一种数据存储系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数据存储系统及方法，所述系统包括：应用模块、异构文件模块和ZNS存储模块，所述ZNS存储模块设置若干个隔离区域；所述异构文件模块用于接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息；所述ZNS存储模块用于根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类。本发明专利技术能够在存储模块划分多个隔离区域，并支持用户发出指令对隔离区域进行相应配置以适应不同用户的需求，在隔离区域内部还进一步分离了顺序写数据和随机写数据，从而增强了数据读写性能、提高了数据存储的空间利用率以及实现良好的系统满载持续性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种数据存储系统及方法


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种数据存储系统及方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，针对ZNS(zoned namespace，分区命名空间)设备的数据存储方案一般是F2FS或BTRFS文件系统。其中，F2FS是针对闪存特性进行了优化设计的文件系统，采用日志化的写入模式，符合ZNS的顺序写约束，调整了映射规则，使得逻辑粒度与物理粒度对齐；而基于写时复制的BTRFS则在原有的架构基础上，引入了“日志超级块”的概念，解决了超级块的就地更新问题，因此得以支持ZNS设备。
[0003]但是，现有技术中在多租户场景下无法实现数据隔离存储策略，并且产生冗余的元数据开销。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种数据存储系统及方法，能够提升读写性能、提高存储空间利用率且在满载时拥有更好的持续性能表现。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种数据存储系统，包括应用模块、异构文件模块和ZNS存储模块，所述ZNS存储模块设置若干个隔离区域；
[0006]所述异构文件模块用于接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息；
[0007]所述ZNS存储模块用于根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类。
[0008]进一步的，所述写请求信息包括顺序写请求信息、随机写请求信息或混合请求信息，所述存储空间配置信息包括顺序配置信息、常规配置信息或混合配置信息；则，所述异构文件模块用于接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息，具体包括：当所述写请求信息为所述顺序写请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述顺序配置信息；当所述写请求信息为所述随机写请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述常规配置信息；当所述写请求信息为所述混合请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述混合配置信息。
[0009]进一步的，所述隔离区域包括第一隔离区域和第二隔离区域；则，所述ZNS存储模块用于根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类，具体包括：根据所述顺序配置信息，将每一隔离区域的数据分区种类均配置为顺序分区类型；或，根据所述常规配置信息，将每一隔离区域的数据分区种类均配置为常规分区类型；或，根据所述混合配置信息，将所述第一隔离区域的数据分区种类配置为顺序分区类型，并将所述第二隔离区域的数据分区种类配置为常规分区类型。
[0010]进一步的，所述异构文件模块包括超级分区单元、目录分区单元和数据分区单元；
所述超级分区单元用于存储设备信息、隔离区域信息、目录地址信息和一致性检查点信息；所述目录分区单元用于存储目录节点信息和目录数据。
[0011]进一步的，所述超级分区单元设置有分区管理器；所述分区管理器用于存储分区组信息、分区描述符信息、分区链表信息和分区地址表信息。
[0012]进一步的，所述数据分区单元包括常规数据分区和顺序数据分区；其中，所述常规数据分区设置屏蔽底层映射机制，所述顺序数据分区设置顺序索引映射机制。
[0013]进一步的，所述异构文件模块设置有文件异构管理机制。
[0014]进一步的，所述文件异构管理机制包括顺序写文件异构管理机制和随机写文件异构管理机制。
[0015]进一步的，所述数据存储系统设置有垃圾数据回收机制。
[0016]本专利技术实施例还提供了一种数据存储方法，应用于上述任一项所述的数据存储系统，包括如下步骤：
[0017]所述异构文件模块接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息；
[0018]所述ZNS存储模块根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类。
[0019]综上，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]在存储模块划分了多个隔离区域，并支持用户发出指令对隔离区域进行相应配置以适应不同用户的需求，在隔离区域内部还进一步分离了顺序写数据和随机写数据，此外还配置了垃圾数据回收机制，从而增强了在多用户场景下的数据读写性能、提高了数据存储的空间利用率以及实现良好的系统满载持续性能。
附图说明
[0021]图1是本专利技术提供的一种数据存储系统的一个实施例的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术提供的一种数据存储方法的一个实施例的流程示意图；
[0023]图3是本专利技术提供的一种数据存储系统的一个实施例的数据交互示意图；
[0024]图4是本专利技术提供的一种数据存储系统的一个实施例的顺序写文件异构管理机制示意图；
[0025]图5是本专利技术提供的一种数据存储系统的一个实施例的随机写文件异构管理机制示意图；
[0026]图6是本专利技术提供的一种数据存储系统的另一个实施例的随机写文件异构管理机制示意图；
[0027]图7是本专利技术提供的一种数据存储系统的另一个实施例的随机写文件异构管理机制示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]参见图1，是本专利技术提供的数据存储系统的一个实施例的流程示意图，该系统102包括应用模块201、异构文件模块202和ZNS存储模块203，所述ZNS存储模块203设置若干个隔离区域；
[0030]所述异构文件模块202用于接收所述应用模块201发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块203发送存储空间配置信息；
[0031]优选地，所述异构文件模块202包括超级分区单元、目录分区单元和数据分区单元；所述超级分区单元用于存储设备信息、隔离区域信息、目录地址信息和一致性检查点信息；所述目录分区单元用于存储目录节点信息和目录数据。
[0032]优选地，所述超级分区单元设置有分区管理器；所述分区管理器用于存储分区组信息、分区描述符信息、分区链表信息和分区地址表信息。
[0033]优选地，所述数据分区单元包括常规数据分区和顺序数据分区；其中，所述常规数据分区设置屏蔽底层映射机制，所述顺序数据分区设置顺序索引映射机制。
[0034]示例性的，异构文件模块的整体架构具体如下：分区(zone)是最小的空间管理单元。异构文件模块的分区与ZNS设备的“zone”严格对齐。依据分区存储的内容，异构文件模块的分区定义为三种类型：
[0035]1)超级分区(super zone)。存储通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据存储系统，其特征在于，包括应用模块、异构文件模块和ZNS存储模块，所述ZNS存储模块设置若干个隔离区域；所述异构文件模块用于接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息；所述ZNS存储模块用于根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类。2.如权利要求1所述的数据存储系统，其特征在于，所述写请求信息包括顺序写请求信息、随机写请求信息或混合请求信息，所述存储空间配置信息包括顺序配置信息、常规配置信息或混合配置信息；则，所述异构文件模块用于接收所述应用模块发送的用户指令信息，解析所述用户指令信息得到写请求信息，并根据所述写请求信息向所述ZNS存储模块发送存储空间配置信息，具体包括：当所述写请求信息为所述顺序写请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述顺序配置信息；当所述写请求信息为所述随机写请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述常规配置信息；当所述写请求信息为所述混合请求信息时，向所述ZNS存储模块发送所述混合配置信息。3.如权利要求2所述的数据存储系统，其特征在于，所述隔离区域包括第一隔离区域和第二隔离区域；则，所述ZNS存储模块用于根据所述存储空间配置信息，配置每一隔离区域的数据分区种类，具体包括：根据所述顺序配置信息，将每一隔离区域的数据分区种类均配置为顺序分区类型；或，根据所述常规配置信息，将每一隔离区域的数据分区种类均配置为常规分区类型；或，根据所述混合配置信息，将所述第一隔离区...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭玉娟，苏田，彭彪，刘铎，陈咸彰，任骜，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：