用于管理存储系统的方法和装置制造方法及图纸

本公开的实施例提出了用于管理存储系统的方法、装置和计算机程序产品。该存储系统包括多个缓存设备和底层存储设备，该多个缓存设备包括第一缓存设备组和第二缓存设备组。本公开的一个方面的方法包括：接收针对所述存储设备的输入/输出(I/O)请求；响应于确定所述I/O请求触发对目标数据的缓存，如果所述I/O请求为读请求，将所述目标数据从所述存储设备存储到所述第一缓存设备组中；以及如果所述I/O请求为写请求，将所述目标数据存储到所述第二缓存设备组中。本公开的实施例引入了用于缓存设备的新架构，使得处理时延得以缩短，并且/或者，存储容量能够被更有效地利用。存储容量能够被更有效地利用。存储容量能够被更有效地利用。

【技术实现步骤摘要】
用于管理存储系统的方法和装置
[0001]本申请是申请日为2016年6月14日、申请号为201610417408.8、专利技术名称为“用于管理存储系统的方法和装置”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开的实施例涉及存储系统，并且更具体地涉及用于包括快速缓存器的存储系统的方法和装置。

技术介绍

[0003]缓存(cache)是底层存储设备(例如，硬盘)和外界接口之间的缓冲器。缓存可以存放例如热数据，以减少外界接口和底层驱动器之间的数据交换，提高数据的传输速度，降低数据存取的时延。缓存具有极快的存取速度，并且缓存的大小与速度是直接关系到底层驱动器的传输速度的重要因素。
[0004]快速缓存(fast cache)作为层2(L2)缓存进行工作，其包含位于底层物理驱动器上的逻辑块的拷贝。作为示例，快速缓存可以由独立的成对的固态磁盘(SSD)来构建，这使得能够容易地对快速缓存进行扩展和缩减。目前，对于包括多个缓存设备的存储系统而言，其架构、管理和整体性能均存在提高和改进的空间。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例提出了用于管理存储系统的方法和装置。下面给出了对各实施例的简要概述，以提供对各种实施例的一些方面的基本理解。
技术实现思路
部分所记载的内容并非旨在标识关键元素的要点或描述各种实施例的范围。相反，在此描述的内容仅仅是为了以简化形式呈现一些概念，作为对下文具体描述的前序。
[0006]本公开的第一方面提供了一种管理存储系统的方法，该存储系统包括多个缓存设备和底层存储设备，该多个缓存设备包括第一缓存设备组和第二缓存设备组。该方法包括：接收针对所述存储设备的输入/输出(I/O)请求；响应于确定所述I/O请求触发对目标数据的缓存，如果所述I/O请求为读请求，将所述目标数据从所述存储设备存储到所述第一缓存设备组中；以及如果所述I/O请求为写请求，将所述目标数据存储到所述第二缓存设备组中。
[0007]在一个实施例中，该方法可以进一步包括：响应于所述I/O请求为写请求，确定所述目标数据的目标地址是否包括在所述存储系统的地址映射中，所述地址映射指示所述存储设备的存储地址与所述多个缓存设备的缓存地址之间的映射；如果确定所述目标地址未包括在所述地址映射中，将所述目标数据写入所述存储设备。
[0008]在另一实施例中，该方法还可以包括：如果确定所述目标地址被包括在所述地址映射中，基于所述地址映射确定目标缓存设备，所述目标缓存设备包含在所述地址映射中与所述目标地址对应的缓存地址。在进一步的实施例中，该方法还可以包括：响应于确定所述目标缓存设备属于所述第一缓存设备组，在所述地址映射中移除用于确定所述目标缓存
设备的映射；以及将所述目标数据写入所述第二缓存设备组中的缓存设备。在另一实施例中，该方法还可以包括：响应于确定所述目标缓存设备属于所述第二缓存设备组，将所述目标数据写入所述目标缓存设备。
[0009]在一个实施例中，所述第一缓存设备组中的缓存设备包括第一固态磁盘SSD对，并且所述第一SSD对中的每个SSD独立地服务于所述读请求。
[0010]本公开的第二方面提供了一种管理多个缓存设备的方法，该多个缓存设备包括服务读请求的第一缓存设备组和服务写请求的第二缓存设备组。该方法包括：检测用于扩展所述多个缓存设备的第一请求；响应于检测到所述第一请求，获取所述多个缓存设备的状态信息，所述状态信息指示负载状态和存储空间使用情况中的至少一项；以及基于所获取的所述状态信息，将所述多个缓存设备之外的新缓存设备添加到所述第一缓存设备组或者所述第二缓存设备组。
[0011]本公开的第三方面提供了一种管理存储系统中的多个缓存设备的方法，所述多个缓存设备包括服务读请求的第一缓存设备组和服务写请求的第二缓存设备组。该方法包括：检测用于缩减所述缓存设备的第二请求；响应于检测到所述第二请求，将所述第一缓存设备组中的第一缓存设备从所述多个缓存设备移除，或者，通过以下操作将所述第二缓存设备组中的至少一个缓存设备从所述多个缓存设备移除：禁止对所述至少一个缓存设备的写操作；将所述至少一个缓存设备中的脏页面复制到所述存储系统中的存储设备；以及将所述至少一个缓存设备从所述第二缓存设备组移除。
[0012]本公开的第四方面提供了一种管理多个缓存设备的方法，所述多个缓存设备包括服务读请求的第一缓存设备组和服务写请求的第二缓存设备组，该方法包括：检测用于平衡所述第一缓存设备组和所述第二缓存设备组的第三请求；响应于检测到所述第三请求，获取所述多个缓存设备的状态信息，所述状态信息指示所述多个缓存设备的负载状态、在线时间和存储空间使用情况中的至少一项；以及基于所获取的所述多个缓存设备的状态信息，在所述第一缓存设备组和所述第二缓存设备组之间进行缓存设备的迁移。
[0013]本公开的第五方面提供了一种存储系统，该存储系统包括：存储设备；多个缓存设备，所述多个缓存设备包括服务于读请求的第一缓存设备组和服务于写请求的第二缓存设备组；以及存储系统管理器，被配置为执行根据本公开的第一方面到第四方面中任一方面所述的方法。
[0014]本公开的第六方面提供了一种计算机程序产品，其包括具有存储在其中的程序代码的至少一个计算机可读存储介质，所述程序代码在由装置执行时促使所述装置执行根据本公开的第一方面到第四方面中任一方面所述的方法。
[0015]根据本公开的实施例的方法、存储系统和计算机程序产品，引入了用于缓存设备的新架构，使得处理时延得以缩短，并且/或者，存储容量能够被更有效地利用。
[0016]尽管在附图中通过示例的方式示出了特定的实施例，然而，应当理解，本文的具体实施例的描述不意在将实施例限制为所公开的具体形式。
附图说明
[0017]从下文的公开内容和权利要求中，本公开的目的、优点和其他特征将变得更加明显。这里仅出于示例的目的，参考附图来给出示例性实施例的非限制性描述，在附图中：
[0018]图1示出了根据本公开的实施例的存储系统的示意性框图；
[0019]图2示出了根据本公开的实施例的存储系统内的部分操作的示意图；
[0020]图3a
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3b示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的方法的流程图；
[0021]图4a
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4b示出了根据本公开的实施例的用于管理多个缓存设备的方法的流程图；
[0022]图5a
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5b示出了根据本公开的实施例的用于管理多个缓存设备的另一方法的流程图；
[0023]图6a
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6b示出了根据本公开的实施例的用于管理多个缓存设备的又一方法的流程图；
[0024]图7示出了根据本公开的实施例的用于触发多个缓存设备之间的平衡操作的触发请求的示例；
[0025]图8示出了根据本公开的实施例的用于维护存储设备的相关属性装置的数据结构来示例；
[0026]图9示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的装置的示意性结构图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管理多个缓存设备的方法，所述多个缓存设备包括服务读请求的第一缓存设备组和服务写请求的第二缓存设备组，所述方法包括：检测用于扩展所述多个缓存设备的第一请求；响应于检测到所述第一请求，获取所述多个缓存设备的状态信息，所述状态信息指示负载状态和存储空间使用情况中的至少一项；以及基于所获取的所述状态信息，将所述多个缓存设备之外的新缓存设备添加到所述第一缓存设备组或所述第二缓存设备组中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一请求指示多个候选缓存设备的列表，并且其中添加所述新缓存设备包括：从所述多个候选缓存设备的所述列表中逐个选择新缓存设备，以用于将所述新缓存设备添加到所述第一缓存设备组或所述第二缓存设备组中。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述状态信息指示所述多个缓存设备的所述负载状态，并且添加所述新缓存设备包括：基于所述多个缓存设备的所述负载状态，获取所述第一缓存设备组的第一负载和所述第二缓存设备组的第二负载；如果所述第一负载与所述第二负载之间的差异或者所述第一负载与所述第二负载的比率超过预定阈值，将所述新缓存设备添加到所述第一缓存设备组中；以及如果所述第一负载与所述第二负载之间的所述差异或者所述第一负载与所述第二负载的所述比率低于所述预定阈值，将所述新缓存设备添加到所述第二缓存设备中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述状态信息指示所述多个缓存设备的所述存储空间使用情况，并且添加所述新缓存设备包括：基于所述多个缓存设备的所述存储空间使用情况，确定所述第二缓存设备组的存储空间使用率；如果所述第二缓存设备组的所述存储空间使用率超过第一阈值，将所述新缓存设备添加到所述第二缓存设备组中；以及如果所述第二缓存设备组的所述存储空间使用率低于所述第一阈值，将所述新缓存设备添加到所述第一缓存设备组中。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述状态信息指示所述多个缓存设备的所述存储空间使用情况，并且添加所述新缓存设备包括：基于所述多个缓存设备的所述存储空间使用情况，确定所述第二缓存设备组的存储空间空闲率；如果所述第二缓存设备组的所述存储空间空闲率低于第二阈值，将所述新缓存设备添加到所述第二缓存设备组中；以及如果所述第二缓存设备组的所述存储空间空闲率高于所述第二阈值，将所述新缓存设备添加到所述第一缓存设备组中。6.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一缓存设备组中的缓存设备包括第一固态磁盘SSD对，并且所述第一SSD对中的每个SSD独立地服务所述读请求。7.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述第一请求包括从用户接收所述第一请求
作为输入。8.一种管理存储系统中的多个缓存设备的方法，所述多个缓存设备包括服务读请求的第一缓存设备组和服务写请求的第二缓存设备组，所述方法包括:检测用于缩减所述缓存设备的第二请求；以及响应于检测到所述第二请求，通过以下操作来从所述多个缓存设备中移除所述第二缓存设备组中的至少一个缓存设备：禁止针对所述至少一个缓存设备的写操作；将所述至少一个缓存设备中的脏页面复制到所述存储系统中的存储设备；以及移除所述至少一个缓存设备。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二请求中指示候选缓存设备的列表，并且所述方法进一步包括：从所述候选缓存设备的所述列表中逐个选择缓存设备，以用于从所述多个缓存设备中移除所选择的所述缓存设备。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一缓存设备组中的缓存设备包括第一固态磁盘S...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢彪，胡博，黄佳，叶静，吴迁，
申请(专利权)人：伊姆西IP控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：