一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，在自動全額分配算法上，采用先完成存儲池實際存儲空間塊的分配，然后再完成存儲池到全額分配卷的塊的映射過程，保證全額分配過程的正確性，針對全額分配過程，采用塊管理機制，只允許一個數(shù)據(jù)塊有一個分配者，從而在按需分配的過程中，避免并發(fā)操作同一個塊的事件發(fā)生，保證分配數(shù)據(jù)塊的唯一性，為了保證在自動精簡配置系統(tǒng)下全額分配的特性，屏蔽全額分配卷的精簡回收屬性，保證全額分配特性的永久性；采用本發(fā)明，能夠實現(xiàn)自動精簡配置存儲池的全額分配，按用戶需求全額分配自動精簡配置存儲池空間，能夠自動，高效的完成自動精簡配置存儲池全額分配的工作。
【專利說明】一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，通常用于存儲系統(tǒng)中，旨在提供一種對自動精簡配置存儲池空間進行全額分配的系統(tǒng)架構。采用該系統(tǒng)架構，可以自動的、全額的分配用戶指定的存儲池空間，創(chuàng)建的邏輯卷屬性類似傳統(tǒng)邏輯卷的屬性。本發(fā)明能夠自動的、按指定容量全額分配自動精簡配置的存儲池空間，能夠在自動精簡配置的系統(tǒng)中，滿足用戶使用類似傳統(tǒng)屬性邏輯卷(非自動精簡配置功能)的訴求。
技術背景
[0002]自動精簡配置存儲方案能夠給操作系統(tǒng)提供大容量的虛擬驅動器。這種技術的核心是“虛空的”。簡單的說，實際的物理存儲設備可能并沒有這么多，而讓操作系統(tǒng)認為有這么大的存儲空間。這主要是因為企業(yè)中的數(shù)據(jù)往往也是在逐漸增加，而不是一開始就有這么多。
[0003]自動精簡配置擴展了存儲管理功能，雖然實際分配的物理容量小，但可以為操作系統(tǒng)提供超大容量的虛擬存儲空間。隨著應用寫入的數(shù)據(jù)越來越多，實際存儲空間也可以及時擴展，而無需手動擴展。換句話說，自動精簡配置提供的是“運行時空間”，可以顯著減少已分配但是未使用的存儲空間。
[0004]但是，為了完善自動精簡配置系統(tǒng)架構，還應該提供類似傳統(tǒng)屬性的邏輯卷，因為并非所有用戶都需要自動精簡配置的功能。比如，有些用戶能夠準確的預知自己需要多大的存儲空間用以存儲數(shù)據(jù)信息；還有些分檔保存數(shù)據(jù)信息的用戶，只需要將已知數(shù)據(jù)存儲在存儲系統(tǒng)中，而不需要考慮未來空間的持續(xù)增長。
[0005]自動精簡配置將所有的存儲空間匯集到一個資源池中，并使用統(tǒng)一大小的“塊”將空間劃分，最終，全額分配的單位就是資源池中的“塊”。
[0006]在自動精簡配置全額分配中，采用全額分配技術，該技術會根據(jù)用戶指定的邏輯卷容量大小，一次性將存儲池空間對應的空間容量分配給全額分配卷。這種分配方式是一次性的，并且會立即占用實際的存儲空間。
[0007]自動精簡配置包括存儲池和全額分配卷。其中存儲池空間是占用實際物理空間，而全額分配卷就是通過虛擬映射提供給操作系統(tǒng)的虛擬驅動器，并占用實際物理空間。由存儲池向全額分配卷提供存儲空間，一個存儲池可以對應多個全額分配卷，但是多個全額分配卷的容量總和不能超過存儲池的容量。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術問題是:為了保證自動精簡配置正常運行，自動精簡配置的全額分配急需解決三方面問題，一個是自動精簡配置全額分配的分配算法問題，為了保證分配存儲池空間的正確性，我們需要設計一個精準的全額分配算法；另一個是解決并發(fā)訪問的問題，要保證對同一個存儲池同一個塊的全額分配的互斥性，避免并發(fā)分配同一個塊，保證分配塊的唯一性；最后一個是保證全額分配卷的特有屬性，因為類似傳統(tǒng)屬性的邏輯卷，所以不能夠帶有精簡回收的功能，保證全額分配屬性的永久性。
[0009]通過該系統(tǒng)架構，能夠實現(xiàn)自動精簡設備存儲池的全額分配，存儲池空間按用戶指定容量全額分配，能夠創(chuàng)建具有傳統(tǒng)屬性的全額分配邏輯卷，滿足不同使用者的需求，完善自動精簡配置的系統(tǒng)架構。
[0010]本發(fā)明能夠全額分配存儲池空間，通過按指定容量全額分配將存儲池空間自動分配給全額分配卷以供使用者使用，使用者無需人工干預全額分配過程。
[0011]本發(fā)明所采用的技術方案為:
一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，該架構支持在不同的操作系統(tǒng)，實現(xiàn)自動精簡配置存儲池空間的全額分配。
[0012]在自動全額分配算法上，采用先完成存儲池實際存儲空間塊的分配，然后再完成存儲池到全額分配卷的塊的映射過程，保證全額分配過程的正確性。針對全額分配過程，采用塊管理機制，只允許一個數(shù)據(jù)塊有一個分配者，從而在按需分配的過程中，避免并發(fā)操作同一個塊的事件發(fā)生，保證分配數(shù)據(jù)塊的唯一性。為了保證在自動精簡配置系統(tǒng)下全額分配的特性，屏蔽全額分配卷的精簡回收屬性，保證全額分配特性的永久性；
該系統(tǒng)架構包括:1)參數(shù)分析處理模塊；2)塊管理模塊；3)空間驗證模塊；4)塊分配模塊；5)分配塊映射模塊；6)精簡回收屏蔽模塊，其中:
模塊I)參數(shù)分析處理模塊，根據(jù)用戶指定的參數(shù)，包括容量大小、設備ID，處理參數(shù)信息，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量；
模塊2)塊管理模塊，處理并發(fā)分配操作，對于每一個塊，只支持一個分配操作；提供緩存數(shù)據(jù)的刷新操作，將緩存中數(shù)據(jù)刷寫至磁盤，針對全額分配提供獲取寫鎖、刷新數(shù)據(jù)等操作；
模塊3)空間驗證模塊，判斷自動精簡配置存儲池是否還有剩余空間，如果沒有剩余空間就嘗試釋放一些無用的存儲池空間，如果有剩余空間返回0，如果沒有剩余空間返回無空間(-ENOSPC)；
模塊4)塊分配模塊，是在存儲池完成塊分配的模塊，也是全額分配的核心模塊；塊分配模塊會在存儲池中找到下一個可以使用的數(shù)據(jù)塊，并且判斷該塊是否被IO請求完整覆蓋，如果是，則直接重映射IO至該塊；否則，說明該塊只被部分占用，因此將該塊全部清零，并重映射IO至該塊；
模塊5)分配塊映射模塊，完成存儲池空間新分配的塊與對應全額分配卷映射的操作，該模塊會將映射信息插入到自動精簡配置的元數(shù)據(jù)信息中，建立存儲池中的塊與全額分配卷的對應的塊的關聯(lián)關系，從而最終完成全額分配的映射過程；
模塊6)精簡回收屏蔽模塊，屏蔽全額分配卷精簡回收的功能。
[0013]所述系統(tǒng)構架全額分配整體流程如下:
1、當開始創(chuàng)建全額分配卷時，會調用模塊I)處理傳入的參數(shù)信息，判斷參數(shù)是否合法，根據(jù)傳入的全額分配卷的指定容量參數(shù)，以及通過設備ID讀取的存儲池空間塊大小信息等，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號等；
2、當模塊I)計算好存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號等，準備分配存儲空間時，會首先調用模塊2)，獲取寫鎖；
3、當全額分配完成映射后，會調用模塊2)刷新數(shù)據(jù)的操作，將元數(shù)據(jù)信息刷寫至磁盤，整個過程無誤，表示整個分配的操作完成；
4、模塊4)成功分配新的塊后，會調用模塊5)將存儲池中新分配的塊與全額卷空間建立關聯(lián)關系，完成映射操作。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
采用本發(fā)明，能夠實現(xiàn)自動精簡配置存儲池的全額分配，按用戶需求全額分配自動精簡配置存儲池空間，根據(jù)用戶指定的容量，自動分配存儲空間，滿足用戶對于自動精簡配置系統(tǒng)下全額分配卷的需求，增加自動精簡配置的系統(tǒng)功能，完善自動精簡配置的系統(tǒng)架構，實現(xiàn)以人為本的存儲系統(tǒng)。
[0015]因此采用這種系統(tǒng)架構，能夠自動，高效的完成自動精簡配置存儲池全額分配的工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)智能降級整體流程示意圖；
圖2為緩存數(shù)據(jù)降級策略模塊流程示意圖；
圖3為降級數(shù)據(jù)處理模塊流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面參照附圖，通過【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明:
一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，該架構支持在不同的操作系統(tǒng)，實現(xiàn)自動精簡配置存儲池空間的全額分配。
[0018]在自動全額分配算法上，采用先完成存儲池實際存儲空間塊的分配，然后再完成存儲池到全額分配卷的塊的映射過程，保證全額分配過程的正確性。針對全額分配過程，采用塊管理機制，只允許一個數(shù)據(jù)塊有一個分配者，從而在按需分配的過程中，避免并發(fā)操作同一個塊的事件發(fā)生，保證分配數(shù)據(jù)塊的唯一性。為了保證在自動精簡配置系統(tǒng)下全額分配的特性，屏蔽全額分配卷的精簡回收屬性，保證全額分配特性的永久性；
該系統(tǒng)架構包括:1)參數(shù)分析處理模塊；2)塊管理模塊；3)空間驗證模塊；4)塊分配模塊；5)分配塊映射模塊；6)精簡回收屏蔽模塊，其中:
1)參數(shù)分析處理模塊，根據(jù)用戶指定的參數(shù)，包括容量大小、設備ID，處理參數(shù)信息，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量；
2)塊管理模塊，處理并發(fā)分配操作，對于每一個塊，只支持一個分配操作；提供緩存數(shù)據(jù)的刷新操作，將緩存中數(shù)據(jù)刷寫至磁盤，針對全額分配提供獲取寫鎖、刷新數(shù)據(jù)等操作；
3)空間驗證模塊，判斷自動精簡配置存儲池是否還有剩余空間，如果沒有剩余空間就嘗試釋放一些無用的存儲池空間，如果有剩余空間返回0，如果沒有剩余空間返回無空間(-ENOSPC)；
4)塊分配模塊，是在存儲池完成塊分配的模塊，也是全額分配的核心模塊；塊分配模塊會在存儲池中找到下一個可以使用的數(shù)據(jù)塊，并且判斷該塊是否被IO請求完整覆蓋，如果是，則直接重映射IO至該塊；否則，說明該塊只被部分占用，因此將該塊全部清零，并重映射IO至該塊,如圖3所示；
5)分配塊映射模塊，完成存儲池空間新分配的塊與對應全額分配卷映射的操作，該模塊會將映射信息插入到自動精簡配置的元數(shù)據(jù)信息中，建立存儲池中的塊與全額分配卷的對應的塊的關聯(lián)關系，從而最終完成全額分配的映射過程，如圖2所示；
6)精簡回收屏蔽模塊，屏蔽全額分配卷精簡回收的功能。
[0019]自動精簡配置全額分配系統(tǒng)的整體流程如圖1所示，流程如下:
1、當開始創(chuàng)建全額分配卷時，會調用模塊I)處理傳入的參數(shù)信息，判斷參數(shù)是否合法，根據(jù)傳入的全額分配卷的指定容量參數(shù)，以及通過設備ID讀取的存儲池空間塊大小信息等，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號等；
2、當模塊I)計算好存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號等，準備分配存儲空間時，會首先調用模塊2)，獲取寫鎖；
3、當全額分配完成映射后，會調用模塊2)刷新數(shù)據(jù)的操作，將元數(shù)據(jù)信息刷寫至磁盤，整個過程無誤，表示整個分配的操作完成；
4、模塊4)成功分配新的塊后，會調用模塊5)將存儲池中新分配的塊與全額卷空間建立關聯(lián)關系，完成映射操作。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，其特征在于:在自動全額分配算法上，采用先完成存儲池實際存儲空間塊的分配，然后再完成存儲池到全額分配卷的塊的映射過程，保證全額分配過程的正確性，針對全額分配過程，采用塊管理機制，只允許一個數(shù)據(jù)塊有一個分配者，從而在按需分配的過程中，避免并發(fā)操作同一個塊的事件發(fā)生，保證分配數(shù)據(jù)塊的唯一性，為了保證在自動精簡配置系統(tǒng)下全額分配的特性，屏蔽全額分配卷的精簡回收屬性，保證全額分配特性的永久性； 該系統(tǒng)架構包括:1)參數(shù)分析處理模塊；2)塊管理模塊；3)空間驗證模塊；4)塊分配模塊；5)分配塊映射模塊；6)精簡回收屏蔽模塊，其中: 模塊I)參數(shù)分析處理模塊，根據(jù)用戶指定的參數(shù)，包括容量大小、設備ID，處理參數(shù)信息，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量； 模塊2)塊管理模塊，處理并發(fā)分配操作，對于每一個塊，只支持一個分配操作；提供緩存數(shù)據(jù)的刷新操作，將緩存中數(shù)據(jù)刷寫至磁盤，針對全額分配提供獲取寫鎖、刷新數(shù)據(jù)等操作； 模塊3)空間驗證模塊，判斷自動精簡配置存儲池是否還有剩余空間，如果沒有剩余空間就嘗試釋放一些無用的存儲池空間，如果有剩余空間返回O，如果沒有剩余空間返回無空間； 模塊4)塊分配模塊，是在存儲池完成塊分配的模塊，也是全額分配的核心模塊；塊分配模塊會在存儲池中找到下一個可以使用的數(shù)據(jù)塊，并且判斷該塊是否被IO請求完整覆蓋，如果是，則直接重映射IO至該塊；否則，說明該塊只被部分占用，因此將該塊全部清零，并重映射IO至該塊； 模塊5)分配塊映射模塊，完成存儲池空間新分配的塊與對應全額分配卷映射的操作，該模塊會將映射信息插入到自動精簡配置的元數(shù)據(jù)信息中，建立存儲池中的塊與全額分配卷的對應的塊的關聯(lián)關系，從而最終完成全額分配的映射過程； 模塊6)精簡回收屏蔽模塊，屏蔽全額分配卷精簡回收的功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)存儲系統(tǒng)自動精簡配置全額分配的系統(tǒng)架構，其特征在于，所述系統(tǒng)構架全額分配整體流程如下: a、當開始創(chuàng)建全額分配卷時，調用模塊I)處理傳入的參數(shù)信息，判斷參數(shù)是否合法，根據(jù)傳入的全額分配卷的指定容量參數(shù)，以及通過設備ID讀取的存儲池空間塊大小信息，分析計算所需存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號； b、當模塊I)計算好存儲池空間塊的數(shù)量及相應塊號，準備分配存儲空間時，首先調用豐旲塊2 )，獲取與鎖； C、當全額分配完成映射后，調用模塊2)刷新數(shù)據(jù)的操作，將元數(shù)據(jù)信息刷寫至磁盤，整個過程無誤，表示整個分配的操作完成； d、模塊4)成功分配新的塊后，調用模塊5)將存儲池中新分配的塊與全額卷空間建立關聯(lián)關系，完成映射操作。
【文檔編號】G06F12/02GK103744792SQ201410011641
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】溫源, 張宇, 文中領, 梁志誠 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司