CN103440204B - 一种更新文件***的方法和存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种更新文件***的方法和存储设备，能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。其方法为：接收客户端发送的文件更新请求，并根据逻辑地址确定待更新的数据在磁盘中的物理地址，进而根据待更新的数据以及确定的物理地址对文件进行更新，根据更新后的文件获得文件所属的文件***中待更新的事务编号和更新后的文件的位置信息，最终根据待更新的事务编号以及更新后的文件的位置信息对文件***的第一超级块进行更新。本发明用于对存储设备中的文件***进行更新。

Description

一种更新文件***的方法和存储设备

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种更新文件***的方法和存储设备。

背景技术

当前，超级块（superblock）是磁盘存储的数据中开头部分的内容，存有文件卷控制信息，还存有磁盘的分卷资源表和文件分卷的信息，具体用于存储文件***属性和配置信息以及文件***实时状态信息等总体信息，通常位于磁盘或分区的固定位置。为了提高超级块的安全性，通常在磁盘或分区中会对超级块进行冗余备份，即同时存储多个超级块。在对磁盘中的数据进行更新后，相应的，还需要对磁盘中保存文件***的超级块进行更新。当需要对超级块进行更新时，对已存储的超级块按照序号的奇偶性分组，并将奇数组和偶数组的超级块分别进行异步更新，从而使得在任意时间内，都有不少于一个的超级块能够使用。

但是，在目前的存储结构中，超级块往往被存储在磁盘或分区的头部和尾部，这样对超级块进行操作的时候，需要磁头在短时间内进行大幅度的移动，会使得存储设备整体的写入效率大幅度降低，同时会更容易发生故障，容易造成数据损坏。

发明内容

本发明的实施例提供一种更新文件***的方法和存储设备，能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种更新文件***的方法，所述方法包括:

接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息。

结合第一方面至第一方面的第一种可能的实现方式中的任意一项，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新包括：

在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数；

将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

第二方面，提供一种存储设备，所述存储设备包括：

请求接收模块，用于接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

地址确定模块，用于根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

第一更新模块，用于根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

信息获取模块，用于根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

第二更新模块，用于根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于磁盘中。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息。

结合第二方面至第二方面的第一种可能的实现方式中的任意一项，在第二种可能的实现方式中，所述第二更新模块包括：

超级块选择模块，用于在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

超级块更新模块，用于对根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息确定的两个第一超级块进行更新。

结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述设备还包括：

设置模块，用于确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数，并将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

本发明实施例提供的一种更新文件***的方法和存储设备，通过接收客户端发送的文件更新请求确定待更新数据的存储地址，进而根据得到的存储地址对相应位置的数据进行更新，并获取更新的事务编号，最终根据待更新的存储地址和更新的事务编号将文件***中用于存储当前事务信息的第一超级块进行更新。从而能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的典型应用场景；

图2为本发明实施例提供的一种更新文件***的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种更新文件***的方法的详细流程示意图；

图4为本发明实施例提供的将超级块进行分块后的分布结构图；

图5为本发明实施例提供的一种更新文件***的方法的详细流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种选取第二超级块的方法的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种选取第二超级块的方法的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种选取第二超级块的方法的示意图；

图9为本发明实施例提供一种存储设备的结构示意图；

图10为本发明实施例提供一种存储设备的详细结构示意图；

图11为本发明实施例提供一种存储设备的详细结构示意图；

图12为本发明实施例提供一种存储装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明应用的典型场景是在网络附属存储（NetworkAttachedStorage，NAS）中，具体的网络连接如图1所示，在图1中，客户端是台式机等用户设备，用户通过用户设备向网络交换机发送更新请求，网络交换机在接收到用户的更新请求后，将此请求转发至NAS设备，该NAS设备将接收到的更新请求分解成对存储文件/存储目录的具体操作，NAS在执行完更新请求后，将执行结果通过网络交换机发送至客户端。

其中，NAS在执行具体的更新请求时，会对该请求对应的磁盘中存储的数据进行更新，在将存储的数据更新后，得到本次更新的事务编号和更新文件地址，进而根据得到的本次更新的事务编号和更新文件地址将存储文件当前事务信息的第一超级块进行更新，从而达到对文件***更新的目的。

本发明实施例提供一种更新文件***的方法，如图2所示，该方法包括：

101、接收客户端发送的文件更新请求，文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址。

102、根据逻辑地址确定待更新的数据在磁盘中的物理地址。

103、根据待更新的数据以及确定的物理地址对文件进行更新。

104、根据更新后的文件获得文件所属的文件***中待更新的事务编号和更新后的文件的位置信息。

105、根据待更新的事务编号以及更新后的文件的位置信息对文件***的第一超级块进行更新，其中，第一超级块用于存储文件***的当前事务信息，且第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

本发明实施例提供的一种更新文件***的方法，通过接收客户端发送的文件更新请求确定待更新数据的存储地址，进而根据得到的存储地址对相应位置的数据进行更新，并获取更新的事务编号，最终根据待更新的存储地址和更新的事务编号将文件***中用于存储当前事务信息的第一超级块进行更新。从而能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。

本发明实施例提供一种更新文件***的方法，该方法包括：

201、接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址。

202、根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址。其中，待更新的数据的物理地址是根据上述逻辑地址和具体文件的布局信息确定的，而文件的布局信息则包含有文件数据块的逻辑地址和物理地址的映射关系，从而由此可以通过文件数据块的逻辑地址得到待更新数据的物理地址。

203、根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新。

204、根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息。

205、根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

其中，文件***中包含有超级块，超级块是磁盘存储的数据中开头部分的内容，存有文件卷控制信息的部分，还存有磁盘的分卷资源表和文件分卷的信息，在本发明中，将超级块分为第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***最新的事务号等实时更新的消息，并且第一超级块在每一次的文件***修改数据后，都要进行更新；对应的所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息，例如磁盘的大小、磁盘块分布以及操作日志等信息，第二超级块存储信息中的绝大部分仅在对磁盘的第一次操作时进行，因此更新的频率相比第一超级块要低很多。

进一步的，如图3所示，本方法中关于第一超级块被均匀存储于所述磁盘的方法具体包括如下步骤：

206、确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数。

207、将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

示例性的，首先根据实际情况中，用户对数据可靠性和存储设备具体操作性能的要求，确定第一超级块的分块数目。当用户对数据的可靠性要求较高时，此分块数目会变大以适应高可靠性的需求。当为了提高存储设备的操作性能时，会适当减小该分块数目，以提高性能，因此，该分块数目的最终数值为综合考虑数据可靠性和存储设备操作性能后的数值。并且考虑备份情况以及实际操作中对第一超级块的选择问题，该分块数目为不小于2的自然数。在本实施例中，以分块数目取5为例进行说明。

示例性的，图4为将超级块进行分块后的分布结构图，Ｔ标识文件***当前事务部分即第一超级块，由于此时Ｎ的取值为5，也就是此时第一超级块分为5个部分T0～T4，并且为了达到将第一超级块均与存储的效果，将首块P0与尾块P3之间的整个区域等分为N-1即4个区域，并且将T0～T4共五个第一超级块按首尾顺序依次存储在等分的节点上，上述5个第一超级块具体的存储位置如图4所示。当参数N的取值为其他不为零的自然数时，将第一超级块进行均匀存储的方法与上述步骤类似，此处不再赘述。

与上文相对的，图4中左侧为磁盘的头部，右侧为磁盘的尾部。其中P用于标识存储文件***属性信息部分的第二超级块。为了防止磁盘发生部分扇区损坏，因此分别在磁盘或者分区的头部和尾部存储了4份超级块作为备份，从而保证即使在超级块进行奇偶分组更新时的任一时刻都至少有两个超级块可用。P0～P3一共4块，P0/P1部署在磁盘或者分区的头部，P2/P3部署在磁盘或者分区的尾部。

在此基础上，如图5所示，步骤205具体包括：

2051、在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块。

2052、根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

当更新区域中包括两个或两个以上的第一超级块时，则从所包含的第一超级块中选取两个进行更新，之所以选取两个第一超级块，同样是出于对数据进行备份的考虑，这样能够提高数据的安全性。

针对更新区域与两个第一超级块的位置关系，以下分三种情况进行说明：

详细的，如图6所示，当前更新区域的起点在图中的A位置，更新区域的终止位置在图中的B位置，从图中可以清楚的看出在A、B之间包含有T2、T3两个第一超级块，则此时根据就近原则选择T2、T3进行更新。

如图7所示，当前更新区域的起点在图中的A位置，更新区域的终止位置在图中的B位置，从图中可以清楚的看出在A、B之间没有用来记录事务信息的T区，则此时根据就近原则，选择距离A、B最近的第一超级块T1、T2作为待更新的第一超级块进行更新。

如图8所示，当前更新区域起点在图中的A位置，更新区域的终止位置在图中的B位置，从图中可以清楚的看出在A、B之间仅有一个T区域T1，则此时根据就近原则，除了包含的T1外，还将距离A、B最近的T2作为待更新的超级块进行更新。

因此，根据本实施例中的方法，通过接收客户端发送的文件更新请求确定待更新数据的存储地址，进而根据得到的存储地址对相应位置的数据进行更新，并获取更新的事务编号，最终根据待更新的存储地址和更新的事务编号将文件***中用于存储当前事务信息的第一超级块进行更新。从而能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。。

本发明实施例提供一种更新文件***的存储设备1，如图9所示，该存储设备包括：

请求接收模块11，用于接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

地址确定模块12，用于根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

第一更新模块13，用于根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

信息获取模块14，用于根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

第二更新模块15，用于根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

其中，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，具体可以包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，具体可以包括文件***的属性和配置信息。

进一步的，如图10所示，所述第二更新模块15包括：

超级块选择模块151，用于在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

超级块更新模块152，用于根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

更进一步的，如图11所示，该存储设备1还包括：

设置模块16，用于确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数，并将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

本发明实施例提供一种更新文件***的存储设备，通过接收客户端发送的文件更新请求确定待更新数据的存储地址，进而根据得到的存储地址对相应位置的数据进行更新，并获取更新的事务编号，最终根据待更新的存储地址和更新的事务编号将文件***中的第一超级块进行更新；能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。

本发明实施例提供一种更新文件***的存储设备2。本发明实施例中，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息。

如图12所示，该装置2包括：总线21；以及连接到总线21上的处理器22、存储器23、发射器24和接收器25，其中：

存储器23，用于存储相关指令。

处理器22，用于执行该指令，以实现：

接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

其中，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息。

在本发明实施例中，该处理器22执行指令用于据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新包括：

在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

在本发明实施例中，可选的，该处理器22执行指令还用于：

确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数；

将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

本发明实施例提供一种更新文件***的存储设备，通过接收客户端发送的文件更新请求确定待更新数据的存储地址，进而根据得到的存储地址对相应位置的数据进行更新，并获取更新的事务编号，最终根据待更新的存储地址和更新的事务编号将文件***中的第一超级块进行更新；能够提高存储设备的写入效率，同时降低由磁头大幅度摆动造成数据损坏的几率，提高数据的可靠性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM）、随机存取存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种更新文件***的方法，其特征在于，所述方法包括:

接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新包括：

在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数；

将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。

5.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括：

请求接收模块，用于接收客户端发送的文件更新请求，所述文件更新请求中包含有待更新的数据以及待更新的数据在文件中的逻辑地址；

地址确定模块，用于根据所述逻辑地址确定所述待更新的数据在磁盘中的物理地址；

第一更新模块，用于根据所述待更新的数据以及确定的物理地址对所述文件进行更新；

信息获取模块，用于根据更新后的文件获得所述文件所属的文件***中待更新的事务编号和所述更新后的文件的位置信息；

第二更新模块，用于根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对所述文件***的第一超级块进行更新，其中，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，且所述第一超级块被均匀存储于所述磁盘中。

6.根据权利要求5所述的存储设备，其特征在于，所述文件***包含有第一超级块和第二超级块，所述第一超级块用于存储所述文件***的当前事务信息，包括文件***的事务编号，所述第二超级块用于存储所述文件***的属性信息，包括文件***的属性和配置信息。

7.根据权利要求5至6任意一项所述的存储设备，其特征在于，所述第二更新模块包括：

超级块选择模块，用于在所述文件***的第一超级块中确定与所述更新后的文件在磁盘中的物理位置距离最近的两个第一超级块；

超级块更新模块，用于根据所述待更新的事务编号以及所述更新后的文件的位置信息对确定的两个第一超级块进行更新。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

设置模块，用于确定所述第一超级块的数量为N，其中N为不小于2的自然数，并将所述N个第一超级块均匀存储于所述磁盘中。