基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统及相关方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统及相关方法，它们是相对应的方案，方案中：在截取上层系统向下发送的请求后，根据地址映射关系，将应用逻辑地址的随机写转换为物理地址的顺序写，将应用的数据存在ZNS SSD中正确的位置上；并且，能够在空间不足时，通过垃圾回收，整理回收无效数据最多的Zone，在确保存储的性能的同时，为后续的新数据写入腾出空间；此外，该方案可以向上层系统提供通用块设备接口，无需对现有上层系统做任何改变，无需牺牲性能，使得ZNS SSD能够兼容已有的存储系统栈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机存储，尤其涉及一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统及相关方法。

技术介绍

1、近些年来，闪存固态硬盘（flash ssd）在工业界和学术界都得到了广泛的研究和应用。由于闪存固态硬盘相比于传统磁盘（hdd）拥有更低的延迟和更高的性能，因此被广泛应用在诸如云服务存储厂商、高性能计算中心、个人电脑等不同场景中。闪存固态硬盘由主机接口逻辑、固态硬盘控制器、动态随机存储器和连接多个nand芯片（闪存芯片）的多通道子系统四部分组成，对上层提供块设备接口。

2、传统闪存固态硬盘存在着以下问题：其数据管理由硬盘内部控制器全权管理，对上层不可视，因此无法实现软硬件协同设计来提高性能；并且由于其对昂贵的动态随机存储器的需求量大以及需要为硬盘数据转移预留额外的nand芯片空间导致闪存固态硬盘的成本较高。为了解决这些问题，一种新的闪存固态硬盘应运而生，zns ssd（空间固态硬盘）使用了新的nvme（逻辑设备接口规范）接口协议，对上层提供以多个块组成的zone接口，并提供了一套新的硬盘控制命令。zns ssd将闪存转换层（ftl）暴露给上层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统，其特征在于，包括：目标组件模块、创建组件模块、地址映射模块、Zone管理模块、垃圾回收模块和数据恢复模块；其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述创建组件模块，用于通用中间件系统的初始化与资源分配包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述Zone状态包括：空闲状态、活跃状态、已满状态、垃圾回收状态与无效状态；其中：

4.根据权利要求3所述的一种基于ZNS SSD搭建的通用中间件系统，其特征在于， 还包括Z...

【技术特征摘要】

1.一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，包括：目标组件模块、创建组件模块、地址映射模块、zone管理模块、垃圾回收模块和数据恢复模块；其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述创建组件模块，用于通用中间件系统的初始化与资源分配包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述zone状态包括：空闲状态、活跃状态、已满状态、垃圾回收状态与无效状态；其中：

4.根据权利要求3所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于， 还包括zone管理模块的初始化步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述分区组包括：存储临时元数据的日志分区组、永久存储元数据的压缩日志分区组，以及存储应用数据的数据分区组；通过分区组管理使得数据在下刷时根据数据类型选择正确分区组当中的分区；分区组当中的日志分区组与压缩日志分区组在中间件系统初始化时确定，用于数据恢复模块读取相应的数据来恢复zns ssd的元数据信息。

6.根据权利要求1或3所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述选出用于响应的zone包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于zns ssd搭建的通用中间件系统，其特征在于，所述地址映射模块，用于维护块设备逻辑地址与zns ssd...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，缪立君，火净泽，陈清源，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：