CN113568561A - 用于信息处理的方法、电子设备和计算机存储介质 - Google Patents

用于信息处理的方法、电子设备和计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

根据本公开的示例实施例，提供了一种用于信息处理的方法、电子设备和计算机可读存储介质。该方法包括在存储设备处，接收数据块和与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块，以及基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的指纹信息，确定接收的数据块的存储位置，预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。由此，能够实现基于接收的指纹信息以及指纹信息和存储位置之间的预定关联，确定数据块的存储位置，从而提高冗余数据删除效率。

Description

用于信息处理的方法、电子设备和计算机存储介质
技术领域
本公开的实施例总体涉及信息处理领域，具体涉及用于信息处理的方法、电子设备和计算机存储介质。
背景技术
随着信息技术的发展，数据变得越来越多。在存储数据过程中，需要进行冗余数据删除，以便删除冗余数据，提高存储效率。目前存在两种冗余数据删除方法，一种称为后处理方法(Post-Process)，先存储数据再删除冗余；另一种称为在线方法(inline)，先删除冗余数据再存储。对于后处理方法，因为需要更多写入和删除操作，所以需要更多存储空间并且增加了I/O负载。对于在线方法，不浪费额外存储空间并且需要更少的I/O操作。
由于冗余数据删除操作需要计算哈希/和校验和作为指纹用于识别数据是否冗余，因此需要消耗大量的诸如CPU和存储器的计算和存储资源，并且导致入流的冗余数据删除操作的延迟增加。目前的加速冗余数据删除操作的方法通过添加专用硬件加速器来帮助例如CPU的处理器来处理所有数据块，但是处理器或专用硬件加速器的性能限制了存储系统中的冗余数据删除的吞吐量。
发明内容
本公开的实施例提供了用于信息处理的方法、电子设备和计算机存储介质，能够实现基于接收的指纹信息以及指纹信息和存储位置之间的预定关联，确定数据块的存储位置，从而提高冗余数据删除效率。
在本公开的第一方面，提供了一种用于信息处理的方法。该方法包括：在存储设备处，接收数据块和与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块；以及基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的指纹信息，确定接收的数据块的存储位置，预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
在本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得电子设备执行根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
在本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被机器执行时使机器实现根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本公开的实施例的信息处理环境100的示例的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于信息处理的方法200的示意流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的用于确定接收的数据块的存储位置的方法300的示意流程图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于信息处理的方法400的示意流程图；以及
图5示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备500的示意性框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如上文所述，目前加速冗余数据删除操作的方法通过添加专用硬件加速器来帮助例如CPU的处理器来处理所有数据块，但是处理器或专用硬件加速器的性能限制了存储系统中的冗余数据删除的吞吐量。
为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于信息处理的方案。在该方案中，在存储设备处，接收数据块和与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块，以及基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的指纹信息，确定接收的数据块的存储位置，预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
在上述方案中，通过基于所接收的与数据块关联的指纹信息和指纹信息与存储位置之间的预定关联来确定数据块的存储位置，避免了消耗存储设备的本地资源来计算指纹信息，从而提高了冗余数据删除的效率。
在下文中，将结合附图更详细地描述本方案的具体示例。
图1示出了根据本公开的实施例的信息处理环境100的示例的示意图。信息处理环境100包括存储设备110、交换设备120和终端设备130。
存储设备110包括但不限于个人计算机、服务器计算机、多处理器系统、大型计算机、包括上述系统或设备中的任意一个的分布式计算环境等。在一些实施例中，存储设备110可以具有一个或多个处理单元，包括诸如图形处理单元GPU、现场可编程门阵列FPGA和专用集成电路ASIC等的专用处理单元以及诸如中央处理单元CPU的通用处理单元。另外，存储设备110上也可以运行着一个或多个虚拟机。在一些实施例中，存储设备110可实现有数据存储系统或者作为数据存储系统的一部分。
交换设备120例如但不限于是可编程交换机，可对其重新编程有不限于网络相关功能的新特征和功能。用于可编程交换机的程序例如可以用P4语言编写并且能够在线更新到可编程交换机。
终端设备130例如但不限于是空调控制器、智能锁、交通灯、网络摄像头等的物联网设备。在一些实施例中，终端设备130至少可以包括通信模块、存储器和处理器。通信模块用于经由交换设备120与存储设备110进行通信，例如将数据块经由交换设备120发送到存储设备110。存储器用于存储一个或多个计算机程序。处理器耦合至存储器并且执行一个或多个程序使得终端设备130能够执行一种或多种功能。
存储设备110用于从交换设备120接收数据块和与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块，以及基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的指纹信息，确定接收的数据块的存储位置，预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
交换设备120用于从终端设备130接收数据块，基于数据块，生成与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识所述数据块，以及向存储设备110转发数据块和指纹信息。
在下文中将结合图2对存储设备110所执行的动作进行详细描述。
图2示出了根据本公开的实施例的用于信息处理的方法200的流程图。例如，方法200可以由如图1所示的存储设备110来执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框202处，存储设备110接收数据块和与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块。数据块例如可以是存储设备110经由交换设备120从终端设备130接收的，例如经由分组。与数据块相关联的指纹信息例如可以由交换设备120基于数据块而生成并且是存储设备110从交换设备120接收的。数据块例如可以是组成文件的若干数据块之一。
在一些实施例中，指纹信息可以包括与数据块相关联的哈希信息，例如对数据块进行SHA256、SHA512等哈希操作的哈希结果。备选地或者附加地，在一些实施例中，指纹信息可以包括与数据块相关联的校验和信息，例如32比特XOR校验和。
在框204处，存储设备110基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的指纹信息，确定接收的数据块的存储位置，预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
预定关联可以包括例如与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联表。例如下表1所示，关联表中可包括两列，一列为指纹信息，另一列为存储位置。
表1
Figure BDA0002474405680000051
Figure BDA0002474405680000061
例如上表1所示，关联表中存在有与数据块D0相关联的指纹信息F0和存储位置S1，与数据块D1相关联的指纹信息F1和存储位置S1，以及与数据块D2相关联的指纹信息F2和存储位置S2。如果在该关联表中找到所接收的与数据块D3相关联的指纹信息F3，例如F1，则表明数据块D1与数据块D3是相同的，也就是说数据块D3是冗余的，如果在该关联表中未找到指纹信息F3，则表明数据块D3是新数据块，不是冗余的。
由此，通过基于所接收的与数据块关联的指纹信息和指纹信息与存储位置之间的预定关联来确定数据块的存储位置，避免了消耗存储设备的本地资源来计算指纹信息，从而提高了冗余数据删除的效率。
图3示出了根据本公开的实施例的用于确定接收的数据块的存储位置的方法300的流程图。例如，方法300可以由如图1所示的存储设备110来执行。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框302处，存储设备110在指纹信息与存储位置之间的预定关联中搜索接收的指纹信息。在一些实施例中，指纹信息包括哈希信息，以及存储设备110在哈希信息与存储位置之间的预定关联中搜索接收的哈希信息。备选地或者附加地，在一些实施例中，指纹信息包括校验和信息，以及存储设备110在校验和信息与存储位置之间的预定关联中搜索接收的校验和信息。预定关联可以包括例如上述关联表，在此不再赘述。
如果在框302处存储设备110确定在预定关联中未找到接收的指纹信息，则在框304处，为接收的数据块指定一个存储位置。指定存储位置可采用任何合适的方法来指定。存储位置可以包括存储设备110内的存储位置，或者与存储设备110相关联的存储系统中的存储位置，例如与存储设备110相关联的存储池中的存储位置。
在框306处，存储设备110利用接收的指纹信息与指定的存储位置之间的关联，更新预定关联。
以上文的数据块D3和指纹信息F3为例，在关联表中未找到指纹信息F3，表明数据块D3不是冗余的，则为数据块D3指定存储位置(例如存储位置S3)，并在关联表中添加指纹信息F3和数据块D3的存储位置S3之间的关联，更新的关联表可如以下表2所示：
表2
指纹信息 存储位置
F0 S0
F1 S1
F2 S2
F3 S3
在一些实施例中，方法300还可以包括将接收的数据块存储在指定的存储位置。
如果在框302处存储设备110确定在预定关联中找到接收的指纹信息，则在框308处，获取与接收的指纹信息相关联的存储位置作为数据块的存储位置。
例如，以上文的数据块D3和指纹信息F3为例，在关联表中找到指纹信息F3，例如F1与F3相同，则表明数据块D3是冗余的，不对数据块D3进行存储，而是获取与指纹信息F1相关联的存储位置S1作为数据块D3的存储位置。
由此，在预定关联中找到接收的指纹信息的情况下，为接收的数据块指定存储位置，并利用指纹信息和存储位置之间的关联更新预定关联，可以确保不冗余数据块的正确存储以及避免后续冗余数据块的重复存储，在预定关联中找到接收的指纹信息的情况下，直接获取与接收的指纹信息相关联的存储位置作为数据块的存储位置而不存储数据块，避免了存储冗余数据块，提高了数据存储效率。
图4示出了根据本公开的实施例的用于信息处理的方法400的流程图。例如，方法400可以由如图1所示的交换设备120来执行。应当理解的是，方法400还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框402处，交换设备120接收数据块。数据块例如是交换设备120从终端设备130接收的，例如经由来自终端设备130去往存储设备110的分组接收的。交换设备120例如可以是与终端设备130连接的边缘交换机。
在一些实施例中，交换设备120可以包括可编程交换机。
在框404处，交换设备120基于数据块，生成与数据块相关联的指纹信息，指纹信息用于标识数据块。
在一些实施例中，生成与数据块相关联的指纹信息可以包括交换设备120生成与数据块相关联的哈希信息。例如交换设备120可以对数据块进行SHA256、SHA512等哈希操作，以得到哈希结果。备选地或者附加地，在一些实施例中，生成与数据块相关联的指纹信息还可以包括交换设备120生成与数据块相关联的校验和信息，例如32比特XOR校验和。
例如，可以采用P4语言实现哈希操作和/或校验和，P4提供的再循环机制使得能够逐个计算所有数据块，对于XOR校验和，计算8192比特的校验和仅需9个操作，非常高效。
在框406处，转发数据块和指纹信息。转发数据块和指纹信息可以包括例如将与数据块相关联的指纹信息附加到承载数据块的分组中，以及将分组转发给去往的目的地，例如存储设备110。
由此，通过利用交换设备将存储设备本地计算的指纹信息转移到网络内进行计算，避免了存储设备对指纹信息的本地计算，从而提高了存储设备的数据冗余删除的效率。
图5示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备500的示意性框图。例如，如图1所示的存储设备110和交换设备120可以由设备500来实施。如图所示，设备500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的计算机程序指令或者从存储单元508加载到随机访问存储器(RAM)503中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还可存储设备500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
设备500中的多个部件连接至I/O接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标、麦克风等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法200-300，可由处理单元501执行。例如，在一些实施例中，方法200-300可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序被加载到RAM 503并由CPU501执行时，可以执行上文描述的方法200-300的一个或多个动作。
本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种用于信息处理的方法，包括：
在存储设备处，接收数据块和与所述数据块相关联的指纹信息，所述指纹信息用于标识所述数据块；以及
基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的所述指纹信息，确定接收的所述数据块的存储位置，所述预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定接收的所述数据块的存储位置包括：
在所述预定关联中搜索接收的所述指纹信息；以及
响应于确定在所述预定关联中未找到接收的所述指纹信息，
为接收的所述数据块指定一个存储位置，以及
利用接收的所述指纹信息与指定的所述存储位置之间的关联，更新所述预定关联。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
将接收的所述数据块存储在指定的所述存储位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定接收的所述数据块的存储位置包括：
在所述预定关联中搜索接收的所述指纹信息；以及
响应于确定在所述预定关联中找到接收的所述指纹信息，获取与接收的所述指纹信息相关联的存储位置作为所述数据块的存储位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述指纹信息包括：
接收与所述数据块相关联的哈希信息与校验和信息中的至少一项。
6.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述数据块和与所述数据块相关联的所述指纹信息包括：
从交换设备接收所述数据块和与所述数据块相关联的所述指纹信息，其中接收的所述指纹信息由所述交换设备基于所述数据块而生成。
7.一种电子设备，包括：
至少一个处理单元；以及
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述设备执行以下步骤：
接收数据块和与所述数据块相关联的指纹信息，所述指纹信息用于标识所述数据块；以及
基于指纹信息与存储位置之间的预定关联以及接收的所述指纹信息，确定接收的所述数据块的存储位置，所述预定关联至少包括与已存储数据块相关联的历史指纹信息和历史存储位置之间的关联。
8.根据权利要求7所述的设备，其中确定接收的所述数据块的存储位置包括：
在所述预定关联中搜索接收的所述指纹信息；以及
响应于确定在所述预定关联中未找到接收的所述指纹信息，
为接收的所述数据块指定一个存储位置，以及
利用接收的所述指纹信息与指定的所述存储位置之间的关联，更新所述预定关联。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，还使得所述设备执行以下步骤：
将接收的所述数据块存储在指定的所述存储位置。
10.根据权利要求7所述的设备，其中确定接收的所述数据块的存储位置包括：
在所述预定关联中搜索接收的所述指纹信息；以及
响应于确定在所述预定关联中找到接收的所述指纹信息，获取与接收的所述指纹信息相关联的存储位置作为所述数据块的存储位置。
11.根据权利要求7所述的设备，其中接收所述指纹信息包括：
接收与所述数据块相关联的哈希信息与校验和信息中的至少一项。
12.根据权利要求7所述的设备，其中接收所述数据块和与所述数据块相关联的所述指纹信息包括：
从交换设备接收所述数据块和与所述数据块相关联的所述指纹信息，其中接收的所述指纹信息由所述交换设备基于所述数据块而生成。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被机器执行时实现根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
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