[发明专利]一种存储系统随机存储读写方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其是一种存储系统随机存储读写方法和装置。

背景技术

系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下(也就是第1盘面的第一磁道)的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号(物理地址的三个组成部分)进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区移动到磁头下。扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较(即寻道)，然后，寻找要求的扇区号。

在从事存储的研发测试当中，发现存储系统针对随机写IO性能非常差，经研究学习，发现是由于存储系统针对随机写IO没有进行任何处理或者排序导致磁盘中针对每一次IO均需要移动磁头进行寻道，每一次IO均导致磁头不断的寻道，从而导致存储系统针对随机IO性能非常的差。比如将100M的数据随机写的方式写入100G的磁盘数据里面，大体需要1个小时左右的时间。原因就在于针对随机写IO，存储系统需要处理大量的磁盘机械寻道导致的时间浪费。机械硬盘一次寻道大体3.5ms，由于随机写导致硬盘每执行一次IO均需要寻道至少一次，这样将导致存储随机写的性能非常低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种存储系统随机存储读写方法和装置，通过对随机IO进行重构后变成连续的跳跃IO后下发给底层磁盘，缩短了寻道时间，对硬盘的存储性能产生很大的提升。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种存储系统随机存储读写方法，包括以下步骤：

在存储系统构建重构区；

存储系统将随机IO写入重构区，并对随机IO进行排序成顺序IO；

将重构后的顺序IO下发到硬盘中。

进一步地，所述重构区只针对大量随机IO读写进行构建。

进一步地，所述在存储系统构建重构区，包括：

将存储系统内存的一部分或将一块单独的SSD硬盘划为重构区。

进一步地，所述重构区容量大小为不超过存储系统控制器缓存总容量的三分之一。

进一步地，所述存储系统将随机IO写入重构区，并对随机IO进行排序成顺序IO，包括：

所述存储系统将随机IO写入重构区，并按照磁盘中磁头向同一个方向移动顺序进行排序，将随机IO排序成顺序的跳跃IO。

进一步地，所述按照磁盘中磁头向同一个方向移动顺序进行排序，包括：

存储系统控制器按照随机IO物理地址所在的柱面号、磁道号和扇区号依次进行排序：同一柱面号，按照磁道号顺序进行排序，同一磁道号，按照扇区号进行排序。

进一步地，所述将重构后的顺序IO下发到硬盘中，包括：

随机IO占满重构区后或者连续20次均为顺序IO后，重构区将关闭并自动将重新排序后的顺序IO下发到硬盘中。

一种存储系统随机存储读写装置，包括：

重构区构建模块，完成在存储系统内对随机IO进行排序为顺序IO的重构区的构建；

随机IO排序模块，完成对重构区的随机IO到顺序的跳跃IO的排序；

顺序IO下发模块，完成对重构区内排序后的顺序IO到硬盘存储阵列的下发。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明利用存储系统的内存或者单独一块硬盘构建重构区，通过重构区对随机IO按照磁头移动方向顺序排序进行重构后变成连续的跳跃IO后，方可下发给底层磁盘。本发明对现有存储系统中的读写速率起到提升作用，本发明方案设计简单，实施方便，对存储性能将产生极大的提升。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明存储系统随机存储读写方法流程图；

图2是本发明随机存储读写装置原理图。

具体实施方式