[发明专利]一种单控存储的缓存管理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种单控存储的缓存管理方法及装置。

背景技术

计算机发展过程中，CPU速度一直随着摩尔定律发展，但作为主要存储设备的磁盘系统，访问速度却增长缓慢。因此，CPU和磁盘之间的性能差距就越来越大。目前常见的解决方案是通过增加服务器数量，从而增加存储部件的数量来解决IO问题，但这种方法会造成计算资源的浪费；即使通过简单地增加磁盘设备的数量来提高存储系统性能，也会有更多的磁盘存储空间被浪费；此外，其他电力成本、机房和环境成本也随着服务器或磁盘设备数量的增加而不断上升。

不同的存储介质性能差别巨大，对于普通机械磁盘的访问更多的是在等待。系统对内存的访问速度是普通机械硬盘的50000倍。因此，如果主机端对存储的访问都能在内存获取，存储的性能将大大增加。由此，缓存的主要作用是保证主机端期望访问的数据尽可能多的在缓存中，也即高缓存命中率。分级存储的概念在计算机系统中得到了普遍采用，缓存层主要担负两方面的工作，一方面是将之前访问过的数据缓存下来，根据数据访问的时间局部性原理，这些数据在短期内可能会被再次访问，因此可以直接从缓存层读出，而不用再次访问主存介质。另一方面，缓存层还需要对应用即将访问的数据做预测，并将预测的内容提早读入缓存介质中。在预测正确的情况下，后续的访问可以直接在缓存介质中命中，也同样避免了访问速度较慢的主存介质。

在存储细分市场中，单控产品2015年出货额为16亿元，占整个存储市场规模的12.3％，2015/2014增长率为25.2％，高于存储整体市场14.9％的平均增长率。由此可以看出单控存储市场是占有巨大市场份额和潜力的，因此提高单控产品的性能，显得尤为迫切和重要。因此，为单控存储系统添加缓存管理模块显得尤为重要。

单控存储产品没有缓存管理模块，而机械硬盘读写性能有限导致读写性能、存储性能较低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单控存储的缓存管理方法及装置，以实现提高存储性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单控存储的缓存管理装置，该装置包括：

数据读写模块，用于对读写请求和IO缓存读写进行处理，向内存通信模块提供读写接口；

管理配置模块，用于对控制器的参数进行初始化配置，并对块设备的备份模式进行初始化配置；

预读模块，用于对要读写的数据进行检测和预读。

优选的，所述装置还包括：

脏页刷写模块，用于采用刷写线程对块设备发送写请求，对脏页进行刷写。

优选的，所述装置还包括：

内存回收模块，用于对IO缓存的数据结构的缓存页进行回收。

优选的，IO缓存的数据结构采用基数结构。

本发明还提供一种单控存储的缓存管理方法，用于上述单控存储的缓存管理装置，该方法包括：

数据读写模块对读写请求和IO缓存读写进行处理，向内存通信模块提供读写接口；

管理配置模块对控制器的参数进行初始化配置，并对块设备的备份模式进行初始化配置；

预读模块对要读写的数据进行检测和预读。

优选的，预读模块对要读写的数据进行检测和预读之后，还包括：

脏页刷写模块采用刷写线程对块设备发送写请求，对脏页进行刷写。

优选的，脏页刷写模块采用刷写线程对块设备发送写请求，对脏页进行刷写之后，还包括：

内存回收模块对IO缓存的数据结构的缓存页进行回收。

优选的，IO缓存的数据结构采用基数结构。

本发明所提供的一种单控存储的缓存管理方法及装置，数据读写模块，用于对读写请求和IO缓存读写进行处理，向内存通信模块提供读写接口；管理配置模块，用于对控制器的参数进行初始化配置，并对块设备的备份模式进行初始化配置；预读模块，用于对要读写的数据进行检测和预读。可见，针对单控存储产品没有缓存管理模块，而机械硬盘读写性能有限导致读写性能、存储性能较低的问题，提出本缓存管理方法和装置，具有缓存功能，使读写更多在内存中进行，提高了读写效率和存储的性能，并且采用预读机制，提高缓存命中率，对于缓存管理，包含了接口部分、配置机制、预读机制，适用于单控存储产品的缓存管理，与直接将数据写到磁盘相比，提高了提高读写效率和存储性能。

附图说明