[发明专利]一种内容感知型计算机缓存管理系统及方法

摘要

本发明公开了一种内容感知型计算机缓存管理系统及方法，包括元数据管理模块和数据块管理模块。元数据管理模块包括：源地址映射索引，源地址管理，指纹索引，唯一数据块缓存地址管理。数据块管理模块负责缓存内数据块的维护。本发明改变传统的基于LRU算法缓存系统的元数据组织，通过结合重复数据删除技术，使缓存系统具有内容感知能力，通过识别并删除缓存中相同内容的冗余数据块，提高缓存系统的利用率，扩大缓存数据块映射数据量，提高缓存命中率，减少对下层存储设备的访问，减少平均I/O时延，提升系统整体性能。

主权项

1.一种内容感知型计算机缓存管理系统，其特征在于，所述的缓存管理系统包括：元数据管理模块和数据块管理模块，其中，所述的元数据管理模块包括顺序连接的源地址映射索引单元、源地址管理单元、指纹索引单元，唯一数据块缓存地址管理单元，所述的源地址映射索引单元，负责请求到达缓存管理系统时，利用散列表映射，快速判断在源地址管理中是否存在所请求的源地址节点；所述的源地址管理单元，通过双向链表把数据块源地址在缓存中按LRU次序进行组织排列，链表每个节点记录了数据块地址和指纹信息，链表按照节点访问的LRU规则对节点顺序组织；所述的指纹索引单元，对去重后唯一数据块指纹进行索引，其中去重过程为，当系统写请求数据块到达缓存系统时，对数据块计算指纹，将计算后的指纹散列至指纹索引单元中，通过比对是否存在相同指纹，判断当前写入数据块内容是否与已存储的数据块内容相同，若存在相同指纹，则只增加对指纹和数据块的索引而不进行冗余存储；所述的唯一数据块缓存地址管理单元，对所述的源地址管理单元中存储的数据块进行索引，通过LRU算法按照数据块访问顺序对数据块进行组织记录，以便缓存需要剔除数据块时，快速发现存在在缓存中适合剔除的数据，缓存数据块经过数据去重后源地址与数据块变为多对一的映射关系，唯一数据块缓存地址管理单元的LRU队列，与源地址管理中的LRU队列保持相对一致的关系；所述的数据块管理模块，负责数据块的统一存储。