CN103677670A - 读数据的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种读数据的方法及装置，该方法包括：存储设备的控制器接收主机发送的读数据请求，读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；存储设备的控制器将所述逻辑地址发送给固态硬盘的控制器；固态硬盘的控制器根据所述逻辑地址在固态硬盘的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得待读取数据的物理地址；固态硬盘的控制器根据待读取数据的物理地址获得待读取数据，并发送给存储设备的控制器；存储设备的控制器向所述主机发送待读取数据。本发明实施例中的映射表为一个映射表，可以根据逻辑地址直接查找物理地址，这样相对于现有技术的两次映射大大减小了上述存储设备和主机的开销，且提高了获取数据的效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种读数据的方法及装置。
背景技术
当前，在存储领域，在传统磁盘的存储阵列中，使用固态硬盘（SolidState Device，简称SSD）作为高速缓存，以作为内存高速缓存的扩展。具体地，以SSD作为高速缓存，可以将SSD提供的存储空间划分成若干个小块。在整个存储系统中，维护有两层映射表：第一层映射表是在存储阵列的内存中维护一个映射表，这个映射表中记录了“存储阵列的逻辑单元号（Logical Unit Number，简称LUN）的逻辑块地址（Logical Block Address，简称LBA）”到“SSD的LBA”的映射关系；第二层映射表是SSD中维护的映射表，这个映射表中记录了“SSD的LBA”到“SSD闪存页的物理块地址（Physics Block Address，简称PBA）”的映射关系。
现有技术中，主机读取数据时，现在上述存储阵列的内存中进行查找，如果没有获取到所需数据，则先根据LUN的LBA信息在第一层映射表中查找到对应的SSD的LBA，然后根据第二层映射表查找到实际存储的位置信息PBA，进而访问实际存储数据的位置获取到数据。
但是，采用现有技术通过两层映射表查找，会使得存储设备读取数据的效率很低。
发明内容
本发明实施例提供一种读数据的方法及装置，用于解决存储设备读取数据效率低的问题。
本发明实施例第一方面提供一种读数据的方法，所述方法应用于存储设备中，所述存储设备包括所述存储设备的控制器，所述存储设备的控制器包括高速缓存设备，所述高速缓存设备包括固态硬盘，其中所述固态硬盘包括所述固态硬盘的控制器和所述固态硬盘的非易失性存储介质，所述方法包括：
所述存储设备的控制器接收主机发送的读数据请求，其中，所述读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；
所述存储设备的控制器将所述逻辑地址发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器根据所述逻辑地址在所述固态硬盘的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得所述待读取数据的物理地址，所述映射表中保存有所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，所述物理地址是指所述待读取数据保存在所述固态硬盘的非易失性存储介质中的地址；
所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的物理地址获得所述待读取数据，并发送给所述存储设备的控制器；
所述存储设备的控制器向所述主机发送所述待读取数据。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述逻辑地址对应的逻辑空间大于所述物理地址对应的物理空间。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，所述方法还包括：
所述存储设备的控制器接收所述主机发送写数据请求，所述写数据请求中包括所述待读取数据；
所述存储设备的控制器将所述待读取数据发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中，包括：
所述固态硬盘的控制器根据所述写数据请求中携带的所述待读取数据的数据类型，将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中；或者，
所述固态硬盘的控制器识别出所述待读取数据的数据类型，并根据所述数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
本发明实施例第二方面提供一种存储设备，所述存储设备包括：所述存储设备的控制器，所述存储设备的控制器包括高速缓存设备，所述高速缓存设备包括固态硬盘，所述固态硬盘包括所述固态硬盘的控制器和所述固态硬盘的非易失性存储介质，其中：
所述存储设备的控制器，用于接收主机发送的读数据请求，其中，所述读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；将所述逻辑地址发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器，用于根据所述逻辑地址在所述固态硬盘的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得所述待读取数据的物理地址，所述映射表中保存有所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，所述物理地址是指所述待读取数据保存在所述固态硬盘的非易失性存储介质中的地址；根据所述待读取数据的物理地址获得所述待读取数据，并发送给所述存储设备的控制器；
所述存储设备的控制器，还用于向所述主机发送所述待读取数据。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实施方式中，所述逻辑地址对应的逻辑空间大于所述物理地址对应的物理空间。
结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实施方式中，所述存储设备的控制器，还用于接收所述主机发送写数据请求，所述写数据请求中包括所述待读取数据；将所述待读取数据发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器，还用于根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，在第二方面的第三种可能的实施方式中，所述固态硬盘的控制器，具体用于根据所述写数据请求中携带的所述待读取数据的数据类型，将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中；或者，
识别出所述待读取数据的数据类型，并根据所述数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
本发明实施例中，非易失性存储介质中保存的映射表为一个映射表，可以根据逻辑地址直接查找物理地址，来获取数据，这样相对于现有技术的两次映射大大减小了上述存储设备以及需要读取该存储设备数据的主机的开销，且提高了读取数据的效率。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明提供的读数据的方法实施例一的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的存储设备实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明提供的读数据的方法实施例一的流程示意图，该方法应用于存储设备中，该存储设备包括该存储设备的控制器，该存储设备的控制器包括高速缓存设备，该高速缓存设备包括固态硬盘（Solid State Drive，简称SSD）。具体地，该SSD包括该SSD的控制器和该SSD的非易失性存储介质（例如Flash颗粒）。
如图1所示，该方法包括：
S101、存储设备的控制器接收主机发送的读数据请求，其中，该读数据请求包括待读取数据的逻辑地址。
S102、存储设备的控制器将上述逻辑地址发送给SSD的控制器。
S103、SSD的控制器根据上述逻辑地址在上述SSD的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得上述待读取数据的物理地址，该映射表中保存有上述逻辑地址与物理地址之间的对应关系，该物理地址是指上述待读取数据保存在上述SSD的非易失性存储介质中的地址。
具体地，SSD的控制器在映射表查询过程中，如果发现上述逻辑地址不存在，或者上述逻辑地址对应的内容为空，则向所述存储设备的控制器返回空；如果查找到物理地址，则继续进行下述步骤。
S104、SSD的控制器根据上述待读取数据的物理地址获得上述待读取数据，并发送给上述存储设备的控制器。
S105、存储设备的控制器向主机发送上述待读取数据。
本实施例中，非易失性存储介质中保存的映射表为一个映射表，可以根据逻辑地址直接查找物理地址，来获取数据，这样相对于现有技术的两次映射大大减小了上述存储设备和主机的开销，且提高了读取数据的效率。
具体实现过程中，上述逻辑地址对应的逻辑空间大于上述物理地址对应的物理空间。具体可以通过多种方式来实现，例如采用比物理空间更大的一维索引表、二级页表、哈希表、排序树等来实现。
进一步地，上述存储设备的控制器接收主机发送的写数据请求，该写数据请求中包括上述待读取数据。存储设备的控制器将该待读取数据发送给SSD的控制器，该SSD的控制器根据上述待读取数据的数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。以便后续根据读请求进行读取。
上述SSD的控制器根据上述待读取数据的数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中，主要是SSD的非易失性存储介质中不同类型的数据是缓存在不同位置的。具体可以是，将第一类数据和第二类数据缓存在SSD的非易失性存储介质中的不同位置。其中，第一类数据的价值高于第二类数据的价值。具体地，上述第一类数据可以是热点数据，即高价值数据，这些数据在未来工作中还会被频繁访问；上述第二类数据为低价值数据，即在未来工作中这些数据很少会被访问，或者不会再被访问。本发明实施例中，将第一类数据和第二类数据分别进行缓存，在存储设备的存储空间不足时，SSD的控制器会优先释放第二类数据，这样可以更合理的发挥高速缓存设备在实际应用中的价值。
具体地，上述SSD的控制器将上述待读取数据的数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中，可以为：SSD的控制器根据上述写数据请求中携带的上述待读取数据的数据类型，将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。这种方式中，是由主机来识别数据类型，直接携带在写数据请求中，SSD的控制器按照写数据请求中的数据类型分别进行缓存即可。或者，
SSD的控制器识别出上述待读取数据的数据类型，并根据上述数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。这种方式中，是由SSD的控制器自己来识别数据类型，先识别出数据类型再根据数据类型进行缓存。或者，
主机向低速缓存设备写入或读取上述待读取数据时，在上述SSD的非易失性存储介质中备份一次上述待读取数据，SSD的控制器根据该待读取数据的属性和频度，识别出该待读取数据的数据类型，并根据上述数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。
进一步地，上述存储设备的控制器还侦听主机访问低速存储设备的访问信息，并根据上述访问信息识别出热点区域，周期性的从上述低速存储设备中读取上述热点区域的数据，并将这些数据发送给SSD的控制器，以使SSD的控制器根据上述数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。这种方式中，主机在对低速存储设备进行访问时，存储设备的控制器会侦听到访问的数据，存储设备的控制器的高速缓存设备并不真正缓存这些访问数据，而是根据这些访问来识别热点区域，之后高速缓存设备可以周期性的通过与低速存储设备之间的访问链路将热点区域中的数据读取过来，以使SSD的控制器根据上述数据类型将上述待读取数据写入上述SSD的非易失性存储介质中。
另外，上述SSD的控制器将第二类数据进行释放，可以具体是，SSD的控制器根据近期最少使用（Least Recently Used，简称LRU）算法，识别出上述第二类数据进行释放，即淘汰掉这些数据，节省高速缓存设备的空间。SSD的控制器还可以根据近似的LRU算法，并结合时间局部性和空间局部性原理识别出第二类数据进行释放。其中近似的LRU算法可以是各种LRU算法的变种，例如最近未使用页淘汰（Non Recently Used，简称NRU）算法等。
图2为本发明实施例提供的存储设备实施例一的结构示意图，如图2所示，该存储设备包括：存储设备的控制器201，该存储设备的控制器201包括高速缓存设备202，高速缓存设备202包括固态硬盘203，具体地，该固态硬盘203包括：固态硬盘的控制器204和固态硬盘的非易失性存储介质205。
存储设备的控制器201，用于接收主机发送的读数据请求，其中，所述读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；将所述逻辑地址发送给固态硬盘的控制器204。固态硬盘的控制器204，用于根据所述逻辑地址在所述固态硬盘的非易失性存储介质204中保存的映射表中进行查询，获得所述待读取数据的物理地址，所述映射表中保存有所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，所述物理地址是指所述待读取数据保存在所述固态硬盘的非易失性存储介质204中的地址；根据所述待读取数据的物理地址获得所述待读取数据，并发送给所述存储设备的控制器。存储设备的控制器201，还用于向所述主机发送所述待读取数据。
进一步地，所述逻辑地址对应的逻辑空间大于所述物理地址对应的物理空间。
上述存储设备的控制器201还用于接收所述主机发送写数据请求，所述写数据请求中包括所述待读取数据；将所述待读取数据发送给固态硬盘的控制器204。
固态硬盘的控制器204，还用于根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入固态硬盘的非易失性存储介质204中。
具体地，固态硬盘的控制器204，根据所述写数据请求中携带的所述待读取数据的数据类型，将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中；或者，识别出所述待读取数据的数据类型，并根据所述数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
上述装置用于执行前述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各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，执行包括上述各方法实施例的步骤；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。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种读数据的方法，所述方法应用于存储设备中，所述存储设备包括所述存储设备的控制器，所述存储设备的控制器包括高速缓存设备，所述高速缓存设备包括固态硬盘，其中所述固态硬盘包括所述固态硬盘的控制器和所述固态硬盘的非易失性存储介质，其特征在于，所述方法包括：
所述存储设备的控制器接收主机发送的读数据请求，其中，所述读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；
所述存储设备的控制器将所述逻辑地址发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器根据所述逻辑地址在所述固态硬盘的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得所述待读取数据的物理地址，所述映射表中保存有所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，所述物理地址是指所述待读取数据保存在所述固态硬盘的非易失性存储介质中的地址；
所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的物理地址获得所述待读取数据，并发送给所述存储设备的控制器；
所述存储设备的控制器向所述主机发送所述待读取数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逻辑地址对应的逻辑空间大于所述物理地址对应的物理空间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述存储设备的控制器接收所述主机发送写数据请求，所述写数据请求中包括所述待读取数据；
所述存储设备的控制器将所述待读取数据发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固态硬盘的控制器根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中，包括：
所述固态硬盘的控制器根据所述写数据请求中携带的所述待读取数据的数据类型，将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中；或者，
所述固态硬盘的控制器识别出所述待读取数据的数据类型，并根据所述数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
5.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括：所述存储设备的控制器，所述存储设备的控制器包括高速缓存设备，所述高速缓存设备包括固态硬盘，所述固态硬盘包括所述固态硬盘的控制器和所述固态硬盘的非易失性存储介质，其中：
所述存储设备的控制器，用于接收主机发送的读数据请求，其中，所述读数据请求包括待读取数据的逻辑地址；将所述逻辑地址发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器，用于根据所述逻辑地址在所述固态硬盘的非易失性存储介质中保存的映射表中进行查询，获得所述待读取数据的物理地址，所述映射表中保存有所述逻辑地址与所述物理地址之间的对应关系，所述物理地址是指所述待读取数据保存在所述固态硬盘的非易失性存储介质中的地址；根据所述待读取数据的物理地址获得所述待读取数据，并发送给所述存储设备的控制器；
所述存储设备的控制器，还用于向所述主机发送所述待读取数据。
6.根据权利要求5所述的存储设备，其特征在于，所述逻辑地址对应的逻辑空间大于所述物理地址对应的物理空间。
7.根据权利要求5所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备的控制器，还用于接收所述主机发送写数据请求，所述写数据请求中包括所述待读取数据；将所述待读取数据发送给所述固态硬盘的控制器；
所述固态硬盘的控制器，还用于根据所述待读取数据的数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
8.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述固态硬盘的控制器，具体用于根据所述写数据请求中携带的所述待读取数据的数据类型，将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中；或者，
识别出所述待读取数据的数据类型，并根据所述数据类型将所述待读取数据写入所述固态硬盘的非易失性存储介质中。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140326 |