用于存储数据的方法、存储装置和数据存储系统制造方法及图纸

公开了用于存储数据的方法、存储装置和数据存储系统。一种用于存储数据的方法可包括：在一组存储装置处接收用户数据，其中，存储装置互连；在所述一组存储装置处将用户数据纠删编码成冗余块；和将冗余块存储在存储装置中的至少两个上。纠删编码可分布在存储装置中的至少两个之中。冗余块可以以可靠性组布置。冗余块可独立于用户对用户数据的划分而通过存储装置被分组。所述方法还可包括基于冗余块来恢复数据。一种存储装置可包括：存储介质；网络接口，被配置为与一个或多个其他存储装置通信；和存储处理单元，被配置为与所述一个或多个其他存储装置协同地将用户数据纠删编码成冗余块。

【技术实现步骤摘要】
用于存储数据的方法、存储装置和数据存储系统本申请要求于2020年1月29日提交的题为“用于支持结构的计算存储装置的分担的、装置驱动的纠删编码的系统、装置和方法(System,DeviceandMethodForOffloaded,Device-DrivenErasureCodingForFabric-EnabledComputationalStorageDevices)”的第62/967,573号美国临时专利申请的优先权和权益，所述美国临时专利申请通过引用被包含。
本公开总体涉及数据存储系统中的纠删编码(erasurecoding)，更具体地，涉及用于分担的(offloaded)装置驱动的纠删编码的方法和设备。
技术介绍
纠删编码(EC)可表示可用于提高可靠性并且克服具有多个存储装置(诸如，硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD))的数据存储系统中的数据丢失的技术。在具有纠删编码的存储系统中，文件或其他数据单元可被划分成固定大小的多个数据块。可使用诸如Reed-Solomon的编码算法来基于数据块计算一个或多个奇偶校验数据块。然后可将数据块和奇偶校验块存储在单独的存储装置上。如果存储装置之一故障，则故障装置上的数据块可使用剩余的数据块和一个或多个奇偶校验块被重构。编码算法的参数(诸如，奇偶校验块与数据块之比)可被调节，以在存储效率与数据可靠性之间进行权衡。
技术实现思路
一种用于存储数据的方法可包括：在存储装置的组处接收用户数据，其中，存储装置互连；在存储装置的组处将用户数据纠删编码成冗余块；和将冗余块存储在存储装置中的至少两个中。纠删编码可分布在存储装置中的至少两个之中。冗余块可以以可靠性组布置。存储装置中的每个可保存关于它的冗余块的可靠性组的元数据。用户数据可从用户接收，并且用户数据可通过用户在存储装置之间被划分。冗余块可独立于用户对用户数据的划分而通过存储装置被分组。存储装置中的至少一个可能够计算存储，并且用户可基于将对用户数据执行的计算来在存储装置之间划分用户数据。用户数据可以以逻辑块布置，并且冗余块可包括多个逻辑块。存储装置中的至少一个可响应于接收到用户数据来发送写入确认。存储装置中的至少一个可基于对用户数据的纠删编码来发送可靠的写入确认。所述方法还可包括：基于冗余块恢复数据。基于冗余块恢复数据可包括从活的冗余块恢复数据。基于冗余块恢复数据可包括仅从活的冗余块恢复数据。冗余块可以是自描述的，以促进恢复数据。每个存储装置可向具有可靠性组中的冗余块的每个其他存储装置通知可靠性组中的可被擦除的冗余块，并且响应于从具有可靠性组中的冗余块的每个其他存储装置接收到进行信号来擦除冗余块。存储装置的组的第一存储装置可向存储装置的组的第二存储装置通知可被擦除的冗余块。第一存储装置可响应于从第二存储装置接收到进行信号来擦除冗余块。存储装置的组的第一存储装置可被存储装置的组的第二存储装置通知可靠性组中的将被第二存储装置擦除的冗余块，并且可检查可靠性组中的第一存储装置自己的冗余块。第一存储装置可将进行信号发送给第二存储装置。第一存储装置可向具有可靠性组中的冗余块的其他存储装置发送请求：可靠性组中的第一存储装置自己的冗余块被添加到新的可靠性组。存储装置的组可基于可靠性组中的冗余块的擦除来针对可靠性组重新计算奇偶校验。一种存储装置可包括：存储介质；网络接口，被配置为与一个或多个其他存储装置通信；和存储处理单元，被配置为与所述一个或多个其他存储装置协同地将用户数据纠删编码成冗余块。存储处理单元可被配置为基于冗余块中的一个或多个来恢复数据。存储处理单元可被配置为响应于对冗余块中的一个或多个的垃圾收集操作来启动奇偶校验重新计算。冗余块可以以可靠性组布置。存储处理单元可被配置为向具有可靠性组中的冗余块的一个或多个其他存储装置通知可靠性组中的将被擦除的冗余块，并且响应于从具有可靠性组中的冗余块的一个或多个其他存储装置接收到进行信号来擦除冗余块。一种数据存储系统可包括：第一存储装置，可以是支持结构的；和第二存储装置，可以是支持结构的并且通过网络结构连接到第一存储装置，其中，第一存储装置和第二存储装置可被配置为：从用户接收用户数据，并且协同地将用户数据纠删编码成冗余块。用户数据可通过用户在存储装置之间被划分，并且第一存储装置和第二存储装置可被配置为：独立于用户对用户数据的划分而将用户数据分组成冗余块。冗余块可以以可靠性组布置。第一存储装置和第二存储装置可被配置为基于冗余块中的一个或多个来恢复数据。附图说明附图不必按比例绘制，并且贯穿附图，为了说明的目的，类似的结构或功能的元件通常由相同的参考标号表示。附图仅意在便于描述在此描述的各种实施例。附图没有描述在此公开的教导的每个方面，并且不限制权利要求的范围。为了防止附图变得模糊，不是所有的组件、连接等会被示出，并且不是所有的组件会具有参考标号。然而，可从附图容易地清楚组件配置的模式。附图与说明书一起示出本公开的示例实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开的用于在具有多个存储装置的存储系统中实现纠删编码的技术。图2示出根据本公开的数据存储系统的实施例。图3示出根据本公开的存储装置的示例实施例。图4示出根据本公开的数据存储系统的另一实施例。图5示出根据本公开的用于实现纠删编码的技术的示例实施例。图6是根据本公开的图形计算的视觉表示。图7示出根据本公开的可对在多个存储装置之间拆分的数据进行操作的图形计算。图8示出根据本公开的用于在多个存储装置之间拆分图形计算的技术的示例实施例。图9是示出根据本公开的写入和编码操作的实施例的序列图。图10示出根据本公开的装置驱动的纠删编码处理可如何与根据本公开的利用垃圾收集的存储装置中的擦除操作进行交互的示例。图11是示出根据本公开的用于协调纠删编码和垃圾收集的处理的示例实施例的序列图。图12是示出根据本公开的数据读取操作以及修复和/或重构处理的实施例的序列图。具体实施方式纠删编码(EC)可表示可在系统级实现的存储系统，其中，集中式处理可将用户数据划分成固定大小的数据块(datachunk)并且基于数据块来计算奇偶校验块(paritychunk)。然后，数据块和奇偶校验块可横跨多个存储装置被分布，存储装置可以是可不必跟踪哪些块是数据块以及哪些块是奇偶校验块的被动参与者。系统级EC还可在用户和/或应用不必跟踪数据块和/或奇偶校验块的大小、边界和/或存储位置的情况下实现。图1示出根据本公开的用于在具有多个存储装置的存储系统中实现纠删编码的技术。三个不同的文件或其他用户数据单元被指示为用户数据1、用户数据2和用户数据3。用户数据可被提供给用户、应用、文件系统和/或分布式系统100(或者，用户/应用/文件系统/分布式系统100)和/或由用户、应用、文件系统和/或分布式系统100生成。(为了方便，用户和/或应用和/或文件系统和/或分布式系统100可被称为用户或用户/应用。)纠删编码层10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于存储数据的方法，包括：/n在通过网络结构互连的多个存储装置的组处从用户接收用户数据；/n在所述多个存储装置的组处将用户数据纠删编码成冗余块；和/n将冗余块存储在所述多个存储装置中的至少两个中，/n其中，用户数据被用户划分，/n其中，冗余块被所述多个存储装置分组。/n

【技术特征摘要】
20200129 US 62/967,573;20200512 US 15/930,4221.一种用于存储数据的方法，包括：
在通过网络结构互连的多个存储装置的组处从用户接收用户数据；
在所述多个存储装置的组处将用户数据纠删编码成冗余块；和
将冗余块存储在所述多个存储装置中的至少两个中，
其中，用户数据被用户划分，
其中，冗余块被所述多个存储装置分组。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，
冗余块以可靠性组被布置；并且
所述多个存储装置中的一个或多个保存关于它的冗余块的可靠性组的元数据。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述多个存储装置中的至少一个能够计算存储；并且
用户基于将对用户数据执行的计算在所述多个存储装置之间划分用户数据。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个存储装置中的至少一个基于对用户数据的纠删编码来发送可靠的写入确认。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过恢复活的冗余块来恢复数据。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，冗余块中的一个或多个是自描述的，以促进恢复数据。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，
冗余块以可靠性组被布置；
所述多个存储装置中的一个或多个向具有可靠性组中的冗余块的至少一个其他存储装置通知可靠性组中的将被擦除的冗余块；和
所述多个存储装置中的一个响应于从具有可靠性组中的冗余块的另一存储装置接收到进行信号来擦除冗余块。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个存储装置的组中的第一存储装置向所述多个存储装置的组中的第二存储装置通知将被擦除的冗余块。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，第一存储装置响应于从第二存储装置接收到进行信号来擦除冗余块。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，
冗余块以可靠性组布置，
所述多个存储装置的组中的第一存储装置：
被所述多个存储装置的组中的第二存储装置通知可靠性组中的冗余块将被第二存储装置擦除；和
检查...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞卡·皮塔楚玛尼，奇亮奭，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR