[发明专利]一种交错式记录磁盘的数据安全删除方法及相关设备

说明书

本发明公开了一种交错式记录磁盘的数据安全删除方法及相关设备，属于数据存储技术领域，包括：获取来自上层应用的安全删除请求后，将待删除的数据块分解到各个磁道，逐磁道进行安全删除；若磁道为底部磁道，且其中数据块均需删除，则直接利用一侧含有有效数据的顶部磁道覆盖该底部磁道，另一侧顶部磁道中若包含有效数据，则将该磁道迁移至其他空闲的顶部磁道中；如磁道为底部磁道，且其中仅部分数据块需删除，则将受影响的顶部磁道数据块备份后，将待删除的底部磁道数据块放入后台工作队列集中删除，再将备份数据块写回；若磁道为顶部磁道，则直接写入随机数据。本发明能够缓解交错式记录磁盘在安全删除中存在的写入放大和严重的性能损耗问题。

技术领域

本发明属于数据存储技术领域，更具体地，涉及一种交错式记录磁盘的数据安全删除方法及相关设备。

背景技术

交错式磁记录(IMR，Interlaced Magnetic Recording)技术将磁道在逻辑上分成顶部磁道和底部磁道，两种类型的磁道交错组织并在两侧部分重叠，消除了磁道之间的间隙，大幅度提高了数据存储密度，同时结合能量辅助技术，不同层磁道的写入所需能量强度不同：底部磁道需要较高强度的激光或微波来写入，表现为较高的数据密度和较宽的磁道宽度；顶部磁道的写入仅需较低的能量强度，故表现为较低的数据密度和较窄的磁道宽度。由于不同类型的磁道交错布局，写入底部磁道时，较高的能量强度会破坏相邻两侧顶部磁道上的有效数据，而写入顶部磁道时，较弱的能量强度却不会影响其下的底部磁道，因此，顶部磁道可以就地完成更新操作。交错式记录磁盘中，底部磁道的更新也仅仅涉及到相邻两侧顶部磁道的备份和写回，这相比叠瓦式磁记录(SMR，Shingled Magnetic Recording)技术，极大地缓解了写入放大问题。

在磁盘上执行安全删除，考虑到效率以及为了删除后的空间可用，往往可以采取覆盖(overwrite)的方式。在IMR磁盘上以覆盖的方式进行安全删除，相当于在需要删除的块上写随机数据来覆盖原有的敏感信息，如果块在顶部磁道，那么可以就地更新；如果块在底部磁道，就需要某些更新策略来保证相邻顶部磁道上的有效数据不被破坏，例如RMW(read-modify-write)策略。所谓RMW策略，指的是先备份可能遭到破坏的两侧顶部磁道上的数据块，再执行写随机数据/安全删除操作，最后把备份的数据块写回原处。

执行RMW策略会导致额外的两次读取和两次写入操作，产生了严重的写放大问题，这会对性能造成较大的损失。尤其是当磁盘利用率较高且对连续块执行该策略时，绝大部分顶部磁道上的数据块会经过多次备份与写回的过程，增加了大量不必要的性能消耗。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种交错式记录磁盘的数据安全删除方法及相关设备，其目的在于，缓解交错式记录磁盘在安全删除中存在的写入放大问题和严重的性能损耗问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种交错式记录磁盘的数据安全删除方法，包括：

获取来自上层应用的安全删除请求后，从中提取请求起始地址lba和待删除的数据大小r_len，并获取请求起始地址lba对应的物理地址pba，之后执行以下步骤：

(S1)将物理地址pba所在磁道作为当前磁道，若当前磁道为底部磁道，且其中所有数据块均需进行安全删除，则转入步骤(S2)；否则，对当前磁道中待删除的数据块进行安全删除后转入步骤(S3)；

(S2)对当前磁道执行磁道粒度的安全删除操作，包括：

若当前磁道两侧顶部磁道均包含有效数据块，则将一侧顶部磁道Top₁中的数据块迁移至一个空闲的顶部磁道，然后利用另一侧顶部磁道Top₂中的数据块覆盖当前磁道，并将顶部磁道Top₂中的数据块的状态更新为空闲状态，更新顶部磁道Top₁和顶部磁道Top₂的映射关系；