[发明专利]闪存阵列中的逻辑扇区映射

说明书

公开了闪存阵列中的逻辑扇区映射。对包括多台固态存储设备的存储系统中存储的数据高效地执行用户存储器虚拟化的系统和方法。数据存储子系统支持多个映射表。在映射表内的记录被安排在多个等级中。每个等级都存储着关键字值与指针值的配对。等级按时间分选。新记录被插入在创建的最新的(最年轻的)等级中。不执行原地编辑。全部等级除最年轻等级外可以是只读的。系统可以进一步包括覆盖表，它标识映射表内无效的关键字。

本申请是申请号为201280046541.7，申请日为2012年8月11日，题为“闪存阵列中的逻辑扇区映射”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及计算机网络，更确切地说，涉及对于多台固态存储设备当中存储的数据高效地执行用户存储器虚拟化。

背景技术

随着计算机内存存储和数据带宽的增加，商家日常管理的数据的量和复杂度也在增加。大规模的分布式存储系统，比如数据中心，典型情况下运行许多商务操作。数据中心也可以被称为服务器机房，是中心化的储存库，或者是物理的或者是虚拟的，用于对属于一个或多个商家的数据进行存储、管理和传播。分布式存储系统可以连接到由一个或多个网络互连的客户计算机。如果分布式存储系统的任何部分性能不佳，公司运转就可能受损。所以分布式存储系统对于数据可用性和高性能功能保持高标准。

分布式存储系统包括若干物理卷，它们可以是硬盘、固态设备、使用另一种存储技术的存储设备或存储设备的分区。软件应用程序，比如逻辑卷管理器或磁盘阵列管理器，提供了对海量存储阵列分配空间的工具。此外，这种软件允许系统管理员创建存储组的单元，包括逻辑卷。存储器虚拟化实现了从物理存储器抽象(分离)出逻辑存储器，以便访问逻辑存储器而终端用户不必识别物理存储器。

为了支持存储器虚拟化，卷管理器执行输入/输出(I/O)重定向，方式为把终端用户使用逻辑地址送来的I/O请求转换为使用与存储设备中物理位置相关联的地址的新请求。由于某些存储设备可以包括附加的地址转换机制，比如可用于固态存储设备的地址转换层，所以上述从逻辑地址到另一种地址的转换可能不表示唯一或最后的地址转换。重定向利用了在一个或多个映射表中存储的元数据。此外，在一个或多个映射表中存储的信息可用于存储器去重复以及把特定快照级的虚拟扇区映射到物理位置。卷管理器可以保持虚拟化存储器的映射信息视图一致。不过，所支持的地址空间可能受限于保持映射表所用的存储容量。

与选中的存储磁盘相关联的技术和机制确定了卷管理器使用的方法。例如，提供硬盘、硬盘分区或外部存储设备的逻辑单元号(LUN)粒度级映射的卷管理器受限于大块数据的重定向、定位、去除重复数据等。另一种类型存储盘的一个实例是固态盘(SSD)。SSD可以仿真HDD接口，但是SSD利用固态内存存储永久数据而不是HDD中发现的机电设备。例如，SSD可以包括闪存的存储体。所以，在包括SSD存储器同时使用为HDD开发的映射表分配算法的系统中可能实现不了由一个或多个映射表支持的大地址空间。

考虑以上情况，期望的是对多台固态存储设备当中存储的数据高效地执行存储器虚拟化的系统和方法。

发明内容

公开了对多台固态存储设备当中存储的数据高效地执行用户存储器虚拟化的计算机系统和方法的多个实施例。

在一个实施例中，连接到网络的数据存储子系统在网络上接收来自客户计算机的读写请求。数据存储子系统包括多个数据存储位置，在包含多台存储设备的设备组上。数据存储子系统进一步包括至少一个映射表，包括按时间分选的多个等级。在一个实施例中，每个等级都存储一个或多个元组，每个元组都包括一个或多个值，它们可用作查找关键字。此外，每个元组都可以包括若干数据值，与这些关键字值相关联。在一个实施例中，映射表是虚拟至物理地址转换表。在另一个实施例中，映射表是去重复表。数据存储子系统进一步包括数据存储控制器，被配置为响应检测到把一个或多个新元组插入到映射表中的条件，创建要向多个等级添加的新的最高等级(最年轻等级)。每个元组都可以被存储在映射表内分开的记录即条目中。这些记录可以按关键字值分选。