基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法、装置及介质，用以提高SSD和磁盘的混合存储系统中存储性能。所述方法包括：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。本发明专利技术实时监控虚拟机负载特征及数据块热点情况，将SSD缓存空间划分为共享区和独立缓存区，结合虚拟机的性能需求和负载特征的变化，按照虚拟机的数据块热度，动态分配SSD缓存空间给各个虚拟机，从而提高整体性能。

Caching Method, Device and Media Based on SSD and Disk Mixed Storage

The invention discloses a cache method, device and medium based on SSD and disk hybrid storage, which is used to improve storage performance in SSD and disk hybrid storage system. The method includes: periodically determining the access heat of each accessed data block in the disk according to the preset time period; in each time period, according to the access heat, extracting the corresponding data block from the accessed data block, and caching it into the independent cache area and preset virtual machine in SSD of solid-state hard disk. All virtual machines set up share caches. The invention monitors the load characteristics of virtual machines and hot spots of data blocks in real time, divides SSD buffer space into shared and independent buffer areas, and dynamically allocates SSD buffer space to each virtual machine according to the heat of data blocks of virtual machines according to the changes of performance requirements and load characteristics of virtual machines, so as to improve overall performance.

【技术实现步骤摘要】
基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法、装置及介质
本专利技术涉及云存储领域，特别是涉及一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法、装置及介质。
技术介绍
随着信息资源爆炸性增长，分布式存储系统凭借高性能、高扩展、高可用、易管理等特点，成为云存储和大数据的基础和核心。如图1所示，在虚拟化环境中，很多虚拟机共享分布式存储资源，每个虚拟机有自己的负载模型和缓存需求。当前SSD(SolidStateDrives，固态硬盘)被广泛应用与分布式存储缓存机制中，分布式存储缓存维护最近访问的热数据，以保证更敏捷的IO响应；同时，I/O缓存减少磁盘负载，避免磁盘造成系统性能瓶颈。但是在基于SSD和磁盘的混合存储系统中，如何根据虚拟机IO负载变化和数据访问热度，动态分配SSD缓存，从而在满足虚拟机业务性能需求的同时，提高存储全局性能，是亟需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法、装置及介质，用以提高SSD和磁盘的混合存储系统中存储性能。为解决上述技术问题，本专利技术中提供一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法，所述方法包括：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。可选地，所述在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在所述SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区，包括：根据所述访问热度对所述被访问数据块进行排序；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，并缓存至相应虚拟机对应的独立缓存区中；从所述被访问数据块中剔除已缓存至各独立缓存区的数据块；根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，并缓存至所述共享缓存区。具体地，所述确定磁盘中各被访问数据块的访问热度，还包括：对每个被访问数据块进行参数标记；所述参数至少包括虚拟机标识信息、位置信息和访问热度信息；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，包括：针对任一虚拟机：根据该虚拟机标识信息，从所述被访问数据块中查找与该虚拟机对应的被访问数据块；根据该虚拟机的独立缓存区的长度，确定该独立缓存区的缓存数量；按照所述独立缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从查找到的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至该独立缓存区的数据块。具体地，所述根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，包括：根据所述共享缓存区的长度，确定所述共享缓存区的缓存数量；按照所述共享缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从剔除后的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至所述共享区的数据块。可选地，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：根据各虚拟机负载模式和数据中心需求，调整所有独立缓存区和所述共享缓存区分别占用所述固态硬盘SSD的比例。可选地，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：将所述固态硬盘SSD划分为所述共享缓存区和所述独立缓存区；设置所述共享缓存区和所述独立缓存区分别占用所述固态硬盘SSD的初始比例。为解决上述技术问题，本专利技术中又提供一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；所示存储器存储有基于SSD和磁盘混合存储的缓存计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现以下步骤：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。可选地，所述在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在所述SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区，包括：根据所述访问热度对所述被访问数据块进行排序；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，并缓存至相应虚拟机对应的独立缓存区中；从所述被访问数据块中剔除已缓存至各独立缓存区的数据块；根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，并缓存至所述共享缓存区。具体地，所述确定磁盘中各被访问数据块的访问热度，还包括：对每个被访问数据块进行参数标记；所述参数至少包括虚拟机标识信息、位置信息和访问热度信息；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，包括：针对任一虚拟机：根据该虚拟机标识信息，从所述被访问数据块中查找与该虚拟机对应的被访问数据块；根据该虚拟机的独立缓存区的长度，确定该独立缓存区的缓存数量；按照所述独立缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从查找到的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至该独立缓存区的数据块。具体地，所述根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，包括：根据所述共享缓存区的长度，确定所述共享缓存区的缓存数量；按照所述共享缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从剔除后的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至所述共享区的数据块。可选地，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：根据各虚拟机负载模式和数据中心需求，调整所述独立缓存区和所述共享缓存区分别占用所述固态硬盘SSD的比例。可选地，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：将所述固态硬盘SSD划分为所述共享缓存区和所述独立缓存区；设置所述共享缓存区和所述独立缓存区分别占用所述固态硬盘SSD的初始比例。为解决上述技术问题，本专利技术中还提供一种计算机可读存储介质，所述介质存储有基于SSD和磁盘混合存储的缓存计算机程序，在所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现以下步骤：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。本专利技术有益效果如下：本专利技术实时监控虚拟机负载特征及数据块热点情况，将SSD缓存空间划分为共享区和独立缓存区，结合虚拟机的性能需求和负载特征的变化，按照虚拟机的数据块热度，动态分配SSD缓存空间给各个虚拟机，从而提高整体性能。附图说明图1是现有技术中多级存储的分布式存储模型示意图；图2是本专利技术实施例中基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法的流程图；图3是基于本专利技术实施例中缓存方法的存储系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例中一具体缓存方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。

【技术特征摘要】
1.一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度；在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在固态硬盘SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每个时间周期，根据所述访问热度，从所述被访问数据块中提取相应的数据块，并缓存至在所述SSD中预设的各虚拟机独立缓存区和预设的所有虚拟机共享缓存区，包括：根据所述访问热度对所述被访问数据块进行排序；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，并缓存至相应虚拟机对应的独立缓存区中；从所述被访问数据块中剔除已缓存至各独立缓存区的数据块；根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，并缓存至所述共享缓存区。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定磁盘中各被访问数据块的访问热度，还包括：对每个被访问数据块进行参数标记；所述参数至少包括虚拟机标识信息、位置信息和访问热度信息；根据各所述独立缓存区的长度，按照所述排序，从所述被访问数据块中提取与每个虚拟机对应的数据块，包括：针对任一虚拟机：根据该虚拟机标识信息，从所述被访问数据块中查找与该虚拟机对应的被访问数据块；根据该虚拟机的独立缓存区的长度，确定该独立缓存区的缓存数量；按照所述独立缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从查找到的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至该独立缓存区的数据块。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述共享缓存区的长度，按照所述排序，从剔除后的被访问数据块中提取相应数据块，包括：根据所述共享缓存区的长度，确定所述共享缓存区的缓存数量；按照所述共享缓存区的缓存数量、所述排序和所述访问热度信息，从剔除后的被访问数据块中确定需缓存的数据块的位置信息；根据确定的位置信息，提取需缓存至所述共享区的数据块。5.如权利要求1-4中任意所述的方法，其特征在于，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：根据各虚拟机负载模式和数据中心需求，调整所述独立缓存区和所述共享缓存区的分别占用所述固态硬盘SSD的比例。6.如权利要求1-4中任意所述的方法，其特征在于，所述根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热度之前，还包括：将所述固态硬盘SSD划分为所述共享缓存区和所述独立缓存区；设置所述共享缓存区和所述独立缓存区分别占用所述固态硬盘SSD的初始比例。7.一种基于SSD和磁盘混合存储的缓存装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；所示存储器存储有基于SSD和磁盘混合存储的缓存计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现以下步骤：根据预设的时间周期，周期性确定磁盘中各被访问数据块的访问热...

【专利技术属性】
技术研发人员：江滢，王志坤，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44