CN112988046A - 存储系统、其存储装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种存储系统，包括：至少一个主机；以及多个存储装置，通过网络联接到至少一个主机。多个存储装置中的每一个通过监控存储装置的硬件状态和软件状态来生成存储装置的状态信息，并且其中，多个存储装置之中的源存储装置基于除源存储装置之外的存储装置的状态信息，选择至少一个目标存储装置，并且将该源存储装置的分布目标数据传输到至少一个目标存储装置，该源存储装置为需要数据分布的存储装置。

Description

存储系统、其存储装置及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月17日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0168842的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术领域
各个实施例可以总体涉及一种数据处理系统，并且更特别地，涉及存储系统、用于该存储系统的存储装置及该存储系统的操作方法。
背景技术
高速非易失性存储器(NVMe)是一种使用高速外围组件互连(PCIe)的物理接口的NVM专用协议。
NVMe覆盖结构(NVMe-over fabric，NVMe-oF)是可以通过诸如以太网、光纤通道、无限带宽等的结构网络将数百或数千个符合NVMe的存储装置相互连接的技术。
随着对用于处理大数据的以存储器为中心的计算装置的需求增加，需要更多的计算资源、高带宽网络以及高性能和大容量的存储装置。
为了使主机的负担最小化已经进行了各种研究，例如，在以存储器为中心的计算装置中通过将操作处理从主机卸载到存储装置来使该存储装置与该主机之间的数据移动最小化。
发明内容
在本公开的实施例中，一种存储系统可以包括：至少一个主机；以及多个存储装置，通过网络联接到该至少一个主机，其中多个存储装置中的每一个通过监控存储装置的硬件状态和软件状态来生成存储装置的状态信息，并且其中多个存储装置之中的源存储装置基于除源存储装置之外的存储装置的状态信息，选择至少一个目标存储装置，并且将该源存储装置的分布目标数据传输到该至少一个目标存储装置，该源存储装置为需要数据分布的存储装置。
在本公开的实施例中，一种存储装置，其通过网络联接到至少一个主机，该存储装置包括：控制器；以及数据存储装置，根据控制器的控制来存储和读取数据；其中该控制器包括：网络接口，将存储装置联接到网络；存储接口，提供控制器与数据存储装置之间的通信通道；以及处理器，通过监控存储装置的硬件状态和软件状态来生成并存储该存储装置的第一状态信息，当根据监控结果数据分布有必要时，将存储装置设置为源存储装置，基于连接到网络的多个存储装置的第二状态信息选择至少一个目标存储装置，并且将源存储装置的分布目标数据传输到至少一个目标存储装置，多个存储装置与该存储装置不同。
在本公开的实施例中，一种存储系统的操作方法可以包括：由多个存储装置中的每一个通过监控多个存储装置中的每一个的硬件状态和软件状态来生成并存储状态信息，该多个存储装置通过网络联接到至少一个主机；由源存储装置基于多个存储装置之中除源存储装置之外的存储装置的状态信息选择至少一个目标存储装置，源存储装置是根据监控结果需要数据分布的存储装置；并且由源存储装置向至少一个目标存储装置传输分布目标数据。
下面更详细地描述这些和其他特征、方面和实施例。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开主题的以上和其他方面、特征和优点，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的存储系统的配置的示图；
图2A和图2B是示出根据本公开的实施例的存储系统的配置的示图；
图3是示出根据本公开的实施例的存储装置的配置的示图；
图4是示出根据本公开的实施例的数据分布管理器的配置的示图；
图5是示出根据本公开的实施例的数据分布管理器和基板管理控制器(BMC)的配置的示图；
图6是说明根据本公开的实施例的存储装置的数据分布控制方法的流程图；
图7是说明根据本公开的实施例的存储装置的数据分布控制方法的概念图；
图8和图9是说明根据本公开的实施例的选择目标存储装置的方法的流程图；
图10和图11是说明根据本公开的实施例的共享和更新状态信息的方法的流程图；
图12是说明根据本公开的实施例的存储装置的数据分布控制方法的流程图；
图13是说明根据本公开的实施例的存储装置的数据分布控制方法的概念图；并且
图14是示出根据实施例的包括数据存储装置的网络系统的示图。
具体实施方式
参照附图详细地描述了本教导的各个实施例。附图是各个实施例的示意图。这样，可以预料到从图示配置的变型。因此，所描述的实施例不应被解释为限于本文中所示出的特定配置，而是可以包括不偏离所附权利要求书中所限定的本教导的精神和范围的配置中的偏差。
尽管示出并描述了本教导的一些实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，可以在不脱离本教导的原理和精神的情况下对这些实施例进行改变。
图1是示出根据实施例的存储系统1的配置的示图。
存储系统1可以包括至少一个主机110和通过网络130联接到至少一个主机110的多个存储装置(SD1至SDn)200-1至200-n。
网络130可以是诸如以太网、光纤通道、无限带宽等的结构网络。
存储装置200-1至200-n可以是固态驱动器(SSD)，例如，以太网SSD(eSSD)。
至少一个主机110可以设置与存储装置200-1至200-n的NVMe-oF连接。
网络交换机121可以提供多个存储装置200-1至200-n可以通过网络130联接到至少一个主机110的环境。网络交换机121可以在其内部存储器(未示出)中存储用于识别存储装置200-1至200-n的地址，并允许至少一个主机110中的每一个执行与存储装置200-1至200-n之中的特定存储装置的数据交换。
网络交换机121可以以第一速度通过上行链路端口与主机110通信，并且可以以第二速度通过下行链路端口与多个存储装置200-1至200-n通信。
多个存储装置200-1至200-n可以提供高性能和大容量的数据存储解决方案。NVMe-oF协议可以允许在主机110中驱动的应用程序以远程直连存储(rDAS)的方式被卸载到多个存储装置200-1至200-n中并在多个存储装置200-1至200-n中进行处理。
图2A和图2B示出根据实施例的存储系统的配置。
参照图2A，存储系统10可以包括至少一个主机110和通过网络130连接到至少一个主机110的存储底盘120。
网络130可以是诸如以太网、光纤通道、无限带宽等的结构网络。
存储底盘120可以包括多个存储装置(SD1至SDn)200-1至200-n。在实施例中，存储装置200-1至200-n可以是固态驱动器(SSD)，例如，以太网SSD(eSSD)。
至少一个主机110可以设置与存储底盘120中的存储装置200-1至200-n的NVMe-oF连接。
存储底盘120可进一步包括网络交换机121、基板管理控制器(BMC)123和BMC交换机125。多个存储装置200-1至200-n可以联接到或安装在主板或基板上。
网络交换机121可以提供多个存储装置200-1至200-n可以通过网络130联接到至少一个主机110的环境。网络交换机121可以在其内部存储器(未示出)中存储用于识别存储装置200-1至200-n的地址，并允许至少一个主机110中的每一个执行与存储装置200-1至200-n之中的特定存储装置的数据交换。
网络交换机121可以以第一速度通过上行链路端口与主机110通信，并且可以以第二速度通过下行链路端口与多个存储装置200-1至200-n通信。
BMC 123可以联接到网络交换机121，并且被配置为管理存储底盘120中的内部元件。特别地，BMC 123管理多个存储装置200-1至200-n和网络交换机121。在实施例中，BMC123可以通过根据系统管理员所提供的命令设置多个存储装置200-1至200-n和网络交换机121来设置启动和控制路径。BMC 123可以检查诸如多个存储装置200-1至200-n的连接状态、寿命、温度和日志信息的硬件健康状况信息以及功耗信息。
BMC交换机125可以提供多个存储装置200-1至200-n和BMC 123可以彼此连接的环境。在实施例中，BMC交换机125可以包括高速外围组件互连(PCIe)交换机。
多个存储装置200-1至200-n、网络交换机121、BMC 123和BMC交换机125可以一起安装在底盘或外壳(enclosure)中以构成存储底盘120。
多个存储装置200-1至200-n可以提供高性能和大容量的数据存储解决方案。NVMe-oF协议可以允许在主机110中驱动的应用程序以远程直连存储(rDAS)的方式被卸载到多个存储装置200-1至200-n中并在多个存储装置200-1至200-n中进行处理。
参照图2B，根据实施例的存储系统100可以包括至少一个主机110和通过网络130连接到至少一个主机110的存储机架1200。
存储机架1200可以包括机架交换机1210和多个存储底盘120-1至120-m。
机架交换机1210可以被配置为在多个存储底盘120-1至120-m之间提供连接。
存储底盘120-1至120-m中的每一个可以具有如下配置：诸如eSSD的多个存储装置通过网络交换机和BMC联接到或安装在主板上。
在实施例中，多个存储底盘120-1至120-m中的每一个可以由图2A所示的存储底盘120配置。
在另一方面，构成图1、图2A和图2B的存储系统1、10和100的存储装置200-1至200-n可以被配置为独立于主机110、无需主机110的干预而在多个存储装置200-1至200-n之间分布数据。
参照图2A，在多个存储装置200-1至200-n之中，需要数据分布的存储装置可以被称为“源存储装置”，并且从源存储装置接收并存储分布目标数据的存储装置可以被称为“目标存储装置”。分布目标数据表示需要从源存储装置传输到目标存储装置的数据。
多个存储装置200-1至200-n中的任意一个可以是源存储装置，源存储装置可以基于该源存储装置以外的其余存储装置的状态信息选择至少一个目标存储装置，并且可以将分布目标数据分布到所选择的目标存储装置。
在实施例中，源存储装置可以将作为根据设定的标准选择的数据的分布目标数据传输到目标存储装置，并且目标存储装置可以存储从源存储装置传输的分布目标数据。因此，源存储装置的分布目标数据可以被分布并存储在目标存储装置中。在实施例中，源存储装置可以将分布目标数据划分为多条分布目标数据，并将多条分布目标数据分布到多个目标存储装置。
在实施例中，状态信息可以是由存储装置200-1至200-n通过监控存储装置200-1至200-n的状态，例如硬件和软件状态，而收集的信息。硬件状态可以包括剩余存储容量、坏块的数量、温度、寿命等中的一个或多个。软件状态可以包括忙碌度、由主机110提供的请求的数量、由主机110频繁请求的请求模式、由主机110请求的数据模式等中的一个或多个。
可以通过使用各种方法在存储装置200-1至200-n之间共享状态信息，并且需要数据分布的源存储装置可以基于状态信息选择至少一个目标存储装置，并将数据分布到所选择的目标存储装置。
在实施例中，可以根据请求和响应方法来共享状态信息。在请求和响应方法中，源存储装置可以请求其他存储装置向其传输其他存储装置的状态信息。可选地，在请求和响应方法中，源存储装置可以向其他存储装置传输数据分布所需的条件，例如状态信息的详细条件，并且根据其他存储装置之中满足详细条件的存储装置提供的响应，源存储装置可以在满足详细条件的存储装置之中选择至少一个目标存储装置，并且可以将分布目标数据分布到该至少一个目标存储装置。
在实施例中，可以根据广播和查询方法来共享状态信息。在广播和查询方法中，当在存储系统10或100中采用存储装置200-1至200-n时，存储装置200-1至200-n中的每一个可以将其状态信息传输(广播)到存储装置200-1至200-n之中的其他存储装置。接收其他存储装置的状态信息的存储装置200-1至200-n中的每一个可以在其中存储所接收到的状态信息。需要在存储装置200-1至200-n之间进行数据分布的源存储装置可以基于存储在其中的其他存储装置的状态信息来选择至少一个目标存储装置。
可选地，在广播和查询方法中，当在存储系统10或100中采用存储装置200-1至200-n时，存储装置200-1至200-n可以将状态信息传输(广播)到BMC 123，并且BMC 123可以在其中存储存储装置200-1至200-n的状态信息。需要数据分布的源存储装置可以基于存储在BMC 123中的状态信息来选择至少一个目标存储装置。
当根据广播和查询方法共享状态信息时，存储装置200-1至200-n中的每一个可以在正在被监控的存储装置的状态信息的变化等于或大于设定的阈值时，将其改变后的状态信息传输到其他存储装置或BMC123，以便更新其他存储装置或BMC 123中存储的状态信息。因此，存储装置200-1至200-n的状态信息可以反映存储装置200-1至200-n的最新状态。
在实施例中，参照图2A和图2B，多个存储底盘120-1至120-m中的每一个的BMC 123可以周期性地收集多个存储底盘120-1至120-m的每一个中包括的存储装置200-1至200-n的状态信息，并且将所收集到的状态信息广播到其他存储底盘，使得多个存储底盘120-1至120-m中的每一个的BMC 123可以包括存储系统10或100中的所有存储装置的最新状态信息。因此，存储系统10或100中的每个存储装置可以基于其中包括该存储装置的相应存储底盘的BMC 123中存储的状态信息，将数据分布到多个存储底盘120-1至120-m中的任意存储装置。
图3是示出根据实施例的存储装置200的配置的示图。存储装置200可以对应于图1、图2A和图2B所示的多个存储装置200-1至200-n中的任意一个，例如存储装置200-1。
参照图3，存储装置200可以包括控制器2100、数据存储装置2200、缓冲存储器2230和电源2240。数据存储装置2200可以包括多个非易失性存储器装置(NVM)2200-0至2200-L，L是正整数。
控制器2100可以分析和处理从主机110输入的信号。控制器2100可以根据用于驱动数据存储装置2200的固件或软件进行操作。
在实施例中，控制器2100可以执行：执行用于管理数据存储装置2200的垃圾收集、地址映射、损耗均衡等的闪存转换层(FTL)的功能；检测和校正从数据存储装置2200读出的数据的错误的功能等。
缓冲存储器2300可以临时存储待存储在数据存储装置2200中的数据。缓冲存储器2300还可以临时存储从数据存储装置2200读出的数据。可以根据控制器2100的控制将临时存储在缓冲存储器2300中的数据传输到主机110、数据存储装置2200或另一存储装置。
非易失性存储器装置2200-0至2200-L可以用作存储装置200的存储介质。非易失性存储器装置2200-0至2200-L可以通过多个通道CH0至CHk联接到控制器2100。一个或多个非易失性存储器装置可以联接到一个通道。联接到相同通道的非易失性存储器装置可以联接到相同的信号总线或相同的数据总线，或其两者。
电源2400可以通过电源连接器向控制器2100、非易失性存储器装置2200-0至2200-L以及缓冲存储器2300提供电力输入。电源2400可以进一步包括辅助电源，该辅助电源被配置为向存储装置200供电，使得当突然断电(SPO)发生时，存储装置200正常关闭。
在实施例中，控制器2100可以包括处理器2101、网络接口(IF)2103、转换器2105、存储接口(IF)2107、BMC接口(IF)2109和缓冲存储器(BM)管理器2111。根据存储系统1、10和100的实施类型，可以省略BMC接口2109。
处理器2101可以被配置为软件和硬件的组合形式，并且驱动被加载以操作存储装置200的软件或固件。
网络接口2103可以通过网络交换机121在存储装置200和网络130之间提供通信通道以与主机110通信。
转换器2105可以被配置为在将存储装置200连接到网络130的网络接口2103的通信协议与存储装置200内部的通信协议之间执行转换。
存储接口2107可以提供用于控制器2100和数据存储装置2200之间的信号交换的通信通道。存储接口2107可以根据处理器2101的控制将临时存储在缓冲存储器2300中的数据写入数据存储装置2200中。存储接口2107可以将从数据存储装置2200读出的数据传输到缓冲存储器2300，使得所读取的数据被临时存储在缓冲存储器2300中。
BMC接口2109可以通过BMC交换机125在存储装置200和BMC123之间提供通信通道。在实施例中，BMC接口2109可以是PCIe接口。
BM管理器2111可以被配置为管理缓冲存储器2300的使用状态。在实施例中，BM管理器2111可以将缓冲存储器2300划分为多个区域(槽(slot))，并且分配或释放这些区域以便临时存储数据。
处理器2101可以包括数据分布管理器2500。
在实施例中，数据分布管理器2500可以被配置为收集被设置为在存储系统1、10和100的存储装置200-1至200-n之间共享的存储装置200的状态信息，并将所收集到的状态信息传输到存储系统1、10和100的其他存储装置或传输到BMC 123。数据分布管理器2500可以从其他存储装置接收状态信息并将其存储，或者可以访问BMC 123以从其他存储装置查询状态信息。例如，当存储装置200对应于存储系统1、10和100的存储装置200-1时，存储装置200-1的数据分布管理器2500可以收集存储装置200-1的状态信息并将存储装置200-1的状态信息传输到其他存储装置200-2至200-n，或接收并存储其他存储装置200-2至200-n的状态信息。
当有必要分布存储装置200(例如，存储装置200-1)的数据时，数据分布管理器2500可以被配置为基于其他存储装置的状态信息从其他存储装置(例如，存储装置200-2至200-n)之中选择目标存储装置，并且将存储装置200的数据分布到所选择的目标存储装置。
在实施例中，例如，数据分布管理器2500可以请求其他存储装置发送其他存储装置的状态信息，并基于从其他存储装置接收到的状态信息来选择目标存储装置。在另一示例中，数据分布管理器2500可以参考在其他存储装置广播状态信息时接收并存储在其中的状态信息，以便在其他存储装置之中选择目标存储装置。在又一示例中，数据分布管理器2500可以参考在BMC 123中收集到的状态信息以选择目标存储装置。
在另一实施例中，数据分布管理器2500可以将状态信息的详细条件传输到其他存储装置，并且在响应详细条件的传输的存储装置之中选择目标存储装置。
在实施例中，数据分布管理器2500可以根据请求和响应方法或广播和查询方法来控制待共享的状态信息。
请求和响应方法可以是除源存储装置之外的存储装置响应于来自源存储装置的传输请求将状态信息传输到源存储装置的方法，或者是满足从源存储装置传输的状态信息的详细条件的存储装置对源存储装置做出响应的方法。
广播和查询方法可以是在存储系统1、10或100中所采用的存储装置200-1至200-n中的每一个将其状态信息传输到其他存储装置或BMC123并且源存储装置参考该状态信息的方法。
图4是示出根据实施例的数据分布管理器2500-1的配置的示图。图4的数据分布管理器2500-1可以对应于图3所示的存储装置200中的数据分布管理器2500。因此，将参照图3描述数据分布管理器2500-1。
参照图4，数据分布管理器2500-1可以包括状态信息生成器2501、状态信息管理器2503、选择器2505、数据分布控制器2507、状态信息管理表2520和分布数据管理表2530。
状态信息生成器2501可以被配置为通过数据存储装置2200和处理器2101来收集被设置为在存储系统10和100中共享的存储装置200的状态信息，并将所收集到的状态信息存储在状态信息管理表2520中。
状态信息可以是由存储装置200通过监控存储装置200的状态，例如存储装置200的硬件状态和软件状态，而收集的信息。硬件状态可以包括剩余存储容量、坏块的数量、温度、寿命等中的一个或多个。例如，可以从数据存储装置2200获得剩余存储容量和坏块的数量。软件状态可以是忙碌程度、从主机110接收到的请求的数量、由主机110频繁请求的请求模式、由主机110请求的数据模式等中的一个或多个。状态信息生成器2501可以被配置为当正在被监控的存储装置200的状态的变化等于或大于阈值时，再次收集存储装置200的状态信息并更新状态信息管理表2520中存储的状态信息。
状态信息管理器2503可以将由状态信息生成器2501收集并存储在状态信息管理表2520中的存储装置200的状态信息提供给在存储系统中所采用的其他存储装置，或者从其他存储装置接收状态信息，并将所接收到的状态信息存储在状态信息管理表2520中。
在实施例中，如果存在来自不同于存储装置200的源存储装置的状态信息请求，则状态信息管理器2503可以被配置为提取状态信息管理表2520中存储的存储装置200的状态信息，并且响应于源存储装置的状态信息请求将所提取的状态信息传输到源存储装置。在实施例中，当从源存储装置传输状态信息的详细条件时，状态信息管理器2503可以通过参考状态信息管理表2520中存储的存储装置200的状态信息来确认存储装置200的状态信息是否满足详细条件，并且当状态信息满足详细条件时，对源存储装置做出响应。
在实施例中，由于在存储系统10或100中采用了存储装置200，状态信息生成器2501可以收集存储装置200的状态信息，并且状态信息管理器2503可以将所收集到的状态信息广播到存储系统10或100中的其他存储装置。
选择器2505可以监控是否有必要分布存储装置200中存储的数据。当数据分布有必要时，选择器2505可以被配置为通过请求其他存储装置发送状态信息、将状态信息的详细条件传输到其他存储装置、或参考其他存储装置所广播的状态信息，来选择至少一个目标存储装置。
在实施例中，选择器2505可以基于响应于状态信息请求从其他存储装置接收到的状态信息来选择至少一个目标存储装置，在满足状态信息详细条件的存储装置之中选择至少一个目标存储装置，或者参考其他存储装置的广播的状态信息选择至少一个目标存储装置。
在实施例中，选择器2505可以基于包括诸如剩余存储容量、坏块的数量、温度、寿命等的数据存储装置2200的硬件状态的存储装置200的状态，以及存储装置200的软件状态，来确定数据分布是否有必要，但是实施例不限于此。在实施例中，选择器2505可以基于被监控以收集状态信息的存储装置200的硬件和软件状态来确定数据分布是否有必要。
当选择器2505选择了至少一个目标存储装置时，数据分布控制器2507可以选择待分布的数据(分布目标数据)，并且将所选择的分布目标数据传输到至少一个目标存储装置。数据分布控制器2507可以在分布数据管理表2530中存储分布目标数据的位置，例如将分布目标数据向其分布的至少一个目标存储装置的物理地址。
可以基于诸如主机110的请求模式、存储有分布目标数据的数据存储装置2200的寿命等各种条件中的一个或多个来选择分布目标数据。
图5是示出根据实施例的数据分布管理器2500-2和BMC 123的配置的示图。图5的数据分布管理器2500-2可以对应于图3所示的存储装置200中的数据分布管理器2500，并且图5的BMC 123可以对应于图2A所示的BMC 123。因此，将参照图2A和图3描述数据分布管理器2500-2。
数据分布管理器2500-2可以包括状态信息生成器2501、选择器2505、数据分布控制器2507和分布数据管理表2530。
BMC 123可以包括状态信息管理器1231和状态信息管理表1233。
状态信息生成器2501可以通过数据存储装置2200和处理器2101收集被设定为在存储系统10和100中共享的状态信息，并将所收集到的状态信息传输到BMC 123的状态信息管理器1231。状态信息管理器1231可以被配置为将从存储装置200-1至200-n接收到的状态信息存储在状态信息管理表1233中。在实施例中，当在存储系统10或100中采用存储装置200时，状态信息生成器2501可以收集存储装置200的状态信息，并将所收集到的状态信息传输到状态信息管理器1231。当目标状态信息的变化等于或大于设定的阈值时，状态信息生成器2501可以将改变后的目标状态信息传输到状态信息管理器1231以进行更新。
当存储装置200的数据分布有必要时，选择器2505可以请求状态信息管理器1231向其提供其他存储装置的状态信息或满足该状态信息的详细条件的存储装置列表。
选择器2505可以被配置为：当状态信息管理器1231提供其他存储装置的状态信息或满足状态信息的详细条件的存储装置的列表时，选择待分布数据的至少一个目标存储装置。
在实施例中，选择器2505可以基于数据存储装置2200的剩余存储容量、坏块的数量、温度、寿命等来确定数据分布是否有必要，但是实施例不限于此。
当选择器2505选择了至少一个目标存储装置时，数据分布控制器2507可以选择待分布的数据，即分布目标数据，并且将该分布目标数据传输到所选择的目标存储装置。数据分布控制器2507可以在分布数据管理表2530中存储所分布的数据的位置，例如将分布目标数据向其分布的至少一个目标存储装置的物理地址。
可以基于各种条件来选择分布目标数据，例如主机110的请求模式、存储分布目标数据的数据存储装置2200的寿命等。
图6是说明根据实施例的存储装置的数据分布控制方法的流程图，图7是说明根据实施例的存储装置的数据分布控制方法的概念图。将结合图4和图5描述图6和图7所示的方法。
参照图6和图7，当存储装置200-1至200-n中的每一个被用于存储系统10或100中或连接到存储系统10或100时(S100)，存储装置可以监控存储装置的硬件状态和软件状态，并生成状态信息(S101)。
状态信息可以存储在如图4所示的存储装置200-1至200-n的每一个中的状态信息管理表2520中，或者存储在如图5所示的BMC 123的状态信息管理表1233中。
存储装置200-1至200-n中的每一个可以通过监控存储装置的硬件状态和软件状态来确定数据分布是否有必要(S103)。
当确定数据分布没有必要时(S103：否)，存储装置200-1至200-n中的每一个可以进行到S101并且持续监控存储装置的硬件状态和软件状态。当确定数据分布有必要时(S103：是)，可以将存储装置200-1至200-n之中需要数据分布的存储装置限定为源存储装置，例如SD-a，并且基于除相应存储装置之外的其他存储装置的状态信息，选择一个或多个目标存储装置，例如SD-b和SD-c(S105)。
在实施例中，源存储装置SD-a可以与其他存储装置共享状态信息，并以请求和响应的方式选择一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c，该请求和响应的方式请求其他存储装置发送状态信息或将状态信息的详细条件传输到其他存储装置。在实施例中，源存储装置SD-a可以被配置为与其他存储装置共享状态信息，并且以广播和查询方式选择一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c，该广播和查询方式查询其他存储装置所广播的并且存储在源存储装置SD-a中的状态信息或查询在BMC123中收集的状态信息。
随着一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c被选择，源存储装置SD-a可以选择待分布的数据，即分布目标数据(S107)，并且将分布目标数据传输到一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c(S109)。数据分布控制器2507可以将所分布的数据的位置存储在分布数据管理表2530中作为分布管理信息(S111)。
如图7所示，当分布目标数据包括数据块5、6、7和8时，数据分布控制器2507可以将分布目标数据的数据块5和6分布到并存储在第一目标存储装置SD-b中，将分布目标数据的数据块7和8分布到并存储在第二目标存储装置SD-c中，并且将数据块5、6、7和8的数据分布位置存储在分布数据管理表2530中。数据块5、6、7和8的数据分布位置可以包括数据块5、6、7和8所分布到的一个或多个目标存储装置的物理地址。
源存储装置SD-a可以更新与所分布的数据有关的映射表(S113)，删除所分布的原始数据(S115)，并返回到S101以持续监控源存储装置SD-a的硬件状态和软件状态。
图8和图9是说明根据实施例的选择目标存储装置的方法的流程图。
图8示出了通过请求和响应方法选择目标存储装置的方法的示例。
在存储装置200-1至200-n中的每一个监控其硬件/软件状态以收集状态信息的状态下，需要数据分布的源存储装置SD-a可以请求其他存储装置传输状态信息(S201)。
响应于来自源存储装置SD-a的请求，其他存储装置可以将状态信息传输到源存储装置SD-a(S203)，并且源存储装置SD-a可以基于所接收到的其他存储装置的状态信息，选择适合于数据分布的一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c(S205)。
图9示出了通过请求和响应方法选择目标存储装置的方法的另一示例。
在存储装置200-1至200-n中的每一个监控其硬件/软件状态以收集状态信息的状态下，需要数据分布的源存储装置SD-a可以将状态信息的详细条件传输到其他存储装置(S301)。
响应于详细条件的传输，其他存储装置之中满足详细条件的存储装置可以对源存储装置SD-a做出响应(S303)，并且源存储装置SD-a可以在响应的存储装置之中选择一个或多个目标存储装置SD-b和SD-c(S305)。
图10和图11是说明根据实施例的共享和更新状态信息的方法的流程图。图10和图11的方法可以对应于图6所示的S101。
图10示出了通过广播和查询方法共享状态信息的方法的示例。
存储装置200-1至200-n中的每一个可以将通过监控其硬件/软件状态而收集的状态信息广播到其他存储装置(S401)。存储装置200-1至200-n中的每一个可以使用从其他存储装置广播的状态信息来更新状态信息管理表2520(S403)。
存储装置200-1至200-n中的每一个可以确定其状态信息的变化是否等于或大于设定的阈值(S405)。当确定状态信息的变化等于或大于阈值时(S405：是)，进程可以返回到S401，并且存储装置可以将改变后的状态信息传输到其他存储装置(S401)，并且利用改变后的状态信息来更新其他存储装置中的每一个的状态信息管理表2520(S403)。
另一方面，当确定状态信息没有改变或状态信息的变化小于阈值时(S405：N)，存储装置可以执行图6的S101以持续监控其硬件/软件状态。
图11示出了通过广播和查询方法共享状态信息的方法的另一示例。
存储装置200-1至200-n中的每一个可以监控其硬件/软件状态以收集状态信息并将所收集到的状态信息传输到BMC 123的状态信息管理器1231(S501)。状态信息管理器1231可以使用从存储装置200-1至200-n广播的状态信息来更新状态信息管理表1233(S503)。
存储装置200-1至200-n中的每一个可以确定状态信息的变化是否等于或大于设定的阈值(S505)。当确定状态信息的变化等于或大于阈值时(S505：是)，存储装置可以将改变后的状态信息传输到状态信息管理器1231(S501)，并且使用改变后的状态信息来更新状态信息管理表1233(S503)。
另一方面，当确定状态信息没有改变或状态信息的变化小于阈值时(S505：N)，存储装置可以执行图6的S101以持续监控其硬件/软件状态。
当如图10或图11所示共享状态信息时，源存储装置SD-a可以参考状态信息管理表2520或1233来选择目标存储装置SD-b和SD-c。
图12是说明根据实施例的存储装置的数据分布控制方法的流程图，图13是说明根据实施例的存储装置的数据分布控制方法的概念图。
参照图12和图13，当主机110向存储系统10或100中的特定存储装置SD-a传输对读取数据(例如，数据块5)的请求时(S601)，接收到读取请求的存储装置SD-a可以确定在存储装置SD-a的缓冲存储器2300中是否存在被请求读取的数据(例如，数据块5)(S603)。
当确定在缓冲存储器2300中存在被请求读取的数据(例如，数据块5)时(S603：是)，存储装置SD-a可以将被请求读取的数据(例如，数据块5)提供给主机110(S605)。
另一方面，当确定在缓冲存储器2300中不存在被请求读取的数据(例如，数据块5)时(S603：否)，存储装置SD-a可以通过参考分布数据管理表2530或1233来确定被请求读取的数据(例如，数据块5)是否为分布到目标存储装置200-b和200-c的数据(S607)。
如图13所示，当确定被请求读取的数据(例如，数据块5)是被分布的数据时(S607：是)，存储装置SD-a可以通过参考分布数据管理表2530或1233来确认存储被请求读取的数据(例如，数据块5)的目标存储装置SD-b，访问目标存储装置SD-b以读取被请求读取的数据(例如，数据块5)，并且将所读取的数据(例如，数据块5)存储在缓冲存储器2300中(S609)。存储装置SD-a可以将缓冲存储器2300中存储的数据(例如，数据块5)提供给主机110(S611)。
另一方面，当确定被请求读取的数据(例如，数据块5)不是被分布的数据时(S607：否)，存储装置SD-a可以通过参考映射表来确认被请求读取的数据(例如，数据块5)在存储装置SD-a的存储器装置中的存储位置(S613)，从存储器装置中读取被请求读取的数据(例如，数据块5)，并且将所读取的数据(例如，数据块5)存储在缓冲存储器2300中(S615)。存储装置SD-a可以将缓冲存储器2300中存储的数据(例如，数据块5)提供给主机110(S617)。
图14是示出根据实施例的包括数据存储装置的网络系统5000的示图。参照图14，网络系统5000可以包括通过网络5500联接的服务器系统5300以及多个客户端系统5410、5420和5430。
服务器系统5300可以响应于来自多个客户端系统5410至5430的请求服务数据。例如，服务器系统5300可以存储通过多个客户端系统5410至5430提供的数据。又例如，服务器系统5300可以向多个客户端系统5410至5430提供数据。
服务器系统5300可以包括主机装置5100和存储器系统5200。服务器系统5300可以被配置为图1所示的存储系统1，图2A所示的存储系统10或图2B所示的存储系统100。
本公开的上述实施例旨在说明而不是限制本发明。其各种替代方案及其等同方案是可能的。本发明不受本文描述的实施例的限制。本本发明也不限于任何特定类型的半导体装置。鉴于本公开，其他增加、减少或修改是显而易见的，并且旨在落入所附权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种存储系统，包括：
至少一个主机；以及
多个存储装置，通过网络联接到所述至少一个主机，
其中所述多个存储装置中的每一个通过监控所述存储装置的硬件状态和软件状态来生成所述存储装置的状态信息，并且
其中所述多个存储装置之中的源存储装置基于除所述源存储装置之外的存储装置的状态信息，选择至少一个目标存储装置，并且将所述源存储装置的分布目标数据传输到所述至少一个目标存储装置，所述源存储装置为需要数据分布的存储装置。
2.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述源存储装置请求其他存储装置将所述其他存储装置的状态信息发送到所述源存储装置，并且基于来自所述其他存储装置的状态信息来选择所述至少一个目标存储装置。
3.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述源存储装置将状态信息的详细条件传输到其他存储装置，并且基于满足所述详细条件的存储装置的响应来选择所述至少一个目标存储装置。
4.根据权利要求1所述的存储系统，其中在所述存储装置中的每一个连接到所述存储系统时，所述多个存储装置中的每一个将其状态信息传输到其他存储装置，并且将所述多个存储装置的状态信息存储在其中，并且
其中所述源存储装置基于所述其他存储装置的状态信息选择所述至少一个目标存储装置。
5.根据权利要求1所述的存储系统，进一步包括：基板管理控制器，管理所述多个存储装置，
其中所述多个存储装置中的每一个将其状态信息传输到所述基板管理控制器，并且
其中所述源存储装置基于所述基板管理控制器中存储的其他存储装置的状态信息，选择所述至少一个目标存储装置。
6.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述源存储装置将所述分布目标数据划分为多条数据，并将所述多条数据分别传输到多个目标存储装置。
7.根据权利要求1所述的存储系统，其中所述硬件状态包括所述存储装置的剩余存储容量、坏块数量、温度和寿命中的一个或多个，所述软件状态包括忙碌程度、由所述主机提供的请求数量、由所述主机频繁请求的请求模式以及由所述主机请求的数据模式中的一个或多个。
8.一种存储装置，其通过网络联接到至少一个主机，所述存储装置包括：
控制器；以及
数据存储装置，根据所述控制器的控制来存储和读取数据；
其中所述控制器包括：
网络接口，将所述存储装置联接到所述网络；
存储接口，在所述控制器与所述数据存储装置之间提供通信通道；以及
处理器，通过监控所述存储装置的硬件状态和软件状态来生成并存储所述存储装置的第一状态信息，当根据监控结果数据分布有必要时将所述存储装置设置为源存储装置，基于连接到所述网络的多个存储装置的第二状态信息选择至少一个目标存储装置，并且将所述源存储装置的分布目标数据传输到所述至少一个目标存储装置，所述多个存储装置与所述存储装置不同。
9.根据权利要求8所述的存储装置，其中当所述数据分布有必要时，所述处理器请求所述多个存储装置发送所述第二状态信息，并且基于所述第二状态信息选择所述至少一个目标存储装置。
10.根据权利要求8所述的存储装置，其中当所述数据分布有必要时，所述处理器将所述第二状态信息的详细条件传输到所述多个存储装置，并且根据满足所述详细条件的存储装置的响应来选择所述至少一个目标存储装置。
11.根据权利要求8所述的存储装置，其中在所述存储装置连接到所述网络时，所述存储装置向所述多个存储装置广播所述第一状态信息，并且接收并在其中存储从所述多个存储装置广播的所述第二状态信息，并且
当所述数据分布有必要时，所述处理器基于所述多个存储装置的所述第二状态信息选择所述至少一个目标存储装置。
12.根据权利要求8所述的存储装置，其中所述存储装置连接到基板管理控制器，并将所述第一状态信息传输到所述基板管理控制器，并且
当所述数据分布有必要时，所述处理器基于所述基板管理控制器中存储的所述多个存储装置的第二状态信息来选择所述至少一个目标存储装置。
13.根据权利要求8所述的存储装置，其中所述硬件状态包括所述存储装置的剩余存储容量、坏块数量、温度和寿命中的一个或多个，所述软件状态包括忙碌程度、由所述主机提供的请求数量、由所述主机频繁请求的请求模式以及由所述主机请求的数据模式中的一个或多个。
14.一种存储系统的操作方法，所述方法包括：
由多个存储装置中的每一个通过监控所述多个存储装置中的每一个的硬件状态和软件状态来生成并存储状态信息，所述多个存储装置通过网络联接到至少一个主机；
由源存储装置基于所述多个存储装置之中除所述源存储装置之外的存储装置的状态信息来选择至少一个目标存储装置，所述源存储装置是根据监控结果需要数据分布的存储装置；并且
由所述源存储装置向所述至少一个目标存储装置传输分布目标数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个目标存储装置的选择包括：
请求其他存储装置将所述其他存储装置的状态信息发送到所述源存储装置；并且
基于所述其他存储装置的状态信息选择所述至少一个目标存储装置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个目标存储装置的选择包括：
向其他存储装置传输所述状态信息的详细条件；并且
根据满足所述详细条件的存储装置的响应，选择所述至少一个目标存储装置。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个目标存储装置的选择包括：
在所述存储装置中的每一个都连接到所述存储系统时，将所述源存储装置的状态信息广播到其他存储装置；
接收并存储从所述其他存储装置广播的状态信息；并且
基于所述其他存储装置的状态信息选择所述至少一个目标存储装置。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述存储系统进一步包括：基板管理控制器，用于管理所述多个存储装置，以及
其中所述方法进一步包括：由所述多个存储装置中的每一个将所述状态信息传输到所述基板管理控制器，并且
其中所述至少一个目标存储装置的选择包括：
基于所述基板管理控制器中存储的所述其他存储装置的状态信息，选择所述至少一个目标存储装置。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述硬件状态包括所述存储装置的剩余存储容量、坏块数量、温度和寿命中的一个或多个，所述软件状态包括忙碌程度、由所述主机提供的请求数量、由所述主机频繁请求的请求模式以及由所述主机请求的数据模式中的一个或多个。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
由所述源存储装置从所述主机接收读取请求，
确定被请求读取的数据是否是所述分布目标数据；
根据所述被请求读取的数据为所述分布目标数据的确定结果，从所述至少一个目标存储装置中读取所述被请求读取的数据；并且
向所述主机提供所读取的数据。
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