[发明专利]一种快速数据读取方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及存储技术，尤其涉及一种快速数据读取方法及装置。

背景技术

受惠于计算机硬件技术的发展，计算机的基础硬件，比如处理器以及内存一直基本遵循着摩尔定律在演进。对于目前典型的计算机结构而言，处理器以及内存，乃至显卡等硬件往往并非计算机整体处理速度的瓶颈，计算机整体处理速度的瓶颈一般是硬盘。受限于诸多原因，传统硬盘(比如磁盘类硬盘)读写速度的提升相对比较缓慢。对于小规模计算系统而言，比如PC，其可以通过使用SSD硬盘来弥补这个缺陷。SSD硬盘的访问速度远远高于传统硬盘的访问速度，目前有很多高端PC都配备了一定容量的SSD硬盘。

在大规模计算/存储系统中，SSD硬盘受限于容量/价格等诸多因素而难以被广泛使用。比如说对于一个在线视频服务提供商而言，其数据中心依然会使用磁盘类硬盘来存储视频。在大规模计算/存储系统中，硬盘的使用方式通常是RAID阵列的方式。RAID技术是一种广泛使用的存储技术，其优势非常明显。RAID技术可以将数据并发写入多个硬盘，或者从多个硬盘中并发读出数据，数据读写速度可以大幅度提升。

请参考图1，RAID技术广泛应用于数据中心等大规模存储器同中，比如说，普通用户访问www.youku.com上的某个视频时，优酷的应用服务器可以通过存储网络(比如FC网络或iSCSI网络)访问到存储设备，存储设备从下挂的RAID阵列中获得其所需要的视频数据返回给应用服务器，由应用服务器返回给用户。然而对于RAID阵列的数据访问而言，仍然有较大的技术改善空间。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种快速数据读取装置，应用于存储设备，该装置包括：

命令处理单元，接收来自上层应用的数据读命令，根据预设的映射关系确定该数据读命令在RAID阵列上对应的条带，其中所述RAID阵列包括多个硬盘；

命令下发单元，向操作系统的IO调度层下发与条带中每个条块对应的读取子命令，以便于IO调度层能够最大限度地将针对单个硬盘上多个读取子命令进行合并；其中每个条带至少包括存有应用数据的数据条块以及存有校验数据的校验条块；

数据整理单元，获取IO调度层返回的各个条块的数据，过滤出其中属于数据条块中的应用数据返回给上层应用。

本申请还提供一种快速数据读取方法，应用于存储设备上，该方法包括：

接收来自上层应用的数据读命令，根据预设的映射关系确定该数据读命令在RAID阵列上对应的条带，其中所述RAID阵列包括多个硬盘；

向操作系统的IO调度层下发与条带中每个条块对应的读取子命令，以便于IO调度层能够最大限度地将针对单个硬盘上多个读取子命令进行合并；其中每个条带至少包括存有应用数据的数据条块以及存有校验数据的校验条块；

获取IO调度层返回的各个条块的数据，过滤出其中属于数据条块中的应用数据返回给上层应用。

相较于现有技术，本申请在很多顺序读数据的场景下较大幅度低提高的硬盘读写的速度，且有利于延长硬盘的使用寿命。

附图说明

图1是一个典型的用户通过网络访问RAID阵列上数据的过程。

图2是一个典型的RAID阵列中条带的结构示意图。

图3是一个典型的条带中数据分布示意图。

图4A是一个例子中存储设备的硬件结构图。

图4B是一个例子中快速数据读取装置的逻辑结构图。

图5是一个例子中快速数据读取方法的处理流程图。

图6是另一个例子中快速数据读取方法的处理流程图。

图7是一个例子中快速数据读取方法在数据合并上的效果对比图。

图8A是一个测试例子中现有技术的数据读取效果示意图。

图8B是图8A同一场景下本申请数据读取效果示意图。

图9A是另一个测试例子中现有技术的数据读取效果示意图。

图9B是图9A同一场景下本申请数据读取效果示意图。

具体实施方式

请参考图1以及图2，存储设备下挂有存储空间巨大的RAID阵列，其可以同时为多个位于前端的主机(比如各种应用服务器)提供存储服务。从服务的形式上来说，存储设备会给主机提供逻辑意义上的存储资源，其对于主机而言就好像主机本地的一个逻辑盘一样。主机上运行的各种上层应用程序都可以访问逻辑盘上的数据。