ＳＳＤ技术协助的存储系统快照技术方案

一种用于创建使用固态磁盘（ＳＳＤ）的存储系统的快照的方法和设备。ＳＳＤ中的多个映射表存储需要创建ＳＳＤ的一个或多个时间点快照和当前值的数据。响应写命令，ＳＳＤ执行其正常写处理并将其映射表更新以指示该ＳＳＤ当前值，以及附加地将最初数据保留在指向该最初数据的指针表中，作为该ＳＳＤ的较早状态的快照。在优选实施方案中，使用将数据写入新位置的ＳＳＤ固有能力来实施时间点拷贝，在实施快照中带来没有或很少的性能损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SSD技术协助的存储系统快照相关申请的交叉引用无
技术介绍
1.专利
本专利技术通常涉及基于固态存储器的闪存技术。2.相关技术说明RAID (独立冗余磁盘阵列)是用来提高性能并提供容错的存储系统。RAID是两个或多个硬盘和包括该RAID功能的专用磁盘控制器的集合。RAID通过磁盘条带化来改善性能，其横越多个驱动器插入字节或字节组，因而同时读写超过一个磁盘(如，RAID 0)。通过镜像或奇偶校验实现容错。镜像是对在两个驱动器上的数据100%的复制(如，RAID 1)。RAID存储系统的卷是虚拟磁盘驱动器。该卷表现为附属于RAID存储系统的计算机系统的磁盘驱动器。RAID系统中的卷可分布在数个物理硬盘中，可完全被包含作为单个物理驱动器的一部分，或可被映射在该RAID系统中其它虚拟驱动器范围内。外壳是容纳一个或多个物理磁盘驱动器的物理结构壳体。该外壳可同样包括RAID控制器或可包括存储器连接硬件以能使附属的计算机和RAID控制器来与容纳在该外壳中的物理硬盘通信。逻辑单元(LU)是SCSI术语，用于在SCSI外围设备内的可寻址实体。在通过该SCSI协议可外部寻址的RAID存储系统内的卷，通常被寻址作为逻辑单元并分配了逻辑单元号(LUN)指定器。RAID系统内的卷因此有时被称为LUNs。存储区域网(SAN)通常将多个服务器连接到多个存储装置和存储系统。在一些 SAN中，存储装置自己能够将数据复制到其它存储装置用来备份而没有任何计算机处理花费。SAN网络允许数据在计算机和存储系统之间以高外围通道速度传送。主机适配器，也称为“控制器”或“主机总线适配器”，是将一个或多个外部单元连接到计算机的装置。主机适配器同样能够将该计算机连接到SAN。其通常是插入总线的扩展卡。SCSI、SAS、光纤通道，iSCSI和无限带宽是将它们的控制器称为主机适配器的外部接口的示例。主机可以是计算机，该计算机运行应用程序并访问附属于该计算机或通过SAN 附属的存储系统和装置。闪存(NAND和NOR两种类型)是非易失性存储器。闪存的一个限制在于尽管可对其以随机访问方式每次一字节或字(NOR)或每次一页(NAND)读出或编程，其必须每次擦除一“块”。闪存(特别是NOR闪存)给予了随机访问读和编程操作，但不能给予任意随机访问的重写或擦除操作。另一个限制在于闪存具有有限数量的擦写周期。大多商业上可获得的闪存产品，特别是NOR类型，肯定承受大约100，000次写擦周期。NAND闪存出现两种类型单层单元(SLC)和多层单元(MLC)。SLC NAND闪存每层存储了一比特，而MLC NAND闪存能够每层存储超过一比特。SLC NAND闪存具有等同于NOR闪存的写寿命，100, 000次写擦周期，而MLC闪存写寿命是10，000次写擦周期或更少。NAND闪存比NOR省钱，擦写上NAND 快于NOR。NAND闪存页是存储器的最小单元，存储器可被写或读，通常大小为2048字节。该闪存的最小可擦除单元为块。典型的块包括64页或128K字节。NAND闪存架构由东芝 (Toshiba)于1989年引入。这些存储器的访问非常类似于块装置，如硬盘或存储卡。每一个块由多个页构成。该页通常为512或2，048或4，096字节大小。与每一个页相关的为较少字节(通常为12-16字节)，其应用作误差检测和纠错校验和的存储。典型的块大小包括32个512字节的页，每一个用于16kiB大小的块；64个2，048字节的页，每一个用于 128kiB大小的块；64个4，096字节的页，每一个用于25^dB大小的块；1 个4，096字节的页，每一个用于5UkiB大小的块。当以页为基础执行读和编程时，只能以块为基础执行擦除。固态磁盘或装置(SSD)是使用固态技术用来将其信息存储并提供经过存储接口访问该已存储信息的装置。SSD快于使用旋转盘的硬盘驱动器，因为不存在机械延迟，在没有读/写头移动以及没有旋转盘等待时，当处于传统驱动器中时。SSD比硬盘更凸凹不平。 SSD可使用非易失性存储器；或SSD可使用易失性DRAM或SRAM存储器，其在电源故障时由磁盘驱动器或UPS系统进行备份，所有这些是该SSD系统的一部分。传统存储系统能够执行在存储系统和子系统中数据的时间点(point-in-time) 拷贝，被称为时间拷贝或快照。该快照的一个目的是允许备份操作运行，当该应用程序继续使用该数据的当前拷贝时。该快照的另一个用处是允许在该数据的拷贝上进行数据挖掘而没有影响该激活数据集正进行的使用。进行快照的技术是“写时拷贝”和“写时重定向”，这里进一步进行解释。基于闪存的SSD将数据放在它们的内部物理装置上，根据为如性能和耗损均衡的参数优化数据放置的算法。这些SSD保留了映射或查找表，该表将数据地址在它们的逻辑驱动器或单元和该SSD内的物理装置之间进行相关和转换。类似于RAID系统，SSD保留了映射或查找表，该表将数据地址在它们的逻辑驱动器或单元和该SSD内的物理装置之间进行相关和转换。在SSD中，在非易失性存储器中的数据被分段成页，通常为128K的数据块， 其中存在多个数据段，每一个保持了大约2K数据。在数据(如，数据段)、页和闪存块(非易失性存储器的区域，X，Y，Z等)之间的对应关系被保留在一个或多个映射表中，其可由硬件使用以查找该数据的正确地址。但是，在与本专利技术比较时，这些映射表仅仅指向该数据的当前拷贝，其不用来创建快照。现有技术中所缺少的是一种为固态装置(SSD)实施时间拷贝或快照的改进系统的方法和设备，如本专利技术中所述。
技术实现思路
相应地，本专利技术的一个方面是一种用于固态装置(SSD)的改进时间拷贝或快照的方法和设备。本专利技术的一个方面是提供使用SSD最佳能力的时间拷贝或快照。本专利技术的另一个方面是将更新机制结合在存储系统中发现的具有快照特征的基于闪存的固态存储器中。本专利技术的又一个方面是公开该非易失性存储器与查找表一起使用，用来得到实施时间点拷贝或快照的改进方法。本专利技术的进一步的方面是使用基于闪存的SSD在写时重定向时展现的功能并将该功能扩展以包括附加使用合适的查找表，做出该SSD驱动器的较早状态的时间点快照的能力。本专利技术的再一个方面是公开在一个或多个SSD上存储数据的存储系统，其能够使用基于SSD的快照机制实施并使用系统等级数据快照，在被存储在一个或多个SSD上的数据集上。该系统等级数据快照可能是本领域所公知的整体上与存储系统相关的任意数据。上述所有优点的总和，与此处所述专利技术所公开和原有的众多其它优点一起，创建了与现有技术比较的改进。从与附图一起考虑时的下列具体说明的思考中，本专利技术的上述和许多其它特征和附属优点将变得清楚。附图说明参考附图将对本专利技术的优选实施方案进行具体描述。此处公开的是实现本专利技术的最佳当前已知模式的具体描述。本说明书并没有以限制意义被使用，而是仅仅用作描述本专利技术一般原理的目的。该具体描述的分段标题和整体组织仅为方便目的而不是要限制本专利技术。图1示出诸如本专利技术的闪存装置内部的两个闪存块在数据被写入之前示意图。图2是如本专利技术中所发现的闪存地址转换的查找表。图3示出诸如本专利技术的闪存装置内部的两个闪存块在新数据被写入时示意图。图4示出诸如本专利技术的闪存装置内部的两个闪存块在写操作完成后示意图。图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于存储装置的快照的系统，包括：一存储装置，其包括：用于地址转换的一第一映射表，在一写动作之前由该存储装置保留数据，和用于地址转换的一第二映射表，在一写动作之后由该存储装置保留数据；其中该存储装置能够通过该第一和第二映射表保留的所述数据进行该存储装置的时间点拷贝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·马卡基，
申请(专利权)人：LSI公司，
类型：发明
国别省市：US