[发明专利]一种基于分布式块存储的虚拟磁盘分层缓存设计方法

摘要

本发明提出一种全新的基于分布式块存储的虚拟磁盘分层缓存设计方法，该方法通过内存与SATA/SAS SSD组成分层缓存结构，通过快速算法检测数据访问热点，热点度最高的数据存放在内存，热点读较高的数据存放在SATA/SAS SSD中。由于内存的掉电易失性，内存中仅仅保存读取的数据。更新的数据需要写入SSD中以防掉电数据丢失。缓存分层由内存和SATA/SAS SSD两个物理组件组成。由软件实现热点判断和数据在各级缓存中的上浮与下层。本发明的缓存算法针对磁盘的读写特性设计，并非通用的缓存，主要应用于分布式块存储系统的前端虚拟磁盘中，为虚拟磁盘加速。采用本发明的分层缓存方案，避免了内存的掉电易失性，相比于SATA/SAS SSD能大幅度提升性能，为客户降低存储上的总拥有成本。

主权项

一种基于分布式块存储的虚拟磁盘分层缓存设计方法，其特征在于，该方法通过内存与SATA/SAS SSD组成分层缓存系统结构，通过快速算法检测数据访问热点，热点度最高的数据存放在内存，热点读较高的数据存放在SATA/SAS SSD中；缓存分层包括内存和SATA/SAS SSD两个物理组件，由软件实现热点判断和数据在各级缓存中的上浮与下层，缓存算法针对磁盘的读写特性设计，并非通用的缓存，主要应用于分布式块存储系统的前端虚拟磁盘中，为虚拟磁盘加速；所述分布式块存储系统包括：控制主机：所述控制主机生成虚拟磁盘，为虚拟磁盘准备高速缓冲存储器，作为存储数据路径的前端主机，完成数据接收、缓存、转发功能；策略主机：所述策略主机为分布式块存储系统的大脑，控制主机需要创建虚拟磁盘时，将从存储主机中调度处满足条件的主机，生成存储组件供控制主机连接使用；存储主机：分布式设于系统中，数据最终的存放地点，将存储资源抽象成多个存储组件；所述方法包括块设备的写入和读取方法，该块设备的写入和读取方法如下：块设备的读取或写入都是一次读取或写入一块连续的数据，其应用程序写入的数据的参数为：offset, length, data；读取的参数为：offset，length，buffer；offset：读写磁盘的位置，起始位置为0，offset为距离起始位置的偏移量；length：读写磁盘数据的长度；data：需要写入磁盘的数据；buffer：将磁盘中的对应数据填入buffer中。