[发明专利]磁盘数据读取方法

权利要求书

1.一种磁盘数据读取方法，其特征在于，包括：

用户通过服务器发送数据I/O请求，服务器向存储系统发送硬件命令，并由存储系统的两级缓存结构处理所述I/O请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两级缓存结构包括第一级缓存和第二级缓存，其中将磁盘阵列的冗余控制器的内存作为第一级缓存，将固态盘作为第二级缓存，第一级缓存和第二级缓存之间将进行协同交互工作，构建完第二级缓存之后，多个应用程序同时使用第二级缓存，所述固态盘以块设备的形式工作，其上层组件，将固态盘看作块设备，用户利用所述固态盘创建池，并建立逻辑磁盘，然后进行分区和配置文件系统；所述池是使用一组磁盘驱动器按照RAID类型组成的逻辑存储池，所述逻辑磁盘是在池中建立的逻辑存储单元，在其上建立文件系统或应用程序；

所述缓存结构在逻辑上包括重定位模块，数据分析模块和数据迁移模块；重定位模块维护一个映射表来记录缓存到固态盘上的块与磁盘阵列中块的对应关系；当有新的请求到达重定位模块时，先查找映射表，如果被请求的块在固态盘中，请求被重定向到固态盘，否则直接操作磁盘阵列，重定位模块还将I/O请求拦截并且转发到数据分析模块，数据分析模块收集I/O请求并且更新块表来描述负载访问模式，数据分析模块周期性地分析数据访问历史，判断哪些块应该被重定位到固态盘，并且请求数据迁移模块通过存储设备重新定位数据块，数据分析模块既能在内核态也能在用户态运行；数据迁移模块用于向块设备发出I/O命令并更新映射表来反映最新的映射变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述服务器向存储系统发送硬件命令，进一步包括：

根据可写属性，构建不同数量的两级缓存逻辑磁盘，可写缓存容量等于控制器上内存的容量，将配置好的逻辑磁盘构建类型，发送至服务器，所述两级缓存支持构建RAID1或10类型的缓存池，根据冗余性属性，计算池的容量，如果构建无冗余的两级缓存，那么两级缓存池的容量占用100％；如果构建有冗余的两级缓存，那么两级缓存池的容量占用50％，每个磁盘阵列只创建一个两级缓存池；

当实现两级缓存后，缓存到第一级缓存上的数据也能映射到第二级缓存，每个控制器都有一个映射表驻留在其第一级缓存，这个映射表的副本也保持在第二级缓存本身，第二级缓存映射表就是一个地址表，在32kB块中包含一个描述了第二级缓存中缓存数据的位置信息的索引，当第二级缓存配置第二级缓存池和三个逻辑磁盘的第二级缓存后，第一个逻辑磁盘为控制器0，第二个为控制器1，最后一个是指定一个可写区域；

所述由存储系统的两级缓存结构处理I/O请求，进一步包括：

当收到I/O请求时，根据I/O请求类型判断是读操作还是写操作，若为读操作，则查询第一级缓存，若命中则返回数据；若第一级缓存空间不足，将数据迁移至第二级缓存，若第一级缓存未命中，但第二级缓存命中，则将第二级缓存的数据返回第一级缓存，经由第一级缓存进行返回；若第一和第二级缓存均未命中，则读取磁盘阵列，取回数据并更新至第一级缓存；若I/O请求类型为写操作，则将脏数据写入第一级缓存，当脏页数达到阈值时，将第一级缓存的数据迁移至第二级缓存，第二级缓存按预定义写回策略将数据写回到磁盘阵列中；所述写回策略结合读写块大小和存储空间利用率两个因素，在写回状态下，数据只有在要被从缓存中清除时才写到磁盘上，写回需要从缓存中向磁盘上写数据，并把更新的数据写入缓存中。