存储系统中的加速数据恢复技术方案

一个实施例提供存储系统。该存储系统包括存储系统控制逻辑，用于响应于检测到故障存储设备而识别至少一个目标存储设备、从至少一个目标存储设备中的每个请求目标设备逻辑块地址（LBA）的状态，以及从每个目标存储设备读取与映射设备LBA关联的数据并且将数据写入至少一个替代存储设备。另一个实施例提供存储设备。该存储设备包括：设备控制逻辑，用于响应于请求确定目标设备逻辑块地址（LBA）的状态；主机接口，用于对请求提供回复，该回复包括与目标设备LBA的状态有关的状态指标；映射表，其包括多个设备LBA和相应状态指标；以及非易失性存储器（NVM），其包括与至少一个映射LBA有关的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存储系统中的加速数据恢复
本公开涉及加速数据恢复，特别涉及存储系统中的加速数据恢复。
技术介绍
RAID（独立（廉价）盘冗余阵列）系统包括多个存储设备，其配置成相对于单个存储设备提供改进的性能和/或容错。在冗余存储系统（例如，0级以上的RAID系统）中，数据的一个或多个副本和/或奇偶信息可存储在多个存储设备上。存储在故障存储设备上的数据可从副本和/或相关奇偶信息恢复并且存储在替代存储设备上。这样的恢复和存储操作称为“重建”。一般，重建故障存储设备包括将故障存储设备的整个地址空间从副本写入替代存储设备。随着存储设备的存储容量增加，对故障存储设备的重建操作的持续时间也增加。附图说明要求保护的主旨的特征和优势将从与之一致的实施例的下列详细描述显而易见，该描述应参考附图来考虑，其中：图1图示与本公开的各种实施例一致的系统的功能框图；图2是根据本公开的各种实施例的加速数据恢复操作的流程图；图3是根据本公开的各种实施例的存储设备操作的流程图；以及图4A和4B图示RAID（独立（廉价）盘冗余阵列）1级系统中的加速数据恢复的一个示例。尽管下列详细描述将参考说明性实施例进行，其许多备选、修改和变化对于本领域内技术人员将是明显的。具体实施方式一般，该公开涉及存储系统中的加速恢复方法（和系统）。存储系统可以包括多个存储设备，其配置成提供容错。响应于存储设备故障，方法（和系统）配置成询问一个或多个其他存储设备来识别与故障存储设备有关的映射逻辑块地址（LBA）。方法和系统进一步配置成通过读和写（即，复制）与映射LBA关联的数据来提供替代存储设备的加速重建。也就是说，可复制与映射LBA关联的存储元件的内容，而不是将与故障存储设备关联的所有存储元件的内容复制到替代存储设备。从而，与重建故障存储设备关联的持续时间相对于复制存储设备的整个跨度（即，对用户数据可用的LBA的范围）可以减少。通过询问存储设备，即通过从存储设备请求设备LBA的状态，这样的重建可以独立于可以驻存在主机计算设备（耦合于存储系统）上的文件系统的存在和/或类型来执行。这样的重建还可以独立于由例如操作系统（OS）对存储系统的分区来执行。如本文使用的，解除映射设备LBA是还未写入或已经历修整命令（TRIM）并且自TRIM以来还未写入的存储设备LBA，如本文描述的。映射设备LBA是已写入并且自被写入以来还未经历TRIM的存储设备LBA。如应用于设备LBA的映射和解除映射对应于设备LBA的相应状态。存储设备内的映射配置成使设备LBA和与存储设备中包括的物理存储介质关联的物理块地址（PBA）相关。映射还可以用于使主机LBA与设备LBA相关。图1图示与本公开的各种实施例一致的系统100的功能框图。系统100包括计算设备102和存储系统104。存储系统104包括存储系统控制逻辑106和一个或多个存储设备110a、110b…110m。系统100可以包括一个或多个外围设备140，其耦合于计算设备102。计算设备102可以包括但不限于服务器、工作站计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机（例如，iPad®、GalaxyTab®及类似物）、超便携计算机、超级移动计算机、笔记本计算机和/或小型笔记本计算机；移动电话，其包括但不限于智能电话（例如，iPhone®、基于Android®的电话、Blackberry®、基于Symbian®的电话、基于Palm®的电话，等）和/或功能电话（featurephone）。计算设备102包括处理器120、芯片集122和存储器126。处理器120可以包括一个或多个处理单元（例如，处理器和/或核）并且配置成执行与计算设备102关联的操作。芯片集122可以包括存储设备接口124。芯片集122和/或存储设备接口124可以配置成使处理器120耦合于存储系统104、存储系统控制逻辑106和/或外围设备140。存储设备接口124可以配置成与存储系统104、存储系统控制逻辑106和/或外围设备140通信，经由一个或多个接口和/或互连协议，例如PCIe®（外围组件互连高速）、SAS（串行附连SCSI（小型计算机系统接口））、ATA（高级技术附件）、SATA（串行ATA）、NVMe（非易失性存储器主机控制器接口高速）等。外围设备140可以包括例如用户界面设备（其包括显示器、触屏显示器、打印机、小键盘、键盘等）、通信逻辑、有线和/或无线、其他存储设备，其包括硬盘驱动器、固态驱动器、可移除存储介质等。存储器126可以包括高速缓存和/或随机存取存储器。存储器126配置成存储OS130和一个或多个应用134。应用134可以配置成发起与存储设备104有关的存储器访问操作。OS130可以包括文件系统132。文件系统132配置成管理对于计算设备102的文件存储和/或检索。例如，文件系统132可以包括在存储栈中，其包括接口和/或互连协议、存储系统控制逻辑106和存储系统104（例如，存储设备110a和/或设备控制逻辑150，如本文描述的）中的一个或多个。存储系统104包括一个或多个存储设备110a、110b…110m。例如，存储设备110a、110b…110m可以包括但不限于固态驱动器（SSD）、硬盘驱动器（HDD）等。每个存储设备（例如，存储设备110a）包括设备控制逻辑150、主机接口152、高速缓存存储器154、非易失性存储器（NVM）156和映射表158。高速缓存存储器154可以包括如本文描述的非易失性存储器，或易失性存储器，例如动态随机存取存储器（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）等。设备控制逻辑150配置成管理存储设备110a的操作。设备控制逻辑150配置成将数据写入NVM156以及从NVM156读取数据。NVM156配置成存储用户数据、奇偶信息和/或NVM操作信息。NVM操作信息可以包括与存储设备110a的操作关联的逻辑和/或元数据。NVM156包括多个存储元件，其可以在页面和/或块中组织。NVM156中的存储元件的块可以通过物理块地址（PBA）来识别。从计算设备102和/或存储系统控制逻辑106接收的数据可以通过设备LBA来识别。设备控制逻辑150可以配置成使每个设备LBA与相应PBA相关并且将结果存储在映射表158中。映射表158可以进一步包括与每个设备LBA关联的状态指标。映射表158可以驻存在NVM156和/或高速缓存154中。状态指标可以具有两个值，其分别对应于映射设备LBA（例如，逻辑一）和解除映射设备LBA（例如，逻辑零）。例如，设备控制逻辑150可以配置成在相应设备LBA被写入（即，映射）时将关联的状态指标设置成逻辑一，并且在之前映射的设备LBA变成解除映射时将关联的状态指标从逻辑一重设为逻辑零。从而，映射表158可以被设备控制逻辑150用于识别每个设备LBA的状态，如本文描述的。存储设备110a、110b…110m可以对应于硬盘驱动器（HDD）和/或固态驱动器（SSD）。对于是HDD的存储设备，NVM156可以包括铁磁材料。对于是SSD的存储设备，NVM156可以包括但不限于磁阻随机存取存储器（MRAM）、相变存储器（PCM、PRAM）、三维交叉点存储器、电阻存储器、铁电存储器（FRAM、FeRAM）、自旋转移矩存储器（STT）、热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统，其包括：存储系统控制逻辑，用于：响应于检测到故障存储设备而识别至少一个目标存储设备；从所述至少一个目标存储设备中的每个请求目标设备逻辑块地址（LBA）的状态，以及从每个目标存储设备读取与映射设备LBA关联的数据并且将所述数据写入至少一个替代存储设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.12 US 14/5684171.一种存储系统，其包括：存储系统控制逻辑，用于：响应于检测到故障存储设备而识别至少一个目标存储设备；从所述至少一个目标存储设备中的每个请求目标设备逻辑块地址（LBA）的状态，以及从每个目标存储设备读取与映射设备LBA关联的数据并且将所述数据写入至少一个替代存储设备。2.如权利要求1所述的存储系统，其中所述存储系统控制逻辑中的至少一个进一步用于从计算设备请求要提供给每个目标存储设备的修整命令（TRIM）和/或所述存储系统控制逻辑进一步用于识别每个目标设备LBA。3.如权利要求1所述的存储系统，其中所述存储系统控制逻辑进一步用于从每个目标存储设备请求目标设备LBA的范围中的每个目标设备LBA的相应状态。4.如权利要求1所述的存储系统，其中所述存储系统控制逻辑进一步用于从每个目标存储设备请求映射设备LBA的列表。5.如权利要求1至4中任一项所述的存储系统，其中所述状态对应于映射或解除映射。6.一种存储设备，其包括：设备控制逻辑，用于响应于请求而确定目标设备逻辑块地址（LBA）的状态；主机接口，用于对所述请求提供回复，所述回复包括与所述目标设备LBA的状态有关的状态指标；映射表，其包括多个设备LBA和相应状态指标；以及非易失性存储器（NVM），其包括与至少一个映射LBA有关的数据。7.如权利要求6所述的存储设备，其中所述设备控制逻辑中的至少一个用于响应于接收修整命令（TRIM）而对设备LBA解除映射和/或所述设备控制逻辑进一步用于响应于所述请求而确定目标设备LBA的范围中的每个目标设备LBA的相应状态。8.如权利要求6所述的存储设备，其中所述设备控制逻辑进一步用于响应于所述请求而确定所述多个设备LBA的每个设备LBA的相应状态并且所述回复包括所述多个设备LBA的至少一部分并且所述部分中的每个设备LBA的相应状态是映射的。9.如权利要求6至8中任一项所述的存储设备，其中所述状态对应于映射或解除映射。10.一种方法，其包括：由存储系统控制逻辑响应于检测到故障存储设备而识别至少一个目标存储设备；由存储系统控制逻辑从所述至少一个目标存储设备中的每个请求目标设备逻辑块地址（LBA）的状态；由存储系统控制逻辑从每个目标存储设备读取与映射设备LBA关联的数据；以及由存储系统控制逻辑将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP汉兹，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US