一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法技术

本发明专利技术公开一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，将硬盘存储单元分为一系列连续的逻辑地址块，初始状态下所有的逻辑地址块都被标记为未使用，当硬盘上添加新用户后，将划分的逻辑地址块分配给用户并将已分配的逻辑地址块标记为已用，当删除用户时将用户占有的逻辑地址释放，标记为未使用；并建立地址映射表，当主机下发命令访问用户地址地址的时候从映射表内查询偏移地址，将用户逻辑地址转换为硬盘逻辑地址。本发明专利技术通过地址映射的方式将多个硬盘虚拟化为多个硬盘，不同用户数据之间不能相互访问修改，提高不同用户之间数据的私密性和可靠性。

A Single Disk Multiuser Physical Isolation Method Based on Address Mapping

The invention discloses a single disk multi-user physical isolation method based on address mapping, which divides the hard disk storage unit into a series of continuous logical address blocks. In the initial state, all the logical address blocks are marked as unused. When a new user is added to the hard disk, the partitioned logical address blocks are allocated to the user, the allocated logical address blocks are marked as used, and the user is deleted. When the host sends commands to access the user's address, the offset address is queried from the mapping table, and the user's logical address is converted to the hard disk logical address. The invention virtualizes multiple hard disks into multiple hard disks by means of address mapping, and different user data can not access and modify each other, thus improving the privacy and reliability of data among different users.

【技术实现步骤摘要】
一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法
本专利技术涉及一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，属于存储器

技术介绍
在一些公用计算机或专用存储介质中会存在多人共享单个硬盘的现象，这种情况下，每个使用该盘的用户私密数据就可能会发生泄漏，如果受限于共享硬盘的数量，我们就会希望在单个硬盘上可以为每个用户分配独立的空间，既保证硬盘的共享，又能够保证数据的私密性。此外单盘多操作系统会共用同一个引导分区，而且一个系统中对磁盘发生不恰当的操作可能会影响整个盘上所有的数据，危害数据安全，如果能够实现数据的物理隔离将会大大提高不同操作系统间数据的安全性，防止误操作对其他操作系统的数据造成影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，可以实现不同用户之间数据的物理隔离，通过地址映射的方式将多个硬盘虚拟化为多个硬盘，不同用户数据之间不能相互访问修改，提高不同用户之间数据的私密性和可靠性。为了解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，包括逻辑地址管理和逻辑地址映射两部分，逻辑地址管理是根据用户情况管理硬盘存储单元的分配，实现方式是将硬盘存储单元分为一系列连续的逻辑地址块，初始状态下所有的逻辑地址块都被标记为未使用，当硬盘上添加新用户后，将划分的逻辑地址块分配给用户并将已分配的逻辑地址块标记为已用，当删除用户时将用户占有的逻辑地址释放，标记为未使用；逻辑地址映射将主机访问的用户逻辑存储地址转换为硬盘的逻辑存储地址，实现方式是建立地址映射表，地址映射表内存储用户逻辑存储地址与硬盘逻辑存储地址之间的地址偏移，当主机下发命令访问用户逻辑地址的时候从映射表内查询偏移地址，将用户逻辑地址转换为硬盘逻辑地址。进一步的，通过位图标记的方法进行硬盘逻辑地址管理，位图的位数等于硬盘存储单元划分的逻辑地址块数，位图的1表示逻辑地址块已用，0表示未使用；添加用户时，硬盘通过位图变量的值查询当前硬盘的剩余空间，如果剩余空间能够满足用户的分配需求，就在位图变量中将对应地址块的值标记为已用，同时将用户的信息及其占有的逻辑地址块保存到硬盘中指定的位置。进一步的，为用户分配逻辑块时，优先分配连续的块，如果连续的块不能满足用户的容量需求，则把零散的逻辑地址块分配给用户，通过给每位用户分配相同空间或分配空间与上次删除空间相等方式避免零散的地址块对读写操作性能的影响。进一步的，针对每个用户在硬盘上电初始化的时候都建立一套属于自己的地址映射表，过程为：硬盘上电时根据当前登录的用户信息，读取当前用户所拥有的逻辑地址块的位置和数量，根据逻辑地址块的位置和数量计算出当前用户在硬盘上对应的逻辑地址块，然后根据逻辑地址块构建出逻辑地址映射表，对于连续的地址块，可以将多个块的映射值合并，对于分散的地址块，在建立映射表的同时，记录下不联系地址块边缘的逻辑地址，不连续地址块的边缘逻辑地址称为奇点逻辑地址。进一步的，当操作系统访问的地址落在连续的地址块中时，硬盘根据映射表添加相应的地址偏移，如果访问的逻辑地址跨越不连续的逻辑地址块时，即访问的连续逻辑地址中包含奇点逻辑地址，硬盘在奇点逻辑地址对访问指令进行分割，对其两侧的逻辑地址分别进行映射，然后把操作结果返回。本专利技术的有益效果：本方案采用地址映射的方式管理用户分区，可以实现不同用户之间数据的物理隔离。通过地址映射的方式将单个硬盘虚拟化为多个硬盘，不同用户数据之间不能相互访问修改，提高不同用户之间数据的私密性和可靠性。本方案对于多系统管理更加方便。每个用户的空间都可以看做一个单独的盘，不同的用户可以安装各自的操作系统，互不干扰。因为每个用户的磁盘是独立的，因此可以采用独立的硬盘分区方式，每个用户之间MBR和GPT分区方式是可以共存的。附图说明图1为用户空间分配示意图；图2为硬盘空间管理示意图；图3为用户逻辑地址对应映射表的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1本实施例公开一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，本方法包括逻辑地址管理和逻辑地址映射两部分。逻辑地址管理是根据用户情况管理硬盘存储单元的分配，当添加用户时，硬盘根据用户的容量需求从硬盘的未使用空间中分配足够的空间给用户，同时将已分配的空间标记为已用。当用户删除时，首先删除用户的数据，然后将用户信息从硬盘中删除，将其占用的存储地址标记为可用，供后续分配使用。逻辑地址管理的实现方式是将硬盘存储单元分为一系列连续的逻辑地址块，初始状态下所有的逻辑地址块都被标记为未使用，当硬盘上添加新用户后，将划分的逻辑地址块分配给用户并将已分配的逻辑地址块标记为已用，当删除用户时将用户占有的逻辑地址释放，标记为未使用。本实施例中，通过位图标记的方法进行硬盘逻辑地址管理，位图的位数等于硬盘存储单元划分的逻辑地址块数，位图的1表示逻辑地址块已用，0表示未使用；添加用户时，硬盘通过位图变量的值查询当前硬盘的剩余空间，如果剩余空间能够满足用户的分配需求，就在位图变量中将对应地址块的值标记为已用，同时将用户的信息及其占有的逻辑地址块保存到硬盘中指定的位置。为用户分配逻辑块时，优先分配连续的块，如果连续的块不能满足用户的容量需求，则把零散的逻辑地址块分配给用户，通过给每位用户分配相同空间或分配空间与上次删除空间相等方式避免零散的地址块对读写操作性能的影响。如图2所示，本实施例中将2TB的硬盘以5GB为单元划分成了多个连续的逻辑地址块，逻辑地址块的个数为2*1024/5=410个，使用52字节的位图变量就可以管理整个硬盘。向用户分配存储空间时以逻辑地址块为单位，如图2中，用户1分配了4个逻辑地址块的存储空间，用户2分配了6个逻辑地址块的存储空间，新增用户时，从未分配空间内选择规定个数的逻辑地址块给用户。当需要删除用户时，硬盘会对将要删除的用户空间进行擦除，在位图变量中将用户归还的地址块标记为可用，供下次分配使用，并且擦除用户在硬盘中保留的用户信息。因为每个硬盘从操作系统的角度来看只有用户分配的容量大小，操作系统的访问指令中都是分配后的用户逻辑地址，而不是实际的硬盘逻辑存储地址，因此需要将主机访问的用户逻辑存储地址转换为硬盘的逻辑存储地址，逻辑地址映射就是完成此功能的。逻辑地址映射的实现方式是建立地址映射表，地址映射表内存储用户逻辑存储地址与硬盘逻辑存储地址之间的地址偏移，当主机下发命令访问用户逻辑地址的时候从映射表内查询偏移地址，将用户逻辑地址转换为硬盘逻辑地址。本实施例中，针对每个用户在硬盘上电初始化的时候都建立一套属于自己的地址映射表，过程为：硬盘上电时根据当前登录的用户信息，读取当前用户所拥有的逻辑地址块的位置和数量，根据逻辑地址块的位置和数量计算出当前用户在硬盘上对应的逻辑地址块，然后根据逻辑地址块构建出逻辑地址映射表，对于连续的地址块，可以将多个块的映射值合并，对于分散的地址块，在建立映射表的同时，记录下不连续地址块边缘的逻辑地址，不连续地址块的边缘逻辑地址称为奇点逻辑地址。当操作系统访问的地址落在连续的地址块中时，硬盘根据映射表添加相应的地址偏移，如果访问的逻辑地址跨越不连续的逻辑地址块时，即访问的连续逻辑地址中包含奇点逻辑地址，硬盘在奇点逻辑地址对访问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，其特征在于：包括逻辑地址管理和逻辑地址映射两部分，逻辑地址管理是根据用户情况管理硬盘存储单元的分配，实现方式是将硬盘存储单元分为一系列连续的逻辑地址块，初始状态下所有的逻辑地址块都被标记为未使用，当硬盘上添加新用户后，将划分的逻辑地址块分配给用户并将已分配的逻辑地址块标记为已用，当删除用户时将用户占有的逻辑地址释放，标记为未使用；逻辑地址映射将主机访问的用户逻辑存储地址转换为硬盘的逻辑存储地址，实现方式是建立地址映射表，地址映射表内存储用户逻辑存储地址与硬盘逻辑存储地址之间的地址偏移，当主机下发命令访问用户地址地址的时候从映射表内查询偏移地址，将用户逻辑地址转换为硬盘逻辑地址。

【技术特征摘要】
1.一种基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，其特征在于：包括逻辑地址管理和逻辑地址映射两部分，逻辑地址管理是根据用户情况管理硬盘存储单元的分配，实现方式是将硬盘存储单元分为一系列连续的逻辑地址块，初始状态下所有的逻辑地址块都被标记为未使用，当硬盘上添加新用户后，将划分的逻辑地址块分配给用户并将已分配的逻辑地址块标记为已用，当删除用户时将用户占有的逻辑地址释放，标记为未使用；逻辑地址映射将主机访问的用户逻辑存储地址转换为硬盘的逻辑存储地址，实现方式是建立地址映射表，地址映射表内存储用户逻辑存储地址与硬盘逻辑存储地址之间的地址偏移，当主机下发命令访问用户地址地址的时候从映射表内查询偏移地址，将用户逻辑地址转换为硬盘逻辑地址。2.根据权利要求1所述的基于地址映射的单盘多用户物理隔离方法，其特征在于：通过位图标记的方法进行硬盘逻辑地址管理，位图的位数等于硬盘存储单元划分的逻辑地址块数，位图的1表示逻辑地址块已用，0表示未使用；添加用户时，硬盘通过位图变量的值查询当前硬盘的剩余空间，如果剩余空间能够满足用户的分配需求，就在位图变量中将对应地址块的值标记为已用，同时将用户的信息及其占有的逻辑地址块保存到硬盘中指定的位置。3.根据权利要求2所述的基于地址...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾坤，姜向阳，秦法林，于佑飞，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37