CN110389724B - 基于固态硬盘的parity page识别方法和装置 - Google Patents

基于固态硬盘的parity page识别方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于固态硬盘的parity page识别方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；获取基于固态硬盘的parity page识别请求；根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为parity page。本发明通过在用户数据的meta端写入特殊的校验位来区分parity page和一般用户数据page，有效地提升了parity page识别效率。

Description

基于固态硬盘的parity page识别方法和装置
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，特别是涉及一种基于固态硬盘的parity page识别方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
目前，SSD(Solid State Drive，固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，由于其在性能、功耗、环境适应性等方面的优秀指标，正逐步替换传统的硬盘。RAID即磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)，利用在多个存储空间存储一些parity数据实现对用户数据的保护。在目前一些高端固态硬盘中利用固态硬盘中存在多个独立的存储单元DIE来实现RAID功能。在固态硬盘中，物理存储空间被划分为许多的page，page按照block分成很多的集合，而block又可以按照die划分为多个集合。固态硬盘利用DIE之间可以并行读写操作以及独立性，来实现DIE之间的raid功能。
在传统技术中，记录这些写入parity数据的page为parity page，由于为了保证读写性能方面的原因，这些parity page设计时不能全部存放于一个die中，需要分散的存放在这n个die中。Parity page的分散引发另外一个问题，就是parity page的查找，在某些情况下，我们需要知道读取的page里的数据是否为parity数据，由于parity page里的数据是由其它数据生成的，无法简单的设置标志数据来标记。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于固态硬盘的parity page识别方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种基于固态硬盘的parity page识别方法，所述方法包括：
在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；
若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为paritypage。
在其中一个实施例中，所述在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位的步骤包括：
将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；
将其它的user page的数据校验位设置为00。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
判断读取出的page的数据校验位是否为11；
若所述读取出的page的数据校验位为11，则将所述page识别为parity page。
在其中一个实施例中，在所述判断读取出的page的数据校验位是否为11的步骤之后还包括：
若所述读取出的page的数据校验位不为11，则将所述page识别为user page。
一种基于固态硬盘的parity page识别装置，所述装置包括：
设置模块，所述设置模块用于在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
获取模块，所述获取模块用于获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
读取模块，所述读取模块用于根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
判断模块，所述判断模块用于判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；
识别模块，所述识别模块用于若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为parity page。
在其中一个实施例中，所述设置模块还用于：
将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；
将其它的user page的数据校验位设置为00。
在其中一个实施例中，所述判断模块还用于：
判断读取出的page的数据校验位是否为11；
若所述读取出的page的数据校验位为11，则将所述page识别为parity page。
在其中一个实施例中，所述识别模块还用于：
若所述读取出的page的数据校验位不为11，则将所述page识别为user page。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
上述基于固态硬盘的parity page识别方法、装置、计算机设备和存储介质，通过在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；获取基于固态硬盘的parity page识别请求；根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为parity page。本发明通过在用户数据的meta端写入特殊的校验位来区分parity page和一般用户数据page，实现了在识别parity page时，仅需要判断对应的校验位是否为目标校验位即可，有效地提升了parity page识别效率。
附图说明
图1为传统技术中SSD RAID实现方式的示意图；
图2为一个实施例中基于固态硬盘的parity page识别方法的流程示意图；
图3为另一个实施例中基于固态硬盘的parity page识别方法的流程示意图；
图4为再一个实施例中基于固态硬盘的parity page识别方法的流程示意图；
图5为一个实施例中parity page数据校验位设置方法的示意图；
图6为一个实施例中基于固态硬盘的parity page识别装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在传统技术中，一般raid功能的实现为：用户数据按照page大小依次写入各个DIE中对应的page，在raid情况下，假设有N个die，则用户数据只写入N-1个die中，剩下的一个DIE中写入一个parity数据，parity数据有前面n-1比数据相互异或产生，这样这N个page数据中有任意一个数据出错，均可以通过其它N-1比数据之间相互异或来恢复。具体地，图1描述了带raid功能固态存储设备的一般实现方式，每个DIE中拿出一个block组成一个数据相互保护的域，parity page离散的分布在这些block中。为了保证读写性能，需要将paritypage分散的存储于各个die中，parity page的数据是通过相关用户数据异或生成，无法手动设置，导致查找判断parity page变得十分复杂。
本发明提出了parity page的校验位的设置方法，通过在用户数据的meta端写入特殊的校验位来区分parity page和一般用户数据page。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于固态硬盘的parity page识别方法，该方法包括：
步骤202，在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
步骤204，获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
步骤206，根据基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
步骤208，判断page的数据校验位是否为目标数据校验位；
步骤210，若page的数据校验位为目标数据校验位，则将page识别为parity page。
结合参考图5，本实施例提出了一种parity page的校验位的设置方法，通过在用户数据的meta端写入特殊的校验位来区分parity page和一般用户数据page。
具体地，首先在识别parity page之前需要在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位。例如：选取一个page将其校验位设置为01，再选取一个设置为10，其它的全部设置为00，那么parity page对应的校验位必定为11。
然后，获取基于固态硬盘的parity page识别请求，并根据基于固态硬盘的paritypage识别请求读取page的数据校验位。判断page的数据校验位是否为目标数据校验位，若page的数据校验位为目标数据校验位，则将page识别为parity page。例如：读取出的page的校验位为11时则认为该page为parity page，否则即是user page。
在本实施例中，通过在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；获取基于固态硬盘的parity page识别请求；根据基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；判断page的数据校验位是否为目标数据校验位；若page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将page识别为parity page。本方案通过在用户数据的meta端写入特殊的校验位来区分parity page和一般用户数据page，实现了在识别parity page时，仅需要判断对应的校验位是否为目标校验位即可，有效地提升了parity page识别效率。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种基于固态硬盘的parity page识别方法，该方法中在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位的步骤包括：
步骤302，将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；
步骤304，将其它的user page的数据校验位设置为00。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于固态硬盘的parity page识别方法，该方法还包括：
步骤402，判断读取出的page的数据校验位是否为11；
步骤404，若读取出的page的数据校验位为11，则将page识别为parity page；
步骤406，若读取出的page的数据校验位不为11，则将page识别为user page。
参考图5所示，在本实施例中提出的parity page校验位的设置方式包括：在block里，存储在page中的数据有两部分组成，分别是data和meta，data中存储的是有效数据，而meta中存储的是我们额外添加的一些校验数据。假设由N个die组成的raid SSD，那么我们raid相互保护的page也是有n个page组成，其中一个page为parity page，其它的n-1个page我们称之为user page。具体地，在user page的meta区间，我们选取两个比特位作为校验位。在这n-1个user page中我们选取一个page将其校验位设置为01，再选取一个设置为10，其它的全部设置为00，那么我们parity page对应的校验位必定为11。通过该方法，当我们读取出的page的校验位为11时则认为该page为parity page，否则即是user page。
在本实施例中，通过将全部user page中选取两个分别设置为01和10，其它的设置为00，则校验位为11的必定为parity page，实现了在识别parity page时，仅需要判断对应的校验位是否为11即可，有效地提升了parity page识别效率。
应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种基于固态硬盘的parity page识别装置600，该装置包括：
设置模块601，用于在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
获取模块602，用于获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
读取模块603，用于根据基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
判断模块604，用于判断page的数据校验位是否为目标数据校验位；
识别模块605，用于若page的数据校验位为目标数据校验位，则将page识别为parity page。
在一个实施例中，设置模块601还用于：
将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；
将其它的user page的数据校验位设置为00。
在一个实施例中，判断模块604还用于：
判断读取出的page的数据校验位是否为11；
若读取出的page的数据校验位为11，则将page识别为parity page。
在一个实施例中，识别模块605还用于：
若读取出的page的数据校验位不为11，则将page识别为user page。
关于基于固态硬盘的parity page识别装置的具体限定可以参见上文中对于基于固态硬盘的parity page识别方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于固态硬盘的paritypage识别方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于固态硬盘的parity page识别方法，所述方法包括：
在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；
若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为parity page；
所述在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位的步骤包括：将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；将其它的user page的数据校验位设置为00；
所述方法还包括：n个page中包括一个page和n-1个user page；user page中包括data区间和meta区间，data区间中存储有效数据，meta区间中存储校验数据；在user page的meta区间内选取两个比特位作为校验位；在n-1个user page中选取一个user page将其校验位设置为01，再选取另一个user page将其校验位设置为10，其它剩余的user page的校验位全部设置为00；
所述方法还包括：判断读取出的page的数据校验位是否为11；若所述读取出的page的数据校验位为11，则将所述page识别为parity page。
2.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的parity page识别方法，其特征在于，在所述判断读取出的page的数据校验位是否为11的步骤之后还包括：
若所述读取出的page的数据校验位不为11，则将所述page识别为user page。
3.一种基于固态硬盘的parity page识别装置，其特征在于，所述装置包括：
设置模块，所述设置模块用于在多个user page的meta区间中分别插入对应的数据校验位，其中插入的多个对应的数据校验位异或的结果为目标数据校验位；
获取模块，所述获取模块用于获取基于固态硬盘的parity page识别请求；
读取模块，所述读取模块用于根据所述基于固态硬盘的parity page识别请求读取page的数据校验位；
判断模块，所述判断模块用于判断所述page的数据校验位是否为目标数据校验位；
识别模块，所述识别模块用于若所述page的数据校验位为所述目标数据校验位，则将所述page识别为parity page；
所述设置模块还用于：将其中的两个user page的数据校验位分别设置为01和10；将其它的user page的数据校验位设置为00；
所述装置还用于：n个page中包括一个page和n-1个user page；user page中包括data区间和meta区间，data区间中存储有效数据，meta区间中存储校验数据；在user page的meta区间内选取两个比特位作为校验位；在n-1个user page中选取一个user page将其校验位设置为01，再选取另一个user page将其校验位设置为10，其它剩余的user page的校验位全部设置为00；
所述判断模块还用于：判断读取出的page的数据校验位是否为11；若所述读取出的page的数据校验位为11，则将所述page识别为parity page。
4.根据权利要求3所述的基于固态硬盘的parity page识别装置，其特征在于，所述识别模块还用于：
若所述读取出的page的数据校验位不为11，则将所述page识别为user page。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述的方法的步骤。
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