[发明专利]用于有效地映射虚拟地址和物理地址的装置、系统和方法

权利要求书

1.一种用于有效地映射物理地址和虚拟地址的装置，该装置包括：

正向映射模块，用于使用正向映射以识别数据段的数据的一个或多个物理地址，所述一个或多个物理地址从数据段的一个或多个虚拟地址识别，所述数据段在指令到数据存储设备的存储请求中识别，正向映射包括将一个或多个虚拟地址映射到存储在数据存储设备中的数据的一个或多个物理地址的映射，该一个或多个虚拟地址包括虚拟地址空间内的离散地址，其中，虚拟地址稀疏地位于虚拟地址空间；

反向映射模块，用于使用反向映射以从物理地址确定数据段的虚拟地址，其中，反向映射将一个或多个物理地址映射到一个或多个虚拟地址，反向映射中的物理地址与正向映射关联，该一个或多个虚拟地址对应于与存储在数据存储设备中的数据有关的一个或多个数据段，反向映射将数据存储设备映射到擦除区域，从而反向映射的一部分跨越数据存储设备的在存储空间恢复操作中一起擦除的擦除区域，存储空间恢复操作恢复擦除区域以用于将来的数据存储；及

存储空间恢复模块，用于在恢复擦除区域的操作前使用反向映射识别擦除区域中的有效数据，在恢复操作之前，识别的有效数据被移动到另一擦除区域。

2.如权利要求1所述的装置，其中，一个或多个源参数与数据一起存储，源参数至少包括虚拟地址和存储数据的数据长度，虚拟地址对应于和数据有关的数据段。

3.如权利要求2所述的装置，还包括映射重建模块，用于利用与数据一起存储的源参数重建正向映射和反向映射。

4.如权利要求3所述的装置，还包括检查点模块，用于存储与正向映射和反向映射相关的信息，检查点与时间点有关，该信息足以将正向映射和反向映射恢复到与检查点有关的状态。

5.如权利要求4所述的装置，还包括映射同步模块，用于通过顺序地应用源参数和物理地址将正向映射和反向映射从与检查点有关的状态更新到当前状态，源参数与顺序地存储在检查点之后的数据一起存储，物理地址源于数据存储设备上的数据的位置。

6.如权利要求1所述的装置，其中，正向映射和反向映射独立于下述各项中的一个或多个：组织数据用于发送存储请求的请求设备的文件结构、名字空间和目录。

7.如权利要求1所述的装置，其中，存储请求的数据段的虚拟地址包括文件名、对象名和块存储地址中的一个或多个，块存储地址至少包括物理地址和数据段的长度，在该物理地址处，发送存储请求的请求设备为存储设备准备存储数据段。

8.如权利要求1所述的装置，其中，正向映射和反向映射包括第一正向映射和第一反向映射，其中第一正向映射和第一反向映射被存储为数据并且独立于由第一正向映射和第一反向映射所映射的数据存储，数据包括第一正向映射、第一反向映射和与第一正向映射和第一反向映射一起存储的时间戳数据，第一正向映射和第一反向映射的数据由第二正向映射和第二反向映射索引。

9.如权利要求8所述的装置，还包括一个或多个额外的正向和反向映射，每个额外的正向和反向映射被存储为数据并且由额外的正向和反向映射索引。

10.如权利要求1所述的装置，其中，正向映射包括用于存储在数据存储设备的有效数据的信息，反向映射包括用于存储在数据存储设备上的有效数据和无效数据的信息。

11.如权利要求1所述的装置，还包括无效模块，用于在反向映射中标记数据的条目，该条目指示由其引用的数据响应于导致数据被无效的操作而无效。

12.如权利要求11所述的装置，其中，存储空间恢复模块还包括通过扫描用于擦除区域的反向映射确定擦除区域中无效数据的量，从而相对于擦除区域的存储容量确定无效数据的量，存储空间恢复模块利用擦除区域中无效数据的量选择恢复的擦除区域。

13.如权利要求12所述的装置，其中，存储空间恢复模块还包括选择恢复的擦除区域、将选定的擦除区域的有效数据写入当前正在写入数据的数据存储设备中的新位置、更新反向映射以指示写入新位置的有效数据在选定的擦除区域中无效、以及基于写入新位置的有效数据更新正向映射和反向映射。

14.如权利要求1所述的装置，其中，该装置按存储请求所指令的那样仿真存储数据的随机存取块存储设备。