CN102708063A - 磁盘空间管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种磁盘空间管理方法及装置，其中方法包括以下步骤：存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、数据长度和路径；存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，判断本地磁盘是否存在剩余空间；如果不存在，则在逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元；如果存在，则将未使用的逻辑单元分配给逻辑单元。本发明通过记录和管理本地磁盘和其他存储设备上的逻辑块地址分配情况，在逻辑单元需要扩容时可以跨多个存储设备，不受本地硬件资源的限制，从而可以实现容量尽可能多的无限扩大。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种磁盘空间管理方法及装置。
背景技术
SAN(Storage Area Network，存储域网络)是一种典型的网络存储结构，它是一种高速网络或子网络，提供计算机与存储设备之间的数据传输，其中存储设备是指一张或多张用以存储计算机数据的磁盘设备。一个SAN网络由负责网络连接的通信结构、负责组织连接的管理层、存储部件以及计算机***构成，从而保证数据传输的安全性和力度。
iSCSI(Internet Small Computer System Interface，小型计算机***接口)是一种基于TCP/IP的协议，用于建立和管理存储设备、主机和客户机等之间的相互连接，并创建SAN。iSCSI的主要功能是在TCP/IP网络上的主机***(启动器)和存储设备(目标器)之间进行大量数据的封装和可靠传输过程。具体地，主机***使用iSCSI启动器发现并连接存储设备(目标器)，然后，目标器上的逻辑单元就被挂载到主机***，从而主机***可像操作本地磁盘一样使用该逻辑单元。当发现挂载的逻辑单元的容量不够使用需要扩大时，目标器端使用本地磁盘进行扩容，更改对应逻辑单元的容量大小，然后通过异步消息的方式通知启动器去重新获取逻辑单元的容量，当启动器收到消息后就触发报告逻辑单元的流程，重新获取逻辑单元的容量，这样，主机***就获得一个容量增大后的磁盘。
现有技术的问题是，只能使用本地磁盘来创建逻辑单元，当本地磁盘不够使用时只能通过增加硬件的方式来扩充磁盘，但是由于可以用于扩充的硬件资源是有限的，因此无法实现容量尽可能多的无限扩大。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。
为达到上述目的，本发明一方面提出一种磁盘空间管理方法，包括以下步骤：存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中所述逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且所述逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径；所述存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，并根据所述扩容指令检测所述本地磁盘是否存在剩余空间；如果所述本地磁盘不存在剩余空间，则在所述逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元；以及如果所述其他存储设备存在未使用的逻辑单元，则将所述未使用的逻辑单元分配给所述逻辑单元并更新所述逻辑块地址分配表。
根据本发明实施例的磁盘空间管理方法，通过记录和管理本地磁盘和其他存储设备上的逻辑块地址分配情况，在逻辑单元需要扩容时可以跨多个存储设备，不受本地硬件资源的限制，从而可以实现容量尽可能多的无限扩大。
本发明另一方面还提出一种磁盘空间管理装置，包括：记录模块，用于建立并保存逻辑块地址分配表，其中所述逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且所述逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径；检测模块，用于在接收到对某个逻辑单元的扩容指令时，检测所述本地磁盘是否存在剩余空间，以及在所述本地磁盘不存在剩余空间时，在所述逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元；以及分配模块，用于在所述其他存储设备存在未使用的逻辑单元时，将所述未使用的逻辑单元分配给所述逻辑单元并更新所述逻辑块地址分配表。
根据本发明实施例的磁盘空间管理装置，通过记录和管理本地磁盘和其他存储设备上的逻辑块地址分配情况，在逻辑单元需要扩容时可以跨多个存储设备，不受本地硬件资源的限制，从而可以实现容量尽可能多的无限扩大。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图；
图2为本发明一个实施例的逻辑块地址分配表的示意图；
图3为本发明另一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图；
图4为本发明又一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图；
图5为本发明一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图；
图6为本发明另一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图；以及
图7为本发明又一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图。如图1所示，该磁盘空间管理方法包括下述步骤。
步骤S101，存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径。
图2为本发明一个实施例的逻辑块地址分配表的示意图。如图2所示，逻辑单元的逻辑块地址包括位于本地的逻辑块地址(例如：0～m)和位于其他存储设备上的逻辑块地址(例如：(m+1)～n)。
步骤S102，存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，并根据扩容指令判断本地磁盘是否存在剩余空间。
步骤S103，如果本地磁盘不存在剩余空间，则在逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元。
应理解，如果本地磁盘还存在剩余空间，则利用本地磁盘的剩余空间进行扩容即可，无需使用其他存储设备。
步骤S104，如果其他存储设备存在未使用的逻辑单元，则将未使用的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元并更新逻辑块地址分配表。
具体地，如果其他存储设备上存在多个未分配的逻辑单元，则将容量大小与需扩容的容量大小最接近的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元。例如，需要扩容的容量大小为500MB，查找后发现存在多个逻辑单元分别为600MB、800MB和400MB，则将容量大小为600MB的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元并更新逻辑块地址分配表，将新增加的逻辑块地址和路径记录下来。
根据本发明实施例的磁盘空间管理方法，通过记录和管理本地磁盘和其他存储设备上的逻辑块地址分配情况，在逻辑单元需要扩容时可以跨多个存储设备，不受本地硬件资源的限制，从而可以实现容量尽可能多的无限扩大。
图3为本发明另一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图。如图3所示，该磁盘空间管理方法包括下述步骤。
步骤S201，存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径。
步骤S202，存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，并根据扩容指令检测本地磁盘是否存在剩余空间。
步骤S203，如果本地磁盘不存在剩余空间，则在逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元。
步骤S204，如果其他存储设备存在未使用的逻辑单元，则将未使用的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元并更新逻辑块地址分配表。
步骤S205，当逻辑单元的容量发生变化时，存储设备向启动器端发送异步消息。
步骤S206，启动器端接收到异步消息后触发逻辑单元报告流程，重新获取逻辑单元的容量。
根据本发明实施例的磁盘空间管理方法，在存储设备完成逻辑块地址分配表的更新后，通过异步消息将逻辑单元容量的变化通知给主机***的启动器，以便主机***可以获取最新的逻辑单元容量，从而可以对扩容后的逻辑单元进行正常的读写操作。
图4为本发明又一个实施例的磁盘空间管理方法的流程图。如图4所示，该磁盘空间管理方法包括下述步骤。
步骤S301，存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径。
步骤S302，存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，并根据扩容指令检测本地磁盘是否存在剩余空间。
步骤S303，如果本地磁盘不存在剩余空间，则在逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元。
步骤S304，如果其他存储设备存在未使用的逻辑单元，则将未使用的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元并更新逻辑块地址分配表。
步骤S305，当逻辑单元的容量发生变化时，存储设备向启动器端发送异步消息。
步骤S306，启动器端接收到异步消息后触发逻辑单元报告流程，重新获取逻辑单元的容量。
步骤S307，存储设备接收启动器端对逻辑单元的读写操作指令。
步骤S308，存储设备根据读写操作指令对应的逻辑块地址位置和逻辑块地址分配表判断所要操作的逻辑单元属于本地磁盘还是其他存储设备。
步骤S309，如果所要操作的逻辑单元属于本地磁盘，则直接对逻辑单元进行读写操作。
步骤S310，如果所要操作的逻辑单元属于其他存储设备，则对逻辑单元进行地址映射以获得逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址，并根据逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址直接对分布在其他存储设备上的逻辑单元进行读写操作。
例如，假设接收到读写操作指令的逻辑单元的逻辑块地址是b，数据长度是L，此逻辑单元的本地逻辑块地址值为0～m(即0～m位于本地磁盘)。如果b+L的值超过m时，则首先进行本地逻辑块地址的读写操作，即逻辑块地址值为b、数据长度为(m-b+1)的读写操作，然后是对逻辑块地址值为(m+1)、数据长度为[L-(m-b+1)]的读写操作，也就是根据逻辑块地址分配表，查找出对应的分布在其他存储设备上的逻辑单元的逻辑块地址，此地址就被映射为逻辑块地址值为0、数据长度为[L-(m-b+1)]，然后本地存储设备就可以直接对分布在其他存储设备上的逻辑单元(逻辑块地址值为0、数据长度为[L-(m-b+1)])进行读写操作了，本地存储设备对其他存储设备上的逻辑单元的读写操作依然采用现有的iSCSI协议处理。
根据本发明实施例的磁盘空间管理方法，通过地址映射实现对分布在其他存储设备上的逻辑单元的读写操作，从而获取正确的读写结果。
本发明另一方面还提出一种磁盘空间管理装置。
图5为本发明一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图。在图5所示，该磁盘空间管理装置1包括：记录模块110、检测模块120和分配模块130。
记录模块110用于建立并保存逻辑块地址分配表，其中逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径。检测模块120用于在接收到对某个逻辑单元的扩容指令时，检测本地磁盘是否存在剩余空间，以及在本地磁盘不存在剩余空间时，在逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元。分配模块130用于在检测模块120查找到其他存储设备存在未使用的逻辑单元时，将未使用的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元并更新逻辑块地址分配表。
具体地，如果检测模块120检测到其他存储设备存在多个未使用的逻辑单元，分配模块130将大于需扩容的容量大小且与扩容的容量大小最接近的逻辑单元分配给需扩容的逻辑单元。
根据本发明实施例的磁盘空间管理装置，通过记录和管理本地磁盘和其他存储设备上的逻辑块地址分配情况，在逻辑单元需要扩容时可以跨多个存储设备，不受本地硬件资源的限制，从而可以实现容量尽可能多的无限扩大。
图6为本发明另一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图。如图6所示，在图5所示的实施例的基础上，该磁盘空间管理装置1还包括通信模块140。
通信模块140用于当逻辑单元的容量发生变化时，向启动器端2发送异步消息，以使启动器端2触发逻辑单元报告流程，重新获取逻辑单元的容量。
根据本发明实施例的磁盘空间管理装置，在存储设备完成逻辑块地址分配表的更新后，通过异步消息将逻辑单元容量的变化通知给主机***的启动器，以便主机***可以获取最新的逻辑单元容量，从而可以对扩容后的逻辑单元进行正常的读写操作。
图7为本发明又一个实施例的磁盘空间管理装置的结构框图。如图7所示，在图6所示的实施例的基础上，该磁盘空间管理装置1还包括接收模块150、判断模块160和执行模块170。
接收模块150用于接收启动器端2对逻辑单元的读写操作指令。判断模块160用于根据读写操作指令对应的逻辑块地址位置和逻辑块地址分配表判断所要操作的逻辑单元属于本地磁盘还是其他存储设备。执行模块170用于在逻辑单元属于本地磁盘时，直接对逻辑单元进行读写操作，以及在逻辑单元属于其他存储设备时，对逻辑单元进行地址映射以获得逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址，并根据逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址直接对分布在其他存储设备上的逻辑单元进行读写操作。
根据本发明实施例的磁盘空间管理装置，通过地址映射实现对分布在其他存储设备上的逻辑单元的读写操作，从而获取正确的读写结果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (8)
1.一种磁盘空间管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：存储设备建立并保存逻辑块地址分配表，其中所述逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且所述逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径；
S2：所述存储设备接收对某个逻辑单元的扩容指令，并根据所述扩容指令检测所述本地磁盘是否存在剩余空间；
S3如果所述本地磁盘不存在剩余空间，则在所述逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元；以及
S4：如果所述其他存储设备存在未使用的逻辑单元，则将所述未使用的逻辑单元分配给所述逻辑单元并更新所述逻辑块地址分配表。
2.如权利要求1所述的磁盘空间管理方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
如果所述其他存储设备存在多个未使用的逻辑单元，则将大于需扩容的容量大小且与所述扩容的容量大小最接近的逻辑单元分配给所述逻辑单元。
3.如权利要求1所述的磁盘空间管理方法，其特征在于，还包括：
当逻辑单元的容量发生变化时，所述存储设备向启动器端发送异步消息；
所述启动器端接收到所述异步消息后触发逻辑单元报告流程，重新获取所述逻辑单元的容量。
4.如权利要求1至3中任一所述的磁盘空间管理方法，其特征在于，还包括：
所述存储设备接收所述启动器端对所述逻辑单元的读写操作指令；
所述存储设备根据所述读写操作指令对应的逻辑块地址位置和所述逻辑块地址分配表判断所要操作的逻辑单元属于本地磁盘还是其他存储设备；
如果所述逻辑单元属于本地磁盘，则直接对所述逻辑单元进行读写操作；
如果所述逻辑单元属于其他存储设备，则对所述逻辑单元进行地址映射以获得所述逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址，并根据所述逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址直接对分布在其他存储设备上的逻辑单元进行读写操作。
5.一种磁盘空间管理装置，其特征在于，包括：
记录模块，用于建立并保存逻辑块地址分配表，其中所述逻辑块地址分配表中记录本地磁盘和其他存储设备上的每个逻辑单元的逻辑块地址的相关信息，且所述逻辑块地址的相关信息包括逻辑块地址值、逻辑块数据长度和逻辑块路径；
检测模块，用于在接收到对某个逻辑单元的扩容指令时，检测所述本地磁盘是否存在剩余空间，以及在所述本地磁盘不存在剩余空间时，在所述逻辑块地址分配表中查找其他存储设备是否存在未使用的逻辑单元；以及
分配模块，用于在所述其他存储设备存在未使用的逻辑单元时，将所述未使用的逻辑单元分配给所述逻辑单元并更新所述逻辑块地址分配表。
6.如权利要求5所述的磁盘空间管理装置，其特征在于，所述分配模块具体用于在所述检测模块检测到所述其他存储设备存在多个未使用的逻辑单元时，将大于需扩容的容量大小且与所述扩容的容量大小最接近的逻辑单元分配给所述逻辑单元。
7.如权利要求5所述的磁盘空间管理装置，其特征在于，还包括：
通信模块，用于当逻辑单元的容量发生变化时，向启动器端发送异步消息，以使所述启动器端触发逻辑单元报告流程，重新获取所述逻辑单元的容量。
8.如权利要求5所述的磁盘空间管理装置，其特征在于，还包括：
接收模块，用于接收启动器端对所述逻辑单元的读写操作指令；
判断模块，用于根据所述读写操作指令对应的逻辑块地址位置和所述逻辑块地址分配表判断所要操作的逻辑单元属于本地磁盘还是其他存储设备；以及
执行模块，用于在所述逻辑单元属于本地磁盘时，直接对所述逻辑单元进行读写操作，以及在所述逻辑单元属于其他存储设备时，对所述逻辑单元进行地址映射以获得所述逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址，并根据所述逻辑单元在其他存储设备上的逻辑块地址直接对分布在其他存储设备上的逻辑单元进行读写操作。
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