[发明专利]一种软硬协同动态负载存储方法

摘要

本发明为一种软硬协同动态负载存储方法，该方法在数据磁盘布局中采用冷热树对磁盘条带进行记录，动态地分配条带，在满足数据传输带宽要求下，实现节能的目的，并且将原本采用CPU进行的异或计算部分采用FPGA硬件算法实现，非常适用于负载动态变化的大型存储系统。该方法采用一种新型磁盘布局方式并结合硬件通过软硬件结合方式进行动态负责存储，更合理的使用已经打开的磁盘，减少磁盘转换带来的额外能耗，将地址计算部分用软件算法实现，异或计算部分用硬件实现，降低数据存储时的磁盘能耗和CPU资源，提升整个RAID存储架构的性能。

主权项

1.一种软硬协同动态负载存储方法，该方法的步骤是：第一步、底层磁盘布局，计算地址空间：1‑1 假设存储系统中有M个磁盘，其中有1个校验盘，M‑1个数据盘，根据磁盘空间的使用情况构建冷热树；所述冷热树至少由三层构成，第一层NULL为提供树结构的访问入口的空节点；第二层记录相应条带空闲状态的数据磁盘数量，具有多种节点，该层中节点种类的多少，与每个条带中空闲状态的数据磁盘个数的种类一致：第三层记录第二层每个节点所对应的地址空间及相应空闲状态的磁盘序号；1‑2 已知当前已打开数据磁盘数、请求数据磁盘数、每个数据磁盘的空闲地址数、全部数据磁盘的空闲地址数，判断当前负载需要打开的数据磁盘数在冷热树第二层节点中是否存在相应的数字，如果存在则采用选择条带方式选择要使用的条带；否则跳转到步骤1‑3；所述选择条带的具体过程是：计算已打开的数据磁盘的冷盘优先级，计算完冷盘优先级后将满足情况的条带从头遍历，如果遇到冷盘优先级组合为100，则直接选择该条带，否则等全部计算完后选择优先级最高的条带；1‑3 采用拆分条带方式拆分要使用的条带，拆分最大数据磁盘数的条带，得到全部数据磁盘的梯度优先级数，先把打开的数据磁盘全部选中，再把未打开的数据磁盘按磁盘梯度优先级数从高到低选择，直到满足此时需要打开的数据磁盘数量；1‑4 如果冷热树中没有数据磁盘数为M‑1的条带，则依次删除最原始存入的数据，回收数据磁盘空间；第二步、搭建硬件架构，将磁盘矩阵与主机连接，主机再与FPGA通过PCIE总线进行双向通信，将第一步的底层布局方式嵌入在主机内，选择出需要打开的数据磁盘，然后采用FPGA进行异或计算，将需要进行异或计算的数据通过主机传给FPGA，计算完成后再由FPGA传回主机，这样就完成负载动态存储的全过程。