[发明专利]一种块级数据的缓存管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及基于块级数据的缓存管理方法及系统。

背景技术

针对目前基于solaris操作系统的存储服务器把内存当作缓存的现状来说，缓存的容量受到一定的限制。在现阶段，存储服务器上的缓存机制以及各级缓存上数据块的排它机制策略主要存在如下缺点：

(1)在基于solaris系统的存储服务器中，大部分都是把内存当作缓存用，这也是为什么存储服务器系统内存占用率比较高的原因。但这样一来，也接踵带来了其它问题：第一，内存的价格比较高，会增加客户的成本投入；第二，会降低存储服务器系统对用户处理事件的响应速度。

(2)在系统多级缓存共存的情况下，当前的缓存策略无法高效地提高存储服务器读取数据的能力，多级缓存机制会导致一个数据块被存储于多个缓存层次中，即该数据块在整个缓存结构中存在多个副本。传统的排它缓存策略，在不修改客户机软件和I/O接口情况下，因无法很好地实现排它缓存机制而需要牺牲服务器本地缓存的性能；或者为了保证存储服务器本地缓存的高性能，就必须修改客户机软件和I/O接口；二者无法兼顾，导致数据替换策略的效率不高。

因此，如何提高缓存的容量和高效地利用现有的缓存空间，如何在存储服务器上增加一个缓存介质层，以及如何降低各级缓存中的数据块冗余度，已成为研究解决存储服务器上的缓存机制存在问题的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种块级数据的缓存管理方法及系统，能够有效地降低系统各级缓存中的数据块冗余度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种块级数据的缓存管理方法，包括：

在存储服务器的第一级缓存和磁盘阵列之间添加固态硬盘作为第二级缓存；

存储服务器在客户端发出写请求时，若判断客户端缓存、本端第一级缓存以及第二级缓存中均不存在请求写入的数据块，则将该数据块写入有空闲空间的第二级缓存中；在客户端发出读请求时，若判断客户端缓存、本端第一级缓存以及第二级缓存中均不存在请求读取的数据块，则从磁盘阵列中读取该数据块到第二级缓存，或者，若判断第二级缓存中存在请求读取的数据块，则将第二级缓存中的该数据块上浮到客户端缓存。

进一步地，存储服务器收到客户端的所述读写请求时，通过请求读写的数据块的标识查找客户端或者本端保存的数据块信息记录，判断客户端缓存或本端第一级缓存或第二级缓存中是否存在相应的数据块。

进一步地，该方法还包括：

存储服务器若判断本端第一级缓存存在请求读取的数据块，将第一级缓存中的该数据块上浮到客户端缓存。

进一步地，该方法还包括：

存储服务器若判断客户端缓存存在请求读取的数据块，或者该数据块已从本端第一级缓存或第二级缓存上浮到客户端缓存，则在请求回复中指示客户端从客户端缓存中读取数据块；

客户端根据存储服务器的回复从本端缓存读取相应的数据块。

进一步地，存储服务器若判断本端第一级缓存或第二级缓存没有空闲空间供数据块写入，还包括：

将数据块在第一级缓存中的驻存时间作为第一级缓存淘汰数据的依据，或者将数据块在第二级缓存中的驻存时间作为第二级缓存淘汰数据的依据，将在第一级缓存或第二级缓存中驻存时间最长的数据块优先淘汰，来获取所述空闲空间。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种块级数据的缓存管理系统，包括存储服务器端和向存储服务器端发出数据块读写请求的客户端，其中，

存储服务器端，用于在第一级缓存和磁盘阵列之间添加固态硬盘作为第二级缓存；在客户端发出写请求时，若判断客户端缓存、本端第一级缓存以及第二级缓存中均不存在请求写入的数据块，则将该数据块写入有空闲空间的第二级缓存中；在客户端发出读请求时，若判断客户端缓存、本端第一级缓存以及第二级缓存中均不存在请求读取的数据块，则从磁盘阵列中读取该数据块到第二级缓存，或者，若判断第二级缓存中存在请求读取的数据块，则将第二级缓存中的该数据块上浮到客户端缓存。

进一步地，存储服务器端收到客户端的所述读写请求时，通过请求读写的数据块的标识查找客户端或者本端保存的数据块信息记录，判断客户端缓存或本端第一级缓存或第二级缓存中是否存在相应的数据块。

进一步地，存储服务器若判断本端第一级缓存存在请求读取的数据块，将第一级缓存中的该数据块上浮到客户端缓存。

进一步地，

存储服务器若判断客户端缓存存在请求读取的数据块，或者该数据块已从本端第一级缓存或第二级缓存上浮到客户端缓存，则在请求回复中指示客户端从客户端缓存中读取数据块；