[发明专利]基于文件系统的数据快速迁移方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及固态存储技术领域，尤其涉及一种基于文件系统的数据快速迁移方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，SSD（Solid State Disk，固态硬盘）产品与人们工作、生活的关系日益密切，而产品的性能需要更加高效、稳定、可靠，目前，SSD 产品在市场中已经趋于成熟，其高速的性能也已得到企业和消费级受众群所认可，将SSD全部或部分替代慢速存储设备（如硬盘）也已成为一种趋势。当人们将SSD加入自己的应用场景时，会面临需要将现有数据从慢速存储设备上迁移到SSD的问题。

现在流行的文件系统种类有很多，如EXT2、EXT3、EXT4、JFS(Journal File System)>GFS(Distributed File System)、ReiserFS(Reiser File System)、GoogleFS (Google File System)、ZFS(Zettabyte File System)等等。

上述种类的文件系统采用的是超级块（Super block)-索引节点(inode)-数据块（data block)三层结构。文件系统首先被分成一个个的物理块（block)，这些物理块被划分成超级块和索引节点区及数据区。超级块位于文件卷的第一个 block，其存储的数据是文件卷的控制信息，其中包括文件系统的目录结构树的根目录。数据区的data block用来存放文件的内容。索引节点区保存有目录结构树和对应于各个文件的索引节点inode。inode中保存有文件的属性和存储地址，该存储地址指向保存该文件内容的数据块。

在存储设备中，并非所有的数据均为有效数据，特别是建立了文件系统的存储设备。众所周知，当删除文件时，并不是真的将文件从存储设备中对应的数据块清零，而仅仅将文件系统中与此对应数据块的链接关系删除。

迁移数据时若是将存储设备中数据简单复制到SSD中，不仅会拷贝大量的无效数据，也会拷贝大量的全零数据（即未被文件系统和应用使用过的空间）。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于文件系统的数据快速迁移方法及系统，当此慢速存储设备上有文件系统时，本发明提出了可将数据快速迁移到SSD的方法。采用此方法，不仅节省了迁移数据的时间，而且减少SSD 中无效数据的存储和维护，大大提高了SSD的寿命和性能。

本发明提供一种基于文件系统的数据快速迁移方法，包括步骤有：

元数据读取步骤，根据慢速存储设备的文件系统的属性，读取所述文件系统的各元数据；

元数据分析步骤，分析所述元数据，获取所述元数据在所述慢速存储设备中的有效数据块位置；

元数据迁移步骤，将所述元数据迁移到固态存储设备；

有效数据块迁移步骤，根据所述有效数据块位置，将有效数据块迁移到所述固态存储设备。

根据本发明所述的数据快速迁移方法，所述元数据读取步骤包括：

读取超级块，获取文件系统块大小、块组数量kn、每块组中索引节点表大小x个块、每个块组中块数y；

所述元数据分析步骤包括：

读取第一块组的组描述符信息，从所述组描述符信息中获取第一块组的数据块位图的块号、数据块起始块号z；

所述元数据迁移步骤包括：

迁移所述第一块组的元数据，从所述第一块组起始到所述数据块起始块号 z；

所述有效数据块迁移步骤包括：

根据所述数据块位图的块号获取第一块组中各块对应的状态，并迁移状态为1的有效数据块；

依次执行所述元数据分析步骤、所述元数据迁移步骤和所述有效数据块迁移步骤，迁移其他块组，直至所有其他块组迁移完毕。

根据本发明所述的数据快速迁移方法，所述块组数量kn=索引节点总数/每个块组中索引节点数；

所述索引节点表大小x个块=每组中索引节点数×索引节点数据结构大小；

所述数据块起始块号z=数据块位图块号+2+x。

根据本发明所述的数据快速迁移方法，所述元数据包括超级块、组描述符、数据块位图、索引节点位图以及索引节点表。

根据本发明所述的数据快速迁移方法，所述元数据读取步骤之前还包括：

迁移引导块。

本发明还提供一种基于文件系统的数据快速迁移系统，包括：

元数据读取模块，用于根据慢速存储设备的文件系统的属性，读取所述文件系统的各元数据；