模块的标号时，将所述目标SSD模块的标号除以max的结果取整，得到所述目标HDD模块的标号保存在的目标叶子节点对应的key值；其中，目标SSD模块为任一SSD模块；

根据保存的(key，value)键值对集合，得到所述目标叶子节点的位置信息。