[发明专利]一种缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法

权利要求书

1.一种缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按照不同功能属性将存储层分成多个子存储层；

步骤二、将HDD 普通磁盘与SSD磁盘作为磁盘管理器中的目标设备，聚合成为一个虚拟设备Cache存储器，对Cache存储器磁盘进行区块映射,所述区块映射为从HDD普通磁盘到SSD磁盘的区块映射；

步骤三、接收写操作的IO请求后，根据不同子存储层中数据的写频率、数据量、数据大小选择缓存策略，利用区块映射将对HDD普通磁盘的写操作映射并转发到对SSD磁盘的写操作。

2.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，所述步骤二中的区块映射采用线性映射，或采用Hash映射。

3.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，步骤三中，采用回写模式进行写操作。

4.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，步骤三中，全部缓存到SSD磁盘，如果SSD磁盘的空间不够，则根据缓存策略，将Cache存储器中的数据同步到HDD普通磁盘；但是当SSD磁盘中的脏数据达到预先设定的阀值时，将脏数据同步到SSD磁盘中。

5.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，所述步骤一的存储层采用内存、SSD、NVM、3D-Xpoint中的一种作为存储介质。

6.根据权利要求3所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，步骤三的缓存策略包括先进先出策略、最近最久未使用策略、最少使用缓存策略、随机缓存策略。

7.根据权利要求5所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，选择缓存策略的方法为：

（1）当按线性顺序访问地址空间时选择使用先进先出策略，所述先进先出策略选择在SSD磁盘中停留时间最长的block置换；

（2）当数据的利用率较低时采取最近最久未使用策略，所述最近最久未使用策略选择在最近一段时间里最久没有使用过的Block予以置换；

（3）当小文件数据量较多时采用最少使用缓存策略，所述最少使用缓存策略选择最近时间使用最少的Block替换；

（4）当数据写入频率较频繁时采用随机缓存策略，所述随机缓存策略用软硬件的随机数产生SSD磁盘要替换Block的序号。

8.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，步骤一中，采用卷的数据分层控制算法以数据处理的冷热度为依据将数据进行分层控制，所述卷的数据分层控制算法根据各分层下所有数据的IO数量、读写比例、IO位置、IO参数以及每个子系统的高速与慢速介质比例自适应变化。

9.根据权利要求1所述的缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化方法，其特征在于，步骤一的子存储层为DRAM缓存、SSD缓存、高速SSD层、慢速HDD层。

10.一种缓存策略写入分层硬件架构下的写性能优化设备，其特征在于，包括存储层及虚拟设备Cache存储器，存储层根据不同功能属性分为多个子存储层；虚拟设备Cache存储器包括HDD普通磁盘与SSD磁盘，HDD普通磁盘与SSD磁盘间有区块映射；子存储层用于根据数据的写频率、数据量、数据大小选择合适的缓存策略；Cache存储器用于将对HDD普通磁盘的写操作映射并转发到对SSD磁盘的写操作。