CN101499313B - 一种确保数据安全的方法、设备及存储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种确保数据安全的方法、设备及存储系统。本发明实施例公开的方法包括：获取电源装置的当前蓄电能力；根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制。所述设备包括：控制装置及缓存装置，所述控制装置用于获取为所述设备提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制；所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据。通过本发明实施例，在发生异常掉电的情况下，避免电源装置老化对数据安全带来的影响。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种确保数据安全的方法、设备及存储系统。
背景技术
固态硬盘(SSD，Solid State Disk)作为一种存储设备，由控制单元以及存储单元等组成。SSD不具有机械转动装置，具有读写性能高、抗震能力强、电源开销小等特性，广泛应用于车载、视频监控、电力、航空等技术领域。
以控制单元为闪存(Flash)控制器，存储单元为非易失性的Flash芯片或者Flash芯片阵列为例，SSD数据写入一般分为两种方式，分别为：直接写入方式与缓存写入方式。直接写入方式一般基于不带缓存装置(Cache)的SSD。数据由SSD的接口进入，由Flash控制器进行调度、分配、处理，写入Flash芯片或者Flash芯片阵列中对应的Flash芯片。缓存写入一般基于带缓存装置的SSD。数据由SSD的接口进入，缓存于缓存装置中，当数据到达一定数量或者缓存一定时间后，再由缓存装置写入Flash芯片或者Flash芯片阵列中对应的Flash芯片。
直接写入方式速度较慢，数据安全性较高，不会发生异常掉电时数据丢失的问题。缓存写入方式速度较快，数据安全性较低，异常掉电会使数据丢失，不能保证数据的完整性。
为了使SSD进行数据写入时，既具有较快的速度，又具有较高的安全性，现有实现方案为：在SSD架构中加入充放电装置与电源装置。发生异常掉电时，电源装置通过充放电装置向Flash控制器继续供电，以使缓存于缓存装置中的数据能够继续写入Flash芯片或者Flash芯片阵列中对应的Flash芯片。
发明人在研究过程中，发现上述为了使SSD进行数据写入时，既具有较快的速度，又具有较高的安全性的现有实现方案至少存在以下缺点：在发生异常掉电的情况下，无法避免电源装置老化对数据安全带来的影响。具体地，电源装置使用一段时间以后，蓄电能力降低，在异常掉电时，无法保证缓存 于缓存装置中的数据完整写入Flash芯片或者Flash芯片阵列中对应的Flash芯片，数据安全存在风险。
发明内容
本发明实施例提供了一种确保数据安全的方法、设备及存储系统，以在发生异常掉电的情况下，避免电源装置老化对数据安全带来的影响。
一种确保数据安全的方法，所述方法包括：
获取电源装置的当前蓄电能力；
根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制。
优选地，根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则控制所述缓存装置关闭。
优选地，所述方法还包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则直接将数据写入非易失性存储介质。
优选地，若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量递减包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值大于第一门限值，小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量为第一预设值；
附图说明
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值大于等于第二门限值，小于等 于所述第一门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至第二预设值线性递减。
优选地，控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至第二预设值线性递减包括：
根据缓存数据量满载的值、表示所述电源装置的当前蓄电能力的值以及所述电源装置蓄电能力满载时的值，控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至所述第二预设值线性递减。
一种确保数据安全的设备，所述设备包括控制装置及缓存装置：
所述控制装置，用于获取为所述设备提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据。
优选地，所述设备包括控制装置及缓存装置：
具体实施方式
所述控制装置，用于获取为所述设备提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据。
优选地，所述控制装置根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置关闭，直接将数据写入存储设备。
一种确保数据安全的存储系统，包括：控制装置、缓存装置以及至少一个存储设备，
所述控制装置，用于获取为所述存储系统提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据；
所述存储设备，用于接收来自所述控制装置或者所述缓存装置的数据。
优选地，所述控制装置根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述存储设备的缓存装置的缓存数据量进行控制，包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置关闭，直接将数据写入所述存储设备。
优选地，所述存储设备包括闪存芯片、闪存芯片阵列、铁电随机存储器FeRAM、参数随机存储器PRAM、或相变随机存储器PCRAM。
可以看出，由于控制装置可以获取电源装置的当前蓄电能力，根据电源装置的当前蓄电能力对缓存装置进行控制，在发生异常掉电的情况下，避免了电源装置老化对数据安全带来的影响。
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一简单地介绍，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它的附图。
图1为本发明实施例方法流程图；
图2为本发明实施例具体方法流程图；
图3为本发明实施例数据流示意图；
图4为本发明实施例设备结构框图；
图5为本发明实施例存储系统具体架构图一；
图6为本发明实施例存储系统具体架构图二。
为了使本发明实施例的上述特征、优点更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明实施例进行详细说明。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，为本发明实施例方法流程图，可以包括以下步骤：
步骤101：获取电源装置的当前蓄电能力；
步骤102：根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制。
本发明实施例的执行主体可以是SSD存储系统中的SSD的控制单元，所述SSD的控制单元可以包括Flash控制器，SSD存储系统中的非易失性存储介质可以包括Flash芯片或者Flash芯片阵列。下面以Flash控制器、Flash芯片或者Flash芯片阵列为例，对图1所示步骤进行详细说明。
请参考图2，为本发明实施例具体方法流程图，可以包括以下步骤：
步骤201：Flash控制器周期性检测电源装置的当前蓄电能力；
电源装置当前蓄电能力的值可以记为POWERnow，电源装置蓄电能力满载时的值可以记为POWERmax。
步骤202：Flash控制器根据电源装置的当前蓄电能力对缓存装置进行控制；
在步骤202中，Flash控制器对缓存装置进行控制可以通过如下方式实现：缓存装置可以缓存的数据量是由缓存装置中有效的存储空间确定的，在电源装置蓄电能力下降时，若电源装置的POWERnow不小于门限值，Flash控制器控制缓存装置中的有效存储空间相应地减少。例如，若缓存装置的有效存储空间为64M，Flash控制器可以控制缓存装置的有效存储空间减少为30M。若电源装置的POWERnow小于门限值，表示电源装置的蓄电能力无法保证Flash控制器控制缓存装置向Flash芯片或者Flash芯片阵列写入数据，Flash控制器关闭缓存装置。
步骤202中，在电源装置蓄电能力下降，且电源装置的POWERnow不小于门限值时，进入步骤203，在电源装置的POWERnow小于门限值时，进入步骤204。
步骤203：Flash控制器将数据缓存于缓存装置中，并控制缓存装置将缓存的数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列，流程结束。
步骤204：直接将数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列，流程结束。
当电源装置的POWERnow不小于门限值时，电源装置的当前蓄电能力可以保证在Flash控制器的控制下，将缓存装置中缓存的数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列。
缓存装置中缓存数据量满载的值可以记为DATAmax，缓存装置中当前缓存数据量可以记为DATAnow。缓存装置中的缓存数据量随着电源装置蓄电能力的变化而变化可以至少通过如下两种方式实现：
第一种方式包括：
若电源装置的POWERnow大于第一门限值，小于电源装置蓄电能力满载时的值，则控制缓存装置中的缓存数据量为第一预设值；
若电源装置的POWERnow大于等于第二门限值，小于等于第一门限值，则控制缓存装置中的缓存数据量由第一预设值至第二预设值线性递减。
具体地，可以参见如下实例：
若POWERnow＝POWERmax，则缓存装置中DATAnow＝DATAmax；
若0.8×POWERmax＜POWERnow＜POWERmax，则缓存装置中DATAnow＝0.7×DATAmax；
若0.3×POWERmax POWERnow≤0.8×POWERmax，则缓存装置中当前缓存数据量由0.7×DATAmax至0.2×DATAmax线性递减，递减方式可以通过如下公式实现：DATAnow＝DATAmax×(POWERnow/POWERmax-10％)；
若POWERnow＜0.3POWERmax，则Flash控制器关闭缓存装置，Flash控制器直接将数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列。
第二种方式为：
对缓存装置中缓存数据量采用定级的方式。具体为：若POWERnow＝POWERmax，则缓存装置中DATAnow为第一级。若0.5×POWERmax＜POWERnow＜POWERmax，则缓存装置中DATAnow为第二级。若0.2×POWERmax≤POWERnow≤0.5×POWERmax，则缓存装置中DATAnow为第三级。若POWERnow＜0.2×POWERmax，则Flash控制器关闭缓存装置，Flash控制器直接将数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列。缓存装置中的DATAnow为第一级、第二级或者第三级，表示缓存装置中的缓存数据量多少的级别。
缓存装置中的缓存数据量随着电源装置蓄电能力的变化而变化的方式不局限于此。
请参考图3，为本发明实施例数据流示意图。图3(a)表示电源装置蓄电能力满载时，缓存装置中缓存数据满载以及数据流的情况；图3(b)表示电源装置蓄电能力的值小于电源装置蓄电能力满载时的值，大于等于门限值时，缓存装置中缓存数据量以及数据流的情况；图3(c)表示电源装置蓄电能力的值小于门限值时，缓存装置关闭以及数据流的情况。可以看出，由于Flash控制器可以周期性对电源装置的当前蓄电能力进行检测，根据检测结果控制缓存装置中的缓存数据量，在发生异常掉电的情况下，避免了电源装置老化对数据安全带来的影响。
请参考图4，为本发明实施例设备结构框图，包括控制装置401及缓存装置402。
所述控制装置401，用于获取为所述设备提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置402，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据。
结合方法实施例，所述控制装置401可以包括Flash控制器，此时，控制装置401对应的存储介质为非易失性存储介质Flash芯片或者Flash芯片阵列。
非易失性存储介质还可以包括：Flash芯片或者Flash芯片阵列、铁电随机存储器(FeRAM)、参数随机存储器(PRAM)、相变随机存储器(PCRAM)等。
下面结合步骤201至步骤205对上述各装置进行详细说明。
Flash控制器周期性检测电源装置的当前蓄电能力。Flash控制器根据电源装置的当前蓄电能力对缓存装置402进行控制。当电源装置的POWERnow不小于门限值时，Flash控制器控制缓存装置402中可以缓存的数据量，并控制缓存装置402将缓存装置402中的数据写入Flash芯片或者Flash芯片阵列。当电源装置的POWERnow小于门限值时，Flash控制器关闭缓存装置401，直接将数据写入Flash芯片或者Flash阵列。具体控制方法可为：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则Flash控制器控制所述缓存装置402中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则Flash控制器控制所述缓存装置402中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则Flash控制器控制所述缓存装置402关闭，直接将数据写入非易失性存储介质。
其中中央处理器CPU和充放电装置可以位于Flash控制器内部，或者充放电装置位于Flash控制器外部，CPU位于Flash控制器内部。
可以看出，由于Flash控制器可以周期性对电源装置的当前蓄电能力进行检测，根据检测结果控制缓存装置402中的缓存数据量，在发生异常掉电的 情况下，避免了电源装置老化对数据安全带来的影响。
本发明实施例还提供了一种确保数据安全的存储系统，包括：控制装置、缓存装置以及至少一个存储设备。
所述控制装置用于获取为所述存储系统提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述存储设备的缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述存储系统的控制装置进行的控制缓存数据；
所述存储设备，用于接收来自所述控制装置或者所述缓存装置的数据。
请参考图5，为本发明实施例存储系统具体架构图一，可以包括：
电源装置501，用于在发生异常掉电的情况下，为存储系统提供掉电保护；
充放电装置502，用于在正常供电时，对电源装置501充电，在发生掉电的情况下，控制电源装置501进行放电；
控制装置503，用于通过充放电装置502检测电源装置501的当前蓄电能力，根据电源装置501的当前蓄电能力对缓存装置504的缓存数据量进行控制。
缓存装置504，用于缓存来自控制装置503的数据；
存储设备阵列505，用于接收来自控制装置503或者缓存装置504的数据。
存储设备阵列505中的存储设备可以是由非易失性存储介质组成的存储设备，所述非易失性存储介质包括Flash芯片、Flash芯片阵列、铁电随机存储器(FeRAM)、参数随机存储器(PRAM)、相变随机存储器(PCRAM)等。
所述控制装置503根据所述电源装置501的当前蓄电能力对缓存装置504的缓存数据量进行控制，其控制方法包括：
若表示所述电源装置501的当前蓄电能力的值等于所述电源装置501蓄电能力满载时的值，则控制装置503控制所述缓存装置504中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置501的当前蓄电能力的值小于所述电源装置501蓄 电能力满载时的值，且大于等于门限值，则控制装置503控制所述缓存装置504中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置501的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则控制装置503控制所述缓存装置504关闭，直接将数据写入所述存储设备阵列505。
图5所示架构图还可以如图6所示。请参考图6，为本发明实施例存储系统具体架构图二，图6中各组成部分执行的步骤与图5相同，具体请参见图5中的描述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明所提供的一种确保数据安全的方法、设备及存储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 (10)
1.一种确保数据安全的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电源装置的当前蓄电能力；
根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则控制所述缓存装置关闭。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则直接将数据写入非易失性存储介质。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量递减包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值大于第一门限值，小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量为第一预设值；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值大于等于第二门限值，小于等于所述第一门限值，则控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至第二预设值线性递减。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至第二预设值线性递减包括：
根据缓存数据量满载的值、表示所述电源装置的当前蓄电能力的值以及所述电源装置蓄电能力满载时的值，控制所述缓存装置中的缓存数据量由所述第一预设值至所述第二预设值线性递减。
6.一种确保数据安全的设备，其特征在于，所述设备包括控制装置及缓存装置：
所述控制装置，用于获取为所述设备提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制装置根据所述电源装置的当前蓄电能力对缓存装置的缓存数据量进行控制包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置关闭，直接将数据写入存储设备。
8.一种确保数据安全的存储系统，包括：控制装置、缓存装置以及至少一个存储设备，其特征在于，
所述控制装置，用于获取为所述存储系统提供电力的电源装置的当前蓄电能力，根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述缓存装置的缓存数据量进行控制；
所述缓存装置，用于根据所述控制装置进行的控制缓存数据；
所述存储设备，用于接收来自所述控制装置或者所述缓存装置的数据。
9.根据权利要求8所述的存储系统，其特征在于，所述控制装置根据所述电源装置的当前蓄电能力对所述存储设备的缓存装置的缓存数据量进行控制，包括：
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值等于所述电源装置蓄电能力满载时的值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量满载；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述电源装置蓄电能力满载时的值，且大于等于门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置中的缓存数据量递减；
若表示所述电源装置的当前蓄电能力的值小于所述门限值，则所述控制装置控制所述缓存装置关闭，直接将数据写入所述存储设备。
10.根据权利要求9所述的存储系统，其特征在于，所述存储设备包括闪存芯片、闪存芯片阵列、铁电随机存储器FeRAM、参数随机存储器PRAM、或相变随机存储器PCRAM。
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| CN101499313A (zh) | 2009-08-05 |
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