[发明专利]一种存储设备的扩容及快照方法和存储设备

说明书

本发明提供一种存储设备的扩容及快照方法和存储设备，涉及存储领域，能够解决快照标记的物理页不能写入新数据的问题，并且扩大了容量。其方法为：通过为第一存储设备外接第二存储设备，在给第一存储设备创建快照时，可以根据第一映射表将第一存储设备中的有效数据页备份至第二存储设备，并创建记录逻辑地址到第二存储设备的物理地址映射关系的第二映射表，当第一存储设备中的有效数据页备份至第二存储设备后，第一存储设备中的有效数据页可以被擦除。本发明实施例用于为存储设备创建及恢复快照。

技术领域

本发明涉及存储领域，尤其涉及一种存储设备的扩容及快照方法和存储设备。

背景技术

固态硬盘（Solid State Disk，SSD）是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，由控制单元和存储单元组成。其中，控制单元部分包括主机控制逻辑（Host Control Logic，HCI）、闪存转换层（Flash Translation Layer，FTL）、非线性闪存控制（NAND FlashControl，NFC），存储单元可以是闪存（Flash）芯片或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）。SSD的物理空间大小由存储单元提供的空间来决定，而提供给操作系统（Operation System，OS）的逻辑空间大小由FTL决定，由于需要设置预留空间供算法运行和坏块备份，所以SS提供的逻辑空间小于实际物理空间。由于SSD特有的读写特性，导致OS对SSD进行读写时，需要对这些读写操作做特殊的处理，从而引入了垃圾回收（GarbageCollection，GC）、磨损平衡（Wear Leveling，WL）、写放大系数（Write Amplifier，WA）的概念，其中GC、WL是由FTL来负责的。除此之外FTL还有一个重要的功能：在OS读写SSD时将逻辑地址转换成SSD的闪存的物理地址，因此FTL还维护着从逻辑地址到物理地址的转换映射关系，可以简称为映射表（Mapping Table，MT）。

快照（Snapshot）是指指定数据集合的某个时间点的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。现有技术中，在移动硬盘中分为数据区域和快照区域，在创建快照时，需要把数据区域的数据搬移至快照区域，在恢复快照时，需要将快照区域的数据搬移回数据区域，在删除快照时，需要将快照区域的数据删除。在上述过程中，快照需要占用额外的空间，对于目前主流的SSD而言，硬盘容量较小，快照占用的额外空间对用户的影响很大，而且上述过程会涉及数据的大量读写操作，会导致SSD的WA放大，减少SSD的使用寿命。

为了解决上述问题，在一种现有技术中，在创建快照时，将当前的逻辑地址到物理地址的映射表保存至快照空间，但是对数据并不进行搬移，而是将映射表中所对应的物理页地址标记为有效，当需要删除快照时，删除上述保存的逻辑地址到物理地址的映射表，并将该映射表表对应的有效页改为无效即可，这样在快照建立删除的过程中就避免了数据的大量读写操作。

在实现上述的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然上述方法能够在快照创建或者删除过程中避免数据的大量读写操作，但是在快照创建后，由于映射表中所对应的物理页地址标记为有效，当有新数据写入时，不能写入这些物理页，只能在没有标记的物理页写入，只有在这些物理页被改为无效后才能写入新数据。所以，在快照创建后被标记的物理页实际上是被占用的，不能写入新数据，在当前主流SSD容量较小的情况下依然对用户有较大的影响。

发明内容

本发明的实施例提供一种存储设备的扩容及快照方法和存储设备，解决了快照标记的物理页不能写入新数据的问题，并且扩大了容量。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种存储设备的扩容及快照方法，所述方法包括：

第一存储设备与第二存储设备连接后，所述第一存储设备接收操作系统发送的快照创建指令；