CN112947867A - 全闪存阵列高性能存储系统及电子设备 - Google Patents

全闪存阵列高性能存储系统及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种全闪存阵列高性能存储系统及电子设备，包括：固态硬盘，虚拟机以及监控单元，所述虚拟机，用于向所述固态硬盘发送空间分配指令，并且根据固态硬盘的请求虚拟化出多个虚拟硬盘；固态硬盘，包括硬盘驱动和闪存转换层和资源管理层；所述硬盘驱动用于接收并向资源管理层发送空间分配指令，以及向虚拟机发送注册虚拟的虚拟硬盘；所述资源管理层用于接收空间分配指令，并根据空间分配指令确定创建存储池，并对存储空间中的已存储资源进行池化；所述闪存转换层，用于将池化后的存储空间进行分配以及确定虚拟硬盘的注册请求；监控单元，监控单元用户监测虚拟硬盘运行的实时数据，并且显示这些数据。本申请的系统可以降低成本，并且提高读写速度。

Description

全闪存阵列高性能存储系统及电子设备
技术领域
本发明涉及存储技术领域，尤其涉及全闪存阵列高性能存储系统及电子设备。
背景技术
目前由于磁盘存在抗震性差、存取性能低，体积功耗大等缺点使其不能直接用作航天器的存储平台，这使得我国航空航天技术的发展受到了极大的限制。此外磁盘存储机械的局限性也日益突出。由于磁盘的机械寻道特性，磁盘的I/O速度很难继续提高，低速的磁盘与高速的CPU、总线之间的不协调问题已越来越严重，这极大的影响了计算机技术在国民经济发展中的进一步应用。因此，研究新型的数据存储介质已成为目前我国国民经济和社会发展中的重大需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种全闪存阵列高性能存储系统及电子设备，以解决机械寻道特性，磁盘的I/O速度很难继续提高，低速的磁盘与高速的CPU、总线之间的不协调问题。
本申请的一些实施方式提供了一种全闪存阵列高性能存储系统及电子设备。以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。
第一方面，本发明提供一种全闪存阵列高性能存储系统，包括：固态硬盘，虚拟机以及监控单元，
所述虚拟机，用于向所述固态硬盘发送空间分配指令，并且根据固态硬盘的请求虚拟化出多个虚拟硬盘；
所述固态硬盘，包括硬盘驱动和闪存转换层和资源管理层；
所述硬盘驱动用于接收并向所述资源管理层发送空间分配指令，以及向所述虚拟机发送注册虚拟的虚拟硬盘；
所述资源管理层用于接收空间分配指令，并根据所述空间分配指令确定创建存储池，并对存储空间中的已存储资源进行池化；
所述闪存转换层，用于将所述池化后的存储空间进行分配以及确定虚拟硬盘的注册请求；
所述监控单元，所述监控单元用户监测所述虚拟硬盘运行的实时数据，并且显示这些数据。
根据本申请的一个实施例，所述闪存转换层将所述池化后的存储空间按区进行划分，并且所述闪存转换成确定想虚拟硬盘的注册请求时，并且所述注册请求包括划分后存储空间的逻辑物理地址；所述虚拟机按照划分后的逻辑物理地址虚拟化出对应的虚拟硬盘。
根据本申请的一个实施例，所述闪存转换层还用于创建闪存物理空间对应映射表，所述映射表包括所述划分后存储空间的逻辑物理地址。
根据本申请的一个实施例，所述虚拟机还用于将所述虚拟硬盘导出，以使虚拟硬盘以块设备的方式存在。
根据本申请的一个实施例，所述实时数据包括每秒进行读写操作的次数，以及全执行一个指令所需的时钟周期。
根据本申请的一个实施例，全闪存阵列高性能存储系统还包括控制开关，所述控制开关与所述监控单元连接，用于控制监控单元监控开启和关闭。
根据本申请的一个实施例，所述虚拟硬盘设有多个软接口，所述多个软接口分别与数据库和文件系统连接。
根据本申请的一个实施例，所述虚拟硬盘位虚拟硬盘阵列。
第二方面，本申请还提供一种电子设备，包括：处理器；和全闪存阵列高性能存储系统，其中，全闪存阵列高性能存储系统为第一方面实施例的系统。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本申请实施例的全闪存阵列高性能存储系统，能够提高单台设备的裸存储量，采用虚拟的硬盘阵列，降低成本，并且提高读写速度。并且硬盘内的空间可以得到统一化的管理。此外还可以以块设备的形式提供给客户，便于使用，提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例的全闪存阵列高性能存储系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的电子设备的结构示意图；
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。
下面将结合附图对本申请实施例的全闪存阵列高性能存储系统作进一步地详细描述。
根据本申请的一些实施例公开一种全闪存阵列高性能存储系统100，包括：固态硬盘120，虚拟机110以及监控单元130。
具体地，所述虚拟机110用于向所述固态硬盘120发送空间分配指令，例如，虚拟机110在接收到设备处理器发送的需求空间大小的请求时，虚拟机110将根据该需求空间的请求发送给固态硬盘120，以使固态硬盘120根据该请求分配合理的空间。此外，固态硬盘120也可以向虚拟机110请求虚拟化多个虚拟硬盘。例如，当固态硬盘120的空间不足，或者其空间占用率达到设定的空间占用率已达50％，则固态硬盘120则可以向虚拟机110发送请求，例如，可以包括固态硬盘120阵列空间，或者是经过区域划分的或逻辑卷等状态的请求。以使虚拟机110根据请求的内容虚拟化出多个虚拟硬盘，提高存储量。
在本申请的实施例中，所述固态硬盘120包括硬盘驱动121和闪存转换层123和资源管理层122。其中，所述硬盘驱动121用于接收并向所述资源管理层122发送空间分配指令，以及向所述虚拟机110发送注册虚拟的虚拟硬盘。所述资源管理层122用于接收空间分配指令，并根据所述空间分配指令确定创建存储池，并对存储空间中的已存储资源进行池化，以使得该存储系统100在数据存储和处理的过程中统一进行管理。所述闪存转换层123，用于将所述池化后的存储空间进行分配以及确定虚拟硬盘的注册请求。所述监控单元130，所述监控单元130用户监测所述虚拟硬盘运行的实时数据，并且将这些实时数据发送给用户端，以使用户端显示这些数据，便于用户观察存储系统100处理数据的能力。
根据本申请实施例的全闪存阵列高性能存储系统100，能够提高单台设备的裸存储量，采用虚拟的硬盘阵列，降低成本，并且提高读写速度。并且硬盘内的空间可以得到统一化的管理。此外还可以以块设备的形式提供给客户，客户便于了解虚拟硬盘的性能，提高了用户体验。
在本申请的一个实施例中，所述闪存转换层123将所述池化后的存储空间按区进行划分，并且所述闪存转换成确定想虚拟硬盘的注册请求时，并且所述注册请求包括划分后存储空间的逻辑物理地址，所述虚拟机110按照划分后的逻辑物理地址虚拟化出对应的虚拟硬盘。以便于虚拟硬盘与固态硬盘120的空间地址进行对应，便于使用。
在本申请的一个实施例中，所述闪存转换层123还用于创建多个闪存物理空间对应映射表，所述映射表包括所述划分后存储空间的逻辑物理地址。也就是说，本申请固态硬盘120可通过闪存转换层123创建多个划分后存储空间的逻辑物理地址映射表，每个地址映射表可对应一个独立的虚拟硬盘，实现了将固态硬盘120虚拟化为多个独立的逻辑硬盘，提高了资源的使用效率。
在本申请的一个实施例中，所述虚拟机110还用于将所述虚拟硬盘导出，以使虚拟硬盘以块设备的方式存在，便于用户使用。
在本申请的一个实施例中，所述实时数据包括每秒进行读写操作的次数，以及全执行一个指令所需的时钟周期。用户可以直接了解存储系统100的存储能力。此外，存储系统100还包括控制开关，所述控制开关与所述监控单元130连接，用于控制监控单元130监控开启和关闭。
优选地，所述虚拟硬盘设有多个软接口，所述多个软接口分别与数据库和文件系统连接。
优选地，所述虚拟硬盘位虚拟硬盘阵列，提高存储能力同时，压缩存储空间。
根据本申请实施例的全闪存阵列高性能存储系统100，能够提高单台设备的裸存储量，采用虚拟的硬盘阵列，降低成本，并且提高读写速度。并且硬盘内的空间可以得到统一化的管理。此外还可以以块设备的形式提供给客户，客户便于了解虚拟硬盘的性能，提高了用户体验。
根据本申请第二方面实施例的电子设备，包括：处理器200；和全闪存阵列高性能存储系统100，其中，全闪存阵列高性能存储系统为上述第一方面实施例的所述的系统。其具体的结构和作用在上述实施例中已经说明，此处不在赘述。
本申请公开的机制的各实施例可以被实现在硬件、软件、固件或这些实现方法的组合中。本申请的实施例可实现为在可编程系统上执行的计算机程序或程序代码，该可编程系统包括至少一个处理器、存储系统(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备以及至少一个输出设备。
可将程序代码应用于输入指令，以执行本申请描述的各功能并生成输出信息。可以按已知方式将输出信息应用于一个或多个输出设备。为了本申请的目的，处理系统包括具有诸如例如数字信号处理器(DSP)、微控制器、专用集成电路(ASIC)或微处理器之类的处理器的任何系统。
程序代码可以用高级程序化语言或面向对象的编程语言来实现，以便与处理系统通信。在需要时，也可用汇编语言或机器语言来实现程序代码。事实上，本申请中描述的机制不限于任何特定编程语言的范围。在任一情形下，该语言可以是编译语言或解释语言。
在一些情况下，所公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。所公开的实施例还可以被实现为由一个或多个暂时或非暂时性机器可读(例如，计算机可读)存储介质承载或存储在其上的指令，其可以由一个或多个处理器读取和执行。例如，指令可以通过网络或通过其他计算机可读介质分发。因此，机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制，包括但不限于，软盘、光盘、光碟、只读存储器(CD-ROMs)、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存、或用于利用因特网以电、光、声或其他形式的传播信号来传输信息(例如，载波、红外信号数字信号等)的有形的机器可读存储器。因此，机器可读介质包括适合于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的机器可读介质。
在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。
需要说明的是，本申请各设备实施例中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元/模块可以是一个物理单元/模块，也可以是一个物理单元/模块的一部分，还可以以多个物理单元/模块的组合实现，这些逻辑单元/模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元/模块所实现的功能的组合才是解决本申请所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本申请的创新部分，本申请上述各设备实施例并没有将与解决本申请所提出的技术问题关系不太密切的单元/模块引入，这并不表明上述设备实施例并不存在其它的单元/模块。
需要说明的是，在本专利的示例和说明书中，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。
虽然通过参照本申请的某些优选实施例，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (9)

1.一种全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，包括：固态硬盘，虚拟机以及监控单元，
所述虚拟机，用于向所述固态硬盘发送空间分配指令，并且根据固态硬盘的请求虚拟化出多个虚拟硬盘；
所述固态硬盘，包括硬盘驱动和闪存转换层和资源管理层；
所述硬盘驱动用于接收并向所述资源管理层发送空间分配指令，以及向所述虚拟机发送注册虚拟的虚拟硬盘；
所述资源管理层用于接收空间分配指令，并根据所述空间分配指令确定创建存储池，并对存储空间中的已存储资源进行池化；
所述闪存转换层，用于将所述池化后的存储空间进行分配以及确定虚拟硬盘的注册请求；
所述监控单元，所述监控单元用于监测所述虚拟硬盘运行的实时数据，并将所述实时数据发送给用户端进行显示。
2.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，
所述闪存转换层将所述池化后的存储空间按区进行划分，并且所述闪存转换成确定想虚拟硬盘的注册请求时，并且所述注册请求包括划分后存储空间的逻辑物理地址；
所述虚拟机按照划分后的逻辑物理地址虚拟化出对应的虚拟硬盘。
3.根据权利要求2所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，所述闪存转换层还用于创建闪存物理空间对应映射表，所述映射表包括所述划分后存储空间的逻辑物理地址。
4.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，所述虚拟机还用于将所述虚拟硬盘导出，以使虚拟硬盘以块设备的方式存在。
5.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，所述实时数据包括每秒进行读写操作的次数，以及全执行一个指令所需的时钟周期。
6.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，还包括控制开关，所述控制开关与所述监控单元连接，用于控制监控单元监控开启和关闭。
7.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，所述虚拟硬盘设有多个软接口，所述多个软接口分别与数据库和文件系统连接。
8.根据权利要求1所述的全闪存阵列高性能存储系统，其特征在于，所述虚拟硬盘为虚拟硬盘阵列。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；和存储系统，其中，全闪存阵列高性能存储系统为权利要求1-8任一项所述的全闪存阵列高性能存储系统。
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