CN101446924B

CN101446924B - 一种数据存储及获取方法、系统

Info

Publication number: CN101446924B
Application number: CN2008101866595A
Authority: CN
Inventors: 吕先红; 张巍; 张粤
Original assignee: Huawei Symantec Technologies Co Ltd
Current assignee: Chengdu Huawei Technology Co Ltd
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: CN101446924A

Abstract

本发明实施例公开了一种数据存储及获取方法、系统，该数据存储方法包括：将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；比较所述固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。该数据获取方法包括：判断固态硬盘阵列当前是否存储所需数据，如果否，则从本地硬盘中获取所需数据；或如果是，则从所述固态硬盘阵列获取所需数据。本发明实施例使得数据不易丢失，降低了存储系统的复杂程度。

Description

一种数据存储及获取方法、系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种数据存储及获取方法、系统。

背景技术

众所周知，由于硬盘设备的读写速度有限(平均响应时间为10ms)，为了提高硬盘设备的访问速度，在计算机系统中引入了缓存(Cache)的概念。所谓的缓存，从广义而言是指高速和低速设备之间的缓冲存储器。因为高速设备的速度高于低速设备，所以当高速设备直接从低速设备中存取数据时需要等待一定的时间周期。利用缓存保存高速设备刚用过或者循环使用的一部分数据，当高速设备再次使用该部分数据时可以从缓存中直接调用，这样就可以减少高速设备的等待时间，提高了系统的效率。

目前，缓存是由大量的随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)来实现的。由于随机存取存储器存在数据易失性缺陷，所以一旦掉电，随机存取存储器中的数据将丢失。为了解决此问题，引入了镜像的概念。当收到主机写请求后，首先将数据通过镜像通道写入镜像缓存中，然后再写入本地缓存，最后再向主机回复写请求完成响应。当本地缓冲数据丢失时，可以通过镜像通道将镜像缓存的数据拷贝到本地缓存中，从而可以解决缓存数据丢失问题。

发明人在创造本发明的过程中发现，现有技术为了解决由随机存取存储器构成的缓存的数据丢失问题，增加了镜像的流程，提高了存储系统复杂程度。

发明内容

本发明实施例提供一种数据存储及获取方法、系统，使得数据不易丢失，降低了存储系统的复杂程度。

本发明实施例提供了一种数据存储方法，包括：

接收主机发送的数据写请求，将所述数据写请求进行调度；

将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

比较所述固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

本发明实施例提供了一种数据获取方法，包括：

接收主机发送的数据读请求，将所述数据写请求进行调度；

判断固态硬盘阵列当前是否存储所需数据，如果否，则从本地硬盘中获取所需数据；或

如果是，则从所述固态硬盘阵列获取所需数据。

本发明实施例还提供了一种数据存储系统，包括：

接收调度模块，用于接收主机发送的数据写请求，将所述数据写请求进行调度；

写入模块，用于将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

比较模块，用于比较所述固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值；

转移模块，用于在所述比较模块的比较结构为所述固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，转移所述固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

本发明实施例具有如下的优点：先将数据写入固态硬盘阵列，当固态硬盘阵列的数据量大于或等于预设阈值时，再将数据转移到本地硬盘，从而实现以固态硬盘阵列作为缓存的目的，使得存储的数据不易丢失。另外，以固态硬盘阵列作为缓存，无需使用镜像流程，简化存储系统设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种数据存储方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种数据存储方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种数据获取方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种数据存储系统的逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种数据存储方法的流程示意图。如图1所示，该方法可以包括：

步骤101：将主机输入的数据写入固态硬盘阵列。

其中，固态硬盘阵列由若干行和若干列的固态存储芯片构成，与随机存取存储器的数据的易失性相比，固态硬盘具有非易失性。即便固态硬盘阵列掉电其存储的数据也不会丢失。

步骤102：比较固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

其中，实现步骤102的方法具体可以包括：

统计固态硬盘阵列的当前数据量；

判断固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

反之，如果判断固态硬盘阵列的当前数据量小于预设阈值，则不转移固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

上述对本发明实施例一提供的一种数据存储方法进行了介绍，本发明实施例先将数据写入固态硬盘阵列，当固态硬盘阵列的数据量大于或等于预设阈值时，再将数据转移到本地硬盘，从而实现以固态硬盘阵列作为缓存目的，使得存储的数据不易丢失。另外，以固态硬盘阵列作为缓存，可以省掉镜像流程，简化存储系统设计。

实施例二：

请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种数据存储方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括：

步骤201：接收主机发送的数据写请求，将数据写请求进行调度。

其中，将数据写请求进行调度具体可以包括：

根据数据写请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址；

将固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序。

将数据写请求进行调度，是为了便于将主机输入的数据按物理地址的顺序写入固态硬盘阵列中。当然，也可以将数据写请求不进行调度，将主机输入的数据按请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址对应的物理地址直接将数据写入固态硬盘阵列。本发明实施例在此不作限定。

步骤202：将主机输入的数据写入固态硬盘阵列。

固态硬盘阵列由若干行和若干列的固态存储芯片构成，与随机存取存储器的数据的易失性相比，固态硬盘具有非易失性，即便固态硬盘阵列掉电其存储的数据也不会丢失。

固态硬盘阵列的读写性能与本地硬盘读写性能的相比，提高了至少十几倍。例如基于PCIE接口的固态硬盘阵列的读写性能甚至是本地硬盘的数百倍。请一并参阅下面的表1和表2，表1表示某基于PCIE接口的固态硬盘的性能指标；表2表示某本地硬盘的性能指标。

4K随机读IOPS	4K随机写IOPS	顺序读MB/s	顺序写MB/s
				107,000	96,000	700	600

表1

4K随机读IOPS	4K随机写IOPS	顺序读MB/s	顺序写MB/s
				241	179	66	52

表2

从表1和表2的对比可以看出，基于PCIE接口的固态硬盘阵列每秒进行的读写(IOPS，I/O per second)操作次数是本地硬盘每秒进行的读写操作次数的数百倍。可见，基于PCIE接口的固态硬盘阵列的读写性能远比本地硬盘的读写性能高。本发明实施例可以从SSD阵列划分一部分空间或全部空间作为系统缓存。由于SSD具有非易失性，故写入该缓存中的数据，即便掉电也不会丢失。另外，如果在写入SSD缓存过程中，出现控制器故障，由于尚未响应主机，当另外一个控制器接管后，主机将重新下发读写请求，故也不会出现数据丢失。

步骤203：统计固态硬盘阵列的当前数据量。

其中，可以通过计算固态硬盘阵列中用于存储数据的开始物理地址和结束物理地址之间的差值，获得固态硬盘真的当前数据量。

步骤204：判断固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，则执行步骤205；反之，则执行步骤206。

其中，预设阈值可以是设定的固态硬盘阵列的容量百分比，也可以是设定的物理地址范围。比如可以预设阈值为固态硬盘阵列容量的80％，当固态硬盘阵列的当前数据量占据整个固态硬盘阵列容量的百分比大于或等于80％时，将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘；

或者，当存储数据的物理地址范围超出了设定的物理地址范围时，将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

除了预设阈值方法之外，本发明实施例也可以预设时间间隔，当时间间隔到达时，将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘。

步骤205：转移固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

由于固态硬盘阵列作为缓存，其容量比本地硬盘的容量小。当固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，需要将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘，以便腾出空间继续接收主机发送的数据。

步骤206：不转移固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

当固态硬盘阵列的当前数据量小于预设阈值时，说明固态硬盘阵列当前仍可以继续存储主机发送的数据，为了提高读写的性能，可以不转移固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

需要说明的是，本实施例为了便于描述，给出了具体的预设阈值的取值，本领域普通技术人员可以理解，该预设阈值还可以取其它的范围的数值，本实施例在此不做限定。

上述对本发明实施例二提供的一种数据存储方法进行了介绍，本发明实施例先将数据写入固态硬盘阵列，当固态硬盘阵列的数据量大于或等于预设阈值时，再将数据转移到本地硬盘，从而实现以固态硬盘阵列作为缓存目的，使得存储的数据不易丢失。另外，以固态硬盘阵列作为缓存，可以省掉镜像流程，简化存储系统设计。

实施例三：

请参阅图3，图3为本发明实施例三提供的一种数据获取方法的流程示意图。如图3所示，该方法可以包括：

步骤301：判断固态硬盘阵列当前是否存储所需数据，如果是，则执行步骤302；如果否，则执行步骤303。

步骤302：从固态硬盘阵列中获取所需数据。

由于固态硬盘阵列作为缓存的部分，通常其容量比本地硬盘的容量小。当固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，需要将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘，以便腾出空间继续接收主机发送的数据。

如果判断固态硬盘阵列当前存储所需数据，则可以直接从固态硬盘阵列中调用所需数据，从而可以提高获取数据的速度。

步骤303：从本地硬盘中获取所需数据。

如果判断固态硬盘阵列当前没有存储所需数据，说明所需数据已经转移到容量比固态硬盘阵列要大的本地硬盘中，为了得到所需数据需要从本地硬盘中获取。

根据本发明实施例提供数据获取方法，在执行步骤301之前，还可以包括步骤：

接收主机发送的数据读请求，将数据写请求进行调度。

其中，将数据读请求进行调度具体可以包括：

根据数据读请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址；

将固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序。

将数据读请求进行调度，是为了便于将主机可以按物理地址的顺序读取固态硬盘阵列中。当然，也可以将数据读请求不进行调度，根据主机的读请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址对应的物理地址直接从固态硬盘阵列读取数据。本发明实施例在此不作限定。

上述对本发明实施例三提供的一种数据获取方法进行了介绍，本发明实施例判断固态硬盘阵列是否存储所需数据，当固态硬盘阵列存储所需数据时，直接从固态硬盘阵列中读取数据，否则再从本地硬盘中读取数据，从而实现以固态硬盘阵列作为缓存目的，使得存储的数据不易丢失。另外，以固态硬盘阵列作为缓存，可以省掉镜像流程，简化存储系统设计。

实施例四：

请参阅图4，图4为本发明实施例四提供的一种数据存储系统的结构示意图。如图4所示，该系统可以包括：

写入模块401，用于将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

比较模块402，用于比较固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值；

转移模块403，用于在比较模块402的比较结构为固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，转移固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

其中，比较模块402可以包括：

统计模块4021，用于统计固态硬盘阵列的当前数据量；

第一判断模块4022，用于判断统计模块4021统计的固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值。

进一步地，该系统还可以包括：

接收调度模块404，用于接收主机发送的数据写请求；根据数据写请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址；将固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序。

其中，如果接收调度模块404还用于接收主机发送的数据读请求，根据数据读请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址，将固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序，则该系统还可以包括：：

第二判断模块405，用于判断所述固态硬盘阵列当前是否存储所需数据；

获取模块406，用于在所述第二判断模块405的判断结果为固态硬盘阵列当前不存储所需数据时，从本地硬盘中获取所需数据。

该获取模块406还用于在所述第二判断模块405的判断结果为固态硬盘阵列当前存储所需数据时，从固态硬盘阵列获取所需数据。

当接收调度模块404接收主机发送的写请求，并将该写请求进行调度之后，写入模块401将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

比较模块402中的统计模块4021，统计固态硬盘阵列的当前数据量；第一判断模块4022判断统计模块4021统计的固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值；

当比较模块402中的第一判断模块4022判断统计模块4021统计的固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，转移模块403将固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘；

当比较模块402中的第一判断模块4022判断统计模块4021统计的固态硬盘阵列的当前数据量小于预设阈值时，转移模块403可以不起作用，从而不转移固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

当接收调度模块404接收主机发送的数据读请求，并将该请求进行调度之后，第二判断模块405判断固态硬盘阵列当前是否存储所需数据；

获取模块406在第二判断模块405的判断结果为固态硬盘阵列当前不存储所需数据时，从本地硬盘中获取所需数据；

反之，当第二判断模块405的判断结果为固态硬盘阵列当前存储所需数据时，获取模块406可以从固态硬盘阵列获取所需数据。

上述对本发明实施例四提供的一种数据存储系统进行了介绍，发明实施例先将数据写入固态硬盘阵列，当固态硬盘阵列的数据量大于或等于预设阈值时，再将数据转移到本地硬盘，从而实现以固态硬盘阵列作为缓存目的，使得存储的数据不易丢失。另外，以固态硬盘阵列作为缓存，可以省掉镜像流程，简化存储系统设计。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明实施例所提供的一种数据存储及获取方法、系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种数据存储方法，其特征在于，包括：

接收主机发送的数据写请求，将所述数据写请求进行调度；

将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

比较所述固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘；

所述接收主机发送的数据写请求，将所述数据写请求进行调度包括：

接收主机发送的数据写请求；根据所述数据写请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址；将所述固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序。

2.根据权利要求1所述的存储方法，其特征在于，所述比较固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，将所述固态硬盘阵列的数据转移到本地硬盘，包括：

统计所述固态硬盘阵列的当前数据量；

判断所述当前数据量是否大于或等于预设阈值，如果是，则转移所述固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

3.根据权利要求1或2所述的存储方法，其特征在于，还包括：

若比较所述固态硬盘阵列的当前数据量小于预设阈值，则不转移所述固态硬盘阵列的数据到本地硬盘。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将主机输入的数据写入固态硬盘阵列包括：

按照所述固态硬盘阵列的物理地址大小顺序，将主机输入的数据写入固态硬盘阵列。

5.一种数据存储系统，其特征在于，包括：

写入模块，用于将主机输入的数据写入固态硬盘阵列；

转移模块，用于在所述比较模块的比较结果为所述固态硬盘阵列的当前数据量大于或等于预设阈值时，转移所述固态硬盘阵列的数据到本地硬盘；

所述接收调度模块，具体用于接收主机发送的数据写请求；根据所述数据写请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址；将所述固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序。

6.根据权利要求5所述的数据存储系统，其特征在于，所述比较模块包括：

统计模块，用于统计所述固态硬盘阵列的当前数据量；

第一判断模块，用于判断所述统计模块统计的所述固态硬盘阵列的当前数据量是否大于或等于预设阈值。

7.根据权利要求5所述的数据存储系统，其特征在于，所述接收调度模块还用于接收主机发送的数据读请求，根据所述数据读请求携带的固态硬盘阵列的逻辑地址获取固态硬盘阵列的物理地址，将所述固态硬盘阵列物理地址按大小顺序进行排序，则所述数据存储系统还包括：

第二判断模块，用于判断所述固态硬盘阵列当前是否存储所需数据；

获取模块，用于在所述第二判断模块的判断结果为所述固态硬盘阵列当前不存储所需数据时，从本地硬盘中获取所需数据；或在所述第二判断模块的判断结果为所述固态硬盘阵列当前存储所需数据时，从所述固态硬盘阵列获取所需数据。