[发明专利]用于分配存储的设备、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储的分配并且更具体地涉及数据存储在非易失性存储装置诸如固态存储装置上的分配。

背景技术

相关领域描述

典型的数据存储装置为块存储装置，其中逻辑块地址(“LBA”)与物理块地址(“PBA”)之间存在近一对一映射。通常，LBA和PBA之间的一对一映射的唯一例外是，数据存储装置可具有少量附加块，这些附加块可重新映射到经确定为不良块的块。根据LBA和PBA之间的这种一对一映射，LBA与对象名、文件名和其它逻辑标识符之间的高层映射在文件服务器或文件系统中进行。通常，使用LBA和PBA之间的这种一对一映射的数据存储装置为随机存取存储装置。文件服务器或文件系统可使用小型计算机系统接口(“SCSI”)命令将指定给特定LBA的数据块发送至数据存储装置。当初始化数据存储装置时，向典型的存储装置分配LBA。在这种情况下，分配LBA相当于将在数据存储装置上可用的LBA的范围或列表指定给连接至文件服务器或文件系统的客户端或计算机，所述文件服务器或文件系统连接至数据存储装置。

在服务器或其它计算机可访问不止一个数据存储装置的系统中，如果数据存储装置为随机存取装置，则文件服务器或文件系统通常包括附加标识符，其中每个LBA识别被访问的特定数据存储装置。所述标识符可为驱动器名、在存储装置的制造商处指定的唯一标识符、逻辑名或可用于对所述系统中可访问的各种数据存储装置进行区分的其它标识符。在该系统中，客户端可通过一个或多个服务器来访问数据存储装置。每个客户端均可分配有存储空间。分配的存储空间可为整个存储装置，可为存储装置的一部分，或者可为两个或更多个存储装置的全部或部分。通常，对于其中的服务器或客户端可访问两个或更多个存储装置的系统而言，存储空间和相应地址的分配将在连接至这些存储装置的文件服务器或文件系统中进行。通常，文件系统管理指定和未指定的LBA。未指定的LBA位于未使用的LBA池中。创建新文件时，将LBA从未使用的LBA池中移除并且LBA与该文件关联。删除该文件时，使LBA返回到未使用的LBA池中。

在LBA和PBA之间不存在一一对应的数据存储装置诸如顺序存储装置或日志结构存储装置中，通常存在另一层逻辑到物理映射，其与存在于连接至随机存取存储装置的文件系统或文件服务器中的逻辑到逻辑映射类似。这些装置可针对访问所述装置的任何文件系统冗余地管理其自身的LBA使用率。这种重复可有利于文件系统实施″TRIM命令″，以向所述装置提供文件系统正在将LBA移动至未使用的LBA池中的提示，以使得所述装置可同样如此。可能存在其它逻辑到逻辑映射，以支持其它中间转换，例如支持精简配置层。在顺序存储装置、日志结构文件系统或其它类似装置中，文件系统/文件服务器中的逻辑到逻辑映射以及其它逻辑到逻辑映射和/或逻辑到物理映射是无效的，增加了复杂性并且在一些情况下为冗余的。

发明内容

非易失性存储装置可向客户端呈现逻辑地址空间。逻辑地址空间可包括可与存储装置的物理存储位置(或通常为“存储位置”)无关的多个逻辑标识符(LID)。因此，逻辑地址空间与特定存储位置之间可能不存在预定义和/或预置映射。所述装置(或其它实体)可保留将逻辑地址空间中的LID与存储装置的各个存储位置关联的索引。LID与存储位置之间的关联数据可为任意数据。LID与存储位置的关联数据可用于确定可用逻辑容量和/或可用物理存储容量。

客户端请求可包括针对逻辑地址空间中的逻辑容量的请求。如果逻辑地址空间中存在足够的逻辑容量，则可满足该请求。逻辑地址空间的逻辑容量可包括已分配、未分配、已指定和/或未指定的识别LID。

如本文所用，分配的LID可指逻辑地址空间中已分配给特定客户端的LID。所述分配可包括预留所述LID、一系列LID、一组顺序定序LID、一组连续LID、一组连续和不连续LID和/或逻辑地址空间中的逻辑容量，以供客户端使用。分配的LID可能或可能不对应于存储装置上的物理存储容量。未分配的LID可指逻辑地址空间中未分配给客户端和/或与存储在非易失性存储装置上的数据关联的LID。

如本文所用，指定的LID可指与存储在非易失性存储装置上的数据关联的分配的LID。因此，指定的LID可指与所述存储装置的一个或多个存储位置关联的LID。未指定的LID可指与存储在非易失性存储装置上的数据不关联的LID。如上所述，分配的LID可为未指定的LID。类似地，未分配的LID可为未指定的LID。