用于非易失性存储器存储设备的地址转换制造技术

描述了用于从存储设备访问数据的技术。在一个实例中，存储设备可包括：存储介质，该存储介质包括非易失性存储器；网络连接；和一个或多个处理实体。一个或多个处理器可以被配置为：从在非易失性存储器存储设备处的网络连接接收用于访问与文件系统对象关联的数据的请求，该请求包括虚拟地址偏移、文件对象标识符和数据访问的大小；使用虚拟地址偏移和文件对象标识符，在存储设备的一个或多个处理实体上执行的存储设备软件栈的闪存转换层处为存储在非易失性存储器上的数据执行从虚拟地址偏移到物理地址的转换；和访问来自存储介质的来自该物理地址的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请是于2013年8月14日提交的美国临时专利申请No.61/865889并且名称为“VERTICALLYINTEGRATEDSTORAGE(垂直集成存储)”的非临时申请并且要求其优先权，为了所有目的通过参考以其整体并入本文。
技术介绍
本公开的方面涉及计算和通信技术。具体地，本公开的方面涉及用于提高存储设备的性能的系统、方法、装置、和计算机可读介质。用于企业系统的存储设备要求大存储容量。另外，对于企业系统的存储解决方案要求关于可靠性、鲁棒性、容错、最大化存储容量、最小化能耗、和减少延迟的复杂的存储技术。各种存储工业参与者已经以提供逐段的解决方案的分段的方式独占研究这些存储技术的方面。这些各个分段的解决方案的组合导致笨拙的存储解决方案，该存储解决方案小于其部分的总和并且显著地全面表现不佳。今天，可用解决方案的分段和表现不佳导致在适应更新的存储技术诸如固态设备的方面显著的不同。
技术实现思路
描述了用于访问存储介质的各种系统、方法、装置、和计算机可读介质。描述了用于垂直地集成各种功能以最优地访问基于固态存储器的存储硬件的技术。实例非易失性存储器存储设备可包括：存储介质，该存储介质包括非易失性存储器；网络连接，该网络连接用于接收向存储介质的数据读取和写入请求；和一个或多个处理实体。一个或多个处理实体可被配置为：从在非易失性存储器存储设备处的网络连接接收用于访问与文件系统对象关联的数据的请求，该请求包括虚拟地址偏移、文件对象标识符、和数据访问的大小；使用虚拟地址偏移和文件对象标识符，在存储设备的一个或多个处理实体处执行的存储设备软件栈的闪存转换层处，为存储在非易失性存储器上的数据执行从虚拟地址偏移到物理地址的转换；以及访问来自存储介质的物理来自该地址的数据。在某些实施例中，文件系统对象可被提供用于访问来自非易失性存储器存储设备的数据的虚拟块空间，该虚拟块空间独立于被分配给其它文件系统对象的虚拟块空间，其中每个虚拟块空间向文件系统对象提供地址空间的独占查看。例如，具有地址空间的独占查看的文件系统对象可假定文件系统对象是使用地址空间的唯一对象并且写入虚拟块空间中的任何地址。在虚拟块空间中的映射被转换到物理块空间以适当地考虑对于与其它文件系统对象关联的所有其它虚拟块空间的映射。文件系统对象的实例可包括文件、文件夹、目录等。在某些实施例中，与文件系统对象关联的数据被访问以执行修改操作，继而向与文件系统对象关联的虚拟地址偏移执行写入操作。在一些实例中，与文件系统对象关联的数据可以通过写入日志结构的文件由文件转换层修改，其中通过在从网络接收到对于修改数据或数据的一部分的请求和完成对非易失性存储器的写入操作之间仅一次使用日志结构的写入来执行对于数据或数据的一部分的修改操作。在某些实施例中，由闪存转换层从虚拟地址偏移到在非易失性存储器上的物理地址的转换可以至少部分地基于由闪存转换层执行的全局磨损平衡，其中，全局磨损平衡改变虚拟地址偏移到物理地址转换，以减少由向非易失性存储器上的相同物理位置的重复数据访问引起的磨损。在一些实施方案中，闪存转换层进一步为存储和访问来自非易失性存储器的数据执行块分配。在一些实施方案中，用于使用日志结构的文件系统的无用单元收集仅在闪存转换层中执行，并且在一些实施方案中，闪存转换层使用日志结构的文件系统执行向非易失性存储器的读取和写入。在某些方面，通过使用网络文件共享协议由来自网络连接的访问请求来提供虚拟地址偏移。在本文公开的某些方面，通过来自如果由比存储设备软件栈的文件系统层高的层提供的访问请求来提供虚拟地址偏移。在一个实施方案中，在非易失性存储器存储设备的一个或多个处理器上执行的存储设备软件栈中，在软件栈的文件系统层处接收到访问数据的请求和在非易失性存储器处访问数据之间，仅执行单一地址转换。在不限制使用用于执行本文所述的步骤的各种部件或等价部件或装置情况下，上述或本文中关于非易失性存储设备的方面可以作为方法执行。此外，本文所述的方面可以使用存储在非瞬时计算机可读存储介质上的指令而执行并且可由一个或多个处理器执行。而且，在不偏离本专利技术的范围的情况下，具有本文所述的装置或等效装置的装置可以用于执行本文所述的步骤。前述的已经概述实例的相当宽广的特征和技术优点，以便能够更好的理解后面的详细的描述。附加的特征和优点将在下文描述。所公开的概念和具体实例能够容易地用作修改或设计用于执行本公开的相同目的的其它结构的基础。这样的等价的构造不偏离所附权利要求的精神和范围。被相信为本文公开的概念的特征的特征，关于其操作的组织和方法，与关联的优点一起，当考虑结合附图时将从以下描述更好的理解。仅为了示例和描述的目的并且不作为权利要求的限制的定义，提供每个附图。附图说明本公开的方面作为实例示出。在附图中，类似的附图标记表示类似的元件，并且：图1示出用于访问存储硬件的分层方法的简图；图2示出用于访问基于固态存储器的存储硬件的企业日志结构文件系统的简图；图3示出根据本专利技术的实施例的、用于访问固态存储的集成文件系统软件栈的简图；图4示出其中可以实施一个或多个实施例的计算系统的实例。具体实施方式现在将参考形成示例性实施例的一部分的附图描述几个示例性实施例。同时下面描述其中可实施本公开的一个或多个方面的特别的实施例。在不偏离本公开的范围或所附权利要求的精神的情况下，可以使用其它实施例并且可以做出各种修改。图1示出用于访问存储硬件的分层方法的简化图。用于存储设备的分层方法使用许多堆叠的软件/固件层用于从应用层116访问存储硬件。如图1所示，在一个实施方案中，分层方法包括：存储设备和与存储设备关联的固件116；独立磁盘冗余阵列(RAID)层114；块层112；文件系统110；虚拟文件系统(VFS)108；和更高层文件共享系统，诸如网络文件系统(NFS)104和通用互联网文件系统(CIFS)106。传统地，在堆叠中的各种层可以由各种存储设备工业供应商开发。典型地，与对存储设备的I/O请求的处理相关联的各个层在使其到达存储硬件前贯穿文件系统堆栈的多层。例如，I/O请求可通过网络文件共享协议诸如NFS104或CIFS106或任何其它合适的文件共享协议而到达。NFS104和CIFS106是使能在网络上访问文件的文件共享文件系统的实例。NF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性存储器存储设备，包括：存储介质，所述存储介质包括非易失性存储器；网络连接，所述网络连接用于接收向所述存储介质的数据读取和写入请求；一个或多个处理实体，所述一个或多个处理实体被配置为：从在所述非易失性存储器存储设备处的所述网络连接接收用于访问与文件系统对象关联的数据的请求，所述请求包括虚拟地址偏移、文件对象标识符和数据访问的大小；使用所述虚拟地址偏移和所述文件对象标识符，在所述存储设备的所述一个或多个处理实体上执行的存储设备软件栈的闪存转换层处，为存储在所述非易失性存储器上的数据执行从所述虚拟地址偏移到物理地址的转换；和访问来自所述存储介质的、来自所述物理地址的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.14 US 61/865,8891.一种非易失性存储器存储设备，包括：
存储介质，所述存储介质包括非易失性存储器；
网络连接，所述网络连接用于接收向所述存储介质的数据读取和
写入请求；
一个或多个处理实体，所述一个或多个处理实体被配置为：
从在所述非易失性存储器存储设备处的所述网络连接接收用
于访问与文件系统对象关联的数据的请求，所述请求包括虚拟地址偏
移、文件对象标识符和数据访问的大小；
使用所述虚拟地址偏移和所述文件对象标识符，在所述存储
设备的所述一个或多个处理实体上执行的存储设备软件栈的闪存转换
层处，为存储在所述非易失性存储器上的数据执行从所述虚拟地址偏
移到物理地址的转换；和
访问来自所述存储介质的、来自所述物理地址的数据。
2.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，所述
文件系统对象被提供用于访问来自所述非易失性存储器存储设备的数
据的虚拟块空间，所述虚拟块空间独立于分配给其它文件系统对象的
虚拟块空间，其中，每个虚拟块空间向所述文件系统对象提供地址空
间的独占查看。
3.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，与所
述文件系统对象关联的数据被访问以执行修改操作，继而执行向与所
述文件系统对象关联的虚拟地址偏移的写入操作。
4.根据权利要求3所述的非易失性存储器存储设备，其中，与所
述文件系统对象关联的数据通过向日志结构的文件写入而由文件转换
层修改，其中，通过在从所述网络接收到对于修改所述数据或所述数
据的一部分的请求和完成向所述非易失性存储器的所述写入操作之间

\t仅一次使用日志结构的写入来执行对于所述数据或所述数据的一部分
的所述修改操作。
5.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，由所
述闪存转换层从所述虚拟地址偏移到所述非易失性存储器上的所述物
理地址的所述转换至少部分地基于由所述闪存转换层执行的全局磨损
平衡，其中，所述全局磨损平衡改变所述虚拟地址偏移到所述物理地
址的转换，以减少由向所述非易失性存储器上的相同物理位置的重复
数据访问而引起的磨损。
6.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，所述
闪存转换层进一步为存储和访问来自所述非易失性存储器的数据执行
块分配。
7.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，用于
使用日志结构的文件系统的无用单元收集仅在所述闪存转换层中执
行。
8.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，所述
闪存转换层使用日志结构的文件系统执行向所述非易失性存储器的读
取和写入。
9.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，使用
网络文件共享协议而由来自所述网络连接的访问请求提供所述虚拟地
址偏移。
10.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，通
过来自如果由比所述存储设备软件栈的文件系统层高的层提供的访问
请求来提供所述虚拟地址偏移。
11.根据权利要求1所述的非易失性存储器存储设备，其中，在
所述非易失性存储器存储设备的所述一个或多个处理器上执行的所述
存储设备软件栈中，在所述软件栈的文件系统层处接收到访问数据的
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉多斯拉夫·达尼拉克，阿米特·博特拉，阿尔文德·普鲁蒂，
申请(专利权)人：思凯拉有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US