[发明专利]精简卷的存储空间管理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术，特别是涉及一种精简卷的存储空间管理方法和装置。

背景技术

存储系统逐年扩展，为了安全起见，确保存储容量足够使用，用户往往会部署多于实际需求的物理存储空间。但在实际使用过程中，部署容量通常未受到充分利用。行业研究组织发现在某些项目中，实际使用容量仅占部署容量的20％-30％。因此，自动精简配置(Thin provisioning)技术应运而生，旨在实现更高的存储容量利用率，并带来更大的投资回报。

自动精简配置是一种卷的容量虚拟化技术。自动精简配置的核心是写前分配。传统卷在创建的时候就分配了所有的物理空间，若用户创建了卷，实际写入的数据量较少或者实际写入的数据量是缓慢增长的，已经分配的空间还是会被全部被占用，不能和其它的卷进行空间的共享。和传统卷不同，精简卷是一个虚拟的卷，在创建精简卷的时候并不会为用户分配所有的物理容量，仅当用户对卷进行写操作的时候才会写前分配，为要写入的地址分配实际的物理空间。如此，自动精简配置可以减少早期物理存储部署，可最大限度提升存储空间利用率。

使用自动精简配置，所有真实的用户容量通常都存放于存储池进行统一管理，在精简卷发生写I/O时根据实际使用情况进行分配物理容量，当容量利用率达到预定义的阈值(通常由用户配置)，需要添加额外物理磁盘时，发出警告，以避免容量短缺。目前，业界各厂商通常都有剩余容量不足(达到用户配置门限)时进行告警的设计。

存储系统缓存(Cache)写机制通常有写回(Write-Back)和写穿(Witer-Through)两种模式。写回是指将数据写到缓存中，等系统空闲时再将数据写到硬盘中；写穿是指将数据直接写入到硬盘中，每次操作都要访问硬盘。相对于写穿，写回可以显著提高系统的写性能。

在精简卷配置为写回模式时，主机下发数据后会认为数据写入成功，实际上数据还在系统缓存中，没有真正写入硬盘。如果此时精简卷所在存储池的物理空间不足，而管理员又没有及时的根据系统告警对存储池进行扩容操作，会导致缓存中的数据无法实际写到硬盘上。这样，不仅数据一直积累在缓存中，缓存写满后还会影响其他不需要新分配空间的I/0，而且可能导致数据丢失。

因此，传统技术中，精简卷在物理容量不足时的数据可靠性不高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种精简卷在物理容量不足时能够有效保护数据，从而提高数据可靠性的精简卷的存储空间管理方法和装置。

一种精简卷的存储空间管理方法，所述方法包括：

实时监控存储池的剩余容量；

当所述剩余容量减少到第一阈值时，将所述存储池中的精简卷的缓存写机制修改为写穿，以及将缓存中精简卷相关数据进行刷脏；

当所述剩余容量减少到第二阈值时，如果所述刷脏未完成，则对需要刷脏的精简卷相关数据允许新分配物理容量，对主机下发的精简卷相关数据如需新分配物理容量则返回容量不足错误；

其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

一种精简卷的存储空间管理装置，包括：

空间监控模块，用于实时监控存储池的剩余容量；

系统管理模块，用于当所述剩余容量减少到第一阈值时，将所述存储池中的精简卷的缓存写机制修改为写穿；

缓存管理模块，用于当所述剩余容量减少到第一阈值时，将缓存中精简卷相关数据进行刷脏；

精简管理模块，用于当所述剩余容量减少到第二阈值时，如果所述刷脏未完成，则对需要刷脏的精简卷相关数据允许新分配物理容量，对主机下发的精简卷相关数据如需新分配物理容量则返回容量不足错误；

其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

上述精简卷的存储空间管理方法和装置，通过在存储池的剩余容量不足时，修改了存储池中的精简卷的缓存写机制为写穿，且如果刷脏未完成，则对于需要刷脏的精简卷相关数据允许新分配物理容量，对于主机下发的精简卷相关数据如需新分配物理容量则返回容量不足错误，这样优先保证了缓存中的精简卷相关数据能够全部写到物理硬盘上，避免了数据一直积累在缓存中，也能避免数据丢失，因此在物理容量不足时能够有效保护数据，从而提高了数据可靠性。

一种存储介质，所述存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

实时监控存储池的剩余容量；

当所述剩余容量减少到第一阈值时，将所述存储池中的精简卷的缓存写机制修改为写穿，以及将缓存中精简卷相关数据进行刷脏；