CN104133781A - 网络存储设备及其提高数据存取速度的方法 - Google Patents

Abstract

一种网络存储设备及其提高数据存取速度的方法，网络存储设备包括硬盘、内存、监护模块、判断模块、数据读写模块以及数据反馈模块。硬盘包括用于记录多个索引的第一索引表及与每个索引对应的数据。内存包括用于记录多个索引的第二索引表。监护模块用于即时同步第一索引表与第二索引表，还用于监测用户端的写数据请求。判断模块用于判断第二索引表中是否有与写数据请求相对应的索引。数据读写模块用于将写数据请求对应的索引新增至第二索引表中。数据反馈模块用于将写数据请求成功信息回应给用户端。本发明还提供一种提高数据存取速度的方法。本发明提供的网络存储设备及其提高数据存储速度的方法能有效提高网络存储设备数据存取的速度。

Description

网络存储设备及其提高数据存取速度的方法

技术领域

本发明涉及网络存储设备，尤其涉及一种网络存储设备及其提高数据存取速度的方法。

背景技术

网络存储设备，例如网络附加存储器（Network Attached Storage,NAS）,是当前一种常用的存储架构，它通过网络文件***（Network File System,NFS）或者通用互联网文件***（Common Internet File System）进行网络主机与存储***之间的交互，由存储***为网络主机提供基于网络协议的文件访问服务。

然而，在网络存储设备内部，一般通过直接对硬盘进行存取等操作，速度相对于网络传输显得很慢，对于用户而言，当用网络存储设备进行文件收发时，需要较长时间的等待，而当更多用户同时操作网络存储设备时，问题更加严重。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种网络存储设备，可有效的提高网络存储设备数据存取的速度。

此外，还需提供一种提高数据存取速度的方法，可有效的提高网络存储设备数据存取的速度。

本发明实施方式提供的网络存储设备包括包括硬盘、内存、监护模块、判断模块、数据读写模块以及数据反馈模块。硬盘包括用于记录多个索引的第一索引表及与每个索引对应的数据。内存包括用于记录多个索引的第二索引表。监护模块用于即时同步第一索引表与第二索引表，还用于监测用户端的写数据请求。判断模块用于判断第二索引表中是否有与写数据请求相对应的索引。数据读写模块用于在第二索引表中没有与写数据请求相对应的索引时，将写数据请求对应的索引新增至第二索引表中，并将写数据请求中请求的数据存储到内存中，还用于将内存中新增的数据搬移至硬盘中。其中，监护模块还用于将第二索引表中新增的索引同步至第一索引表。数据反馈模块用于将写数据请求成功信息回应给用户端。

优选的，数据读写模块还用于在第二索引表中有与写数据请求相对应的索引时，更新第二索引表中写数据请求对应的索引，并将写数据请求中请求的数据存储到内存中，还用于将内存中存储的数据搬移至硬盘中；其中，文件监护模块还用于将第二索引表中更新的索引同步至第一索引表。

优选的，数据读写模块还用于在网络存储设备处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者内存使用率超过第二预设值时，将内存中的数据按照时间先后顺序搬移至硬盘中。

优选的，数据读写模块还用于在写数据请求中请求的数据大小超过了内存中可用空间时，直接将写数据请求中请求的数据写入硬盘中；其中监测模块还用于同步更新第一索引表与第二索引表中写数据请求对应的索引。

优选的，内存中还包括标签表，用于记录与内存中实际存储的数据相对应的多个索引。

优选的，监护模块还用于监测用户端的读数据请求，判断模块还用于判断标签表中是否有与读数据请求相对应的索引，数据读写模块还用于在标签表中有与读数据请求相对应的索引时，从内存中读取读数据请求中请求的数据，数据反馈模块还用于将用户端的读数据请求成功信息回应给用户端。

优选的，数据读写模块还用于在标签表中没有与读数据请求相对应的索引时，依据第二索引表确定读数据请求中请求的数据在硬盘中存储的位置并从位置读取读数据请求中请求的数据。

本发明实施方式提供的一种网络存储设备提高数据读写速度的方法，其中网络存储设备包括硬盘，用于记录多个索引的第一索引表及与每个索引对应的数据，所述方法包括：在网络存储设备的内存中建立第二索引表，用于记录多个索引；即时同步第一索引表与第二索引表；监测用户端的写数据请求；判断第二索引表中是否有与写数据请求相对应的索引；在第二索引表中没有与写数据请求相对应的索引时，将写数据请求中请求的数据存储到内存中，并将与写数据请求中的请求的数据相对应的索引添加到第二索引表中；将写数据请求成功信息回应给用户端；将内存中新增的数据搬移至硬盘中，并将第二索引表中新增的索引同步至第一索引表。

优选的，在第二索引表中有与写数据请求相对应的索引时，将写数据请求中的数据存储到内存中，并更新第二索引表中与写数据请求中的数据相对应的索引；将内存中存储的数据搬移至硬盘中，并将第二索引表中更新的索引同步至第一索引表。

优选的，在网络存储设备处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者内存使用率超过第二预设值时，将内存中的数据按照时间先后顺序搬移至硬盘中。

优选的，在写数据请求中请求的数据大小超过了内存中可用空间时，直接将写数据请求中请求的数据写入硬盘中，并同步更新第一索引表与第二索引表中写数据请求对应的索引。

优选的，在内存中建立标签表，用于记录与内存中实际存储的数据相对应的多个索引；监测到用户端的读数据请求；判断标签表中是否有与读数据请求中请求的数据相对应的索引；在标签表中有与读数据请求中请求的数据相对应的索引时，从内存中读取读数据请求中请求的数据；将读数据请求成功信息回应给用户端。

优选的，在标签表中没有与读数据请求中请求的数据相对应的索引时，依据第二索引表确定读数据请求中请求的数据在硬盘中存储的位置并从位置读取读数据请求中请求的数据。

上述网络存储设备及其提高数据存取速度的方法，将原本存储在硬盘内的数据通过内存作为一个中转站来存储，而在内存中数据存储的速度要比在硬盘中快的多，这样就大大加快了数据存储的速度，提高了用户使用网络存储设备的满意度。

附图说明

图1为本发明网络存储设备一实施方式的应用环境与功能模块图。

图2为本发明网络存储设备中硬盘和内存的关系示意图。

图3为本发明网络存储设备提高数据存取速度的方法之写数据一实施方式的流程图。

图4为本发明网络存储设备提高数据存取速度的方法之写数据另一实施方式的流程图。

图5为本发明网络存储设备提高数据存取速度的方法之读数据一实施方式的流程图。

主要元件符号说明

网络存储设备   10

主机           20

用户端         30

硬盘           110

内存           120

监护模块       130

判断模块       140

数据读写模块   150

数据反馈模块   160

第一索引表     1100

第二索引表     1200

标签表         1202

具体实施方式

参阅图1，所示为本发明网络存储设备10一实施方式的应用环境及功能模块图。在本实施方式中，网络存储设备10与主机20相连，当用户端30在网络存储设备10进行读写数据操作时，网络存储设备10通过主机20***的控制以满足用户端30的需求。网络存储设备10包括硬盘110、内存120、监护模块130、判断模块140、数据读写模块150以及数据反馈模块160。在本实施方式中，网络存储设备10可为网络附接存储器（Network Attached Storage,NAS）。

当网络存储设备10工作时，相对应的主机20***会以守护进程的方式运行文件监护程序，该文件监护程序被用来即时监控用户端30与网络存储设备10之间的数据交互，也就是说即时同步的监测硬盘110和内存120中是否接收到来自用户端30的读写数据请求。

具体而言，当用户端30在网络存储设备10中上传或者下载文件时，也就是在网络存储设备10中进行数据的读写操作时，都会先通过内存120的处理之后再将数据存储到硬盘110中然后回应给用户端30。在本实施方式中，数据都会先存储在内存120中，然后由网络存储设备10中的功能模块将数据存储到硬盘110中，由于数据存储到内存120后便可告知用户端30上传或下载动作已完成，而读写内存的速度相对直接读写硬盘的速度要快得多，这样就加快了网络存储设备10数据读写的速度。

参阅图2，所示为本发明网络存储设备中硬盘110和内存120的关系示意图，其中，硬盘110中包括记录有多个索引的第一索引表1100以及与每个索引相对应的数据，而内存120包括记录有多个索引的第二索引表1200、标签表1202以及与标签表1202内索引相对应的数据。在功能模块的作用下，硬盘110与内存120之间也进行着读写的操作。在本实施方式中，也可不需建立标签表1202。

下面结合图1和图2简单介绍一下本发明实施方式中网络存储设备10是如何处理用户端30的数据读写请求的。

在本实施方式中，监护模块130实时的侦测用户端30的读写数据请求，并且即时的同步第一索引表1100与第二索引表1200。

当监护模块130监测到用户端30的写数据请求时，判断模块140就会首先判断第二索引表1200中是否有与用户端30的写数据请求相对应的索引。

当第二索引表1200中没有与用户端30的写数据请求相对应的索引时，表示内存120中没有存储用户端30写数据请求所请求的数据，也表示此次写数据请求是新增数据，则数据读写模块150将写数据请求对应的索引新增到第二索引表1200中，并将写数据请求中请求的数据存储到内存120中，而数据反馈模块则会将用户端30写数据请求成功信息回应给用户端30。最后，数据读写模块150将内存120中新增的该写数据请求中请求的数据搬移到硬盘110中，同时监护模块130将第二索引表1200中新增的索引同步至第一索引表1100。

当第二索引表1200中有与用户端30的写数据请求相对应的索引时，表示内存120中存储有用户端30写数据请求所请求的数据，也表示此次写数据请求是更新数据，则数据读写模块150更新第二索引表1200中与写数据请求相对应的索引，并将写数据请求中请求的数据存储至内存120中，而数据反馈模块则会将用户端30写数据请求成功信息回应给用户端30。最后，数据读写模块150将内存中更新的该写数据请求中请求的数据搬移到硬盘110中，同时监护模块130将第二索引表1200中更新的索引同步至第一索引表1100。

然而，在监护模块130监测到用户端30写数据请求后，判断模块140还会判断用户端30的写数据请求中所请求的数据大小是否超过内存120的剩余内存容量。当用户端30的写数据请求中所请求的数据大小超过内存120的剩余内存容量时，表示内存120容量不足，则数据读取模块150就直接将写数据请求中请求的数据存储到硬盘110中，同时，监护模块130更新第一索引表1100与第二索引表1200中与写数据请求对应的索引。

最后还有一点值得注意的是，当网络存储设备10处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者内存120使用率超过第二预设值，则表示主机20***与网络存储设备10比较空闲，那么数据读写模块150将内存120中的数据按照时间先后顺序搬移到硬盘中。

当监护模块130监测到用户端30的读数据请求时，判断模块140就会首先判断标签表1202中是否有与用户端30的读数据请求相对应的索引。

当标签表1202中有与用户端30的读数据请求相对应的索引时，数据读写模块150从内存120中读取读数据请求中请求的数据，数据反馈模块160将读数据请求成功信息回应给用户端30。

当标签表1202中没有与用户端30的读数据请求相对应的索引时，数据读写模块150依据第二索引表1200确定读数据请求中请求的数据在硬盘110中的存储位置并从所述位置读取读数据请求中请求的数据，数据反馈模块160将读数据请求成功信息回应给用户端30。

综上可见，在网络存储设备10进行写操作时，均是先写入到内存120中并将成功信息回应给用户端30，这样就大大加快了反馈速度，而用户端30等待的时间也会相应减少，而在网络存储设备10进行读操作时，直接从内存120中读取，速度就要比从硬盘110读取快的多。这样，用户端30的在网络存储设备10进行读写操作时，可以大大加快存取的速度，提高用户满意度。

参阅图3，所示为本发明网络存储设备10提高数据存取速度的方法之写数据一实施方式的流程图。该方法运用在图1的应用环境中，并且通过图1的主机20***与网络存储设备10内的功能模块来执行。当网络存储设备10工作时，相对应的主机20***会以守护进程的方式运行文件监护程序，该文件监护程序被用来即时监控用户端30与网络存储设备10之间的数据交互，也就是说即时同步的监测硬盘110和内存120中是否接收到来自用户端30的读写数据请求。

具体而言，当用户端30在网络存储设备10中上传或者下载文件时，也就是在网络存储设备10中进行数据的读写操作时，都会先通过内存120的处理之后再将数据存储到硬盘110中然后回应给用户端30。在本实施方式中，数据都会先存储在内存120中，然后由网络存储设备10中的功能模块将数据存储到硬盘110中，由于数据存储到内存120后便可告知用户端30上传或下载动作已完成，而读写内存120的速度相对直接读写硬盘110的速度要快得多，这样就加快了网络存储设备10数据读写的速度。

在本实施方式中，用户端30在网络存储设备10进行写数据的过程包括以下步骤。

在步骤S300，在网络储存设备10中的硬盘110和内存120中分别建立第一索引表1100和第二索引表1200。

在步骤S302，监护模块130监测到用户端30的写数据请求。

在步骤S304，判断模块140判断第二索引表1200中是否有与所请求的数据相对应的索引。

在步骤S306，当第二索引表1200中有与所请求的数据相对应的索引时，表示内存120中存储有用户端30写数据请求所请求的数据，也表示此次写数据请求是更新数据，则数据读写模块150更新第二索引表1200中与写数据请求相对应的索引，并将写数据请求中请求的数据存储至内存120中。

在步骤S308，当第二索引表1200中没有与用户端30的写数据请求相对应的索引时，表示内存120中没有存储用户端30写数据请求所请求的数据，也表示此次写数据请求是新增数据，则数据读写模块150将写数据请求对应的索引新增到第二索引表1200中，并将写数据请求中请求的数据存储到内存120中。

在步骤S310，不管是新增数据还是更新数据，数据反馈模块160都会将写数据请求成功信息回应给用户端30。

在步骤S312，数据读写模块150将内存中新增的或者更新的数据搬移到硬盘110中，同时监护模块130也会将第二索引表1200中更新的或者新增的索引同步更新到第一索引表1100中。

以上就是一个完整的用户端30的写数据请求的操作过程，然而，值得注意的是，在本实施方式中，在监护模块130监测到用户端30写数据请求后，判断模块140还会判断用户端30的写数据请求中所请求的数据大小是否超过内存120的剩余内存容量。当用户端30的写数据请求中所请求的数据大小超过内存120的剩余内存容量时，表示内存120容量不足，则数据读取模块150就直接将写数据请求中请求的数据存储到硬盘110中，同时，监护模块130更新第一索引表1100与第二索引表1200中与写数据请求对应的索引。

还有一点值得说的是，在本实施方式中，当网络存储设备10处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者内存120使用率超过第二预设值，则表示主机20***与网络存储设备10比较空闲，那么数据读写模块将内存120中的数据按照时间先后顺序搬移到硬盘110中。

参阅图4，所示为本发明网络存储设备10提高数据存取速度的方法之写数据另一实施方式的流程图。该方法运用在图1的应用环境中，并且通过图1的主机20***与网络存储设备10内的功能模块来执行。在本实施方式中，从步骤S402到步骤S408与图3的S300到步骤S308一样，步骤S410和S412也与S310和S312一样在此不再赘述，不同在于如下。

在步骤S400中，还需在内存120中建立一个标签表。

而在步骤S409，监护模块130将内存120中实际存储的数据相对应的多个索引添加到便签表1202中。

相对于图3而言，图4的实施方式仅仅在于增加了一个标签表以及对于便签表的处理办法。

参阅图5，所述为本发明网络存储设备10提高数据存取速度的方法之读数据一实施方式的流程图。该方法运用在图1的应用环境中，并且通过图1的主机20***与网络存储设备10内的功能模块来执行。当网络存储设备10工作时，相对应的主机20***会以守护进程的方式运行文件监护程序，该文件监护程序被用来即时监控用户端30与网络存储设备10之间的数据交互，也就是说即时同步的监测硬盘110和内存120中是否接收到来自用户端30的读写数据请求。

具体而言，当用户端30在网络存储设备10中上传或者下载文件时，也就是在网络存储设备10中进行数据的读写操作时，都会先通过内存120的处理之后再将数据存储到硬盘110中然后回应给用户端30。在本实施方式中，数据都会先存储在内存120中，然后由网络存储设备10中的功能模块将数据存储到硬盘110中，由于数据存储到内存120后便可告知用户端30上传或下载动作已完成，而读写内存120的速度相对直接读写硬盘110的速度要快得多，这样就加快了网络存储设备10数据读写的速度。

在本实施方式中，用户端30在网络存储设备10进行读数据的过程包括以下步骤。

在步骤S500，在网络存储设备10中的硬盘110和内存120中分别建立第一索引表1100和第二索引表1200，且在内存120中建立一个标签表1202。

在步骤S502，监护模块130监测到用户端30的读数据请求。

在步骤S504，判断模块140判断标签表1202中是否有与读数据请求中请求的数据相对应的索引。

在步骤S506，当标签表1202中有与读数据请求中请求的数据相对应的索引时，则数据读写模块150直接从内存120中读取读数据请求中请求的数据。

在步骤S508，当标签表1202中没有与读数据请求中请求的数据相对应的索引时，数据读写模块150依据第二索引表1200确定读数据请求中请求的数据在硬盘110中的存储位置并从所述位置读取读数据请求中请求的数据。

在步骤S510，无论从内存120还是硬盘110中读取了用户端30所需的数据，数据反馈模块160都会将读数据请求成功信息回应给用户端30。

上述网络存储设备及其提高数据存取速度的方法，将原本存储在硬盘内的数据通过内存作为一个中转站来存储，而在内存中数据存储的速度要比在硬盘中快的多，这样就大大加快了数据存储的速度，提高了用户使用网络存储设备的满意度。

以上是对本发明所提供的一种网络存储设备及其提高数据存取速度的方法进行了详细介绍，本文中应用到了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的发明方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围均会由改变之处，综上所述，本发明内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种网络存储设备，包括硬盘，所述硬盘包括用于记录多个索引的第一索引表及与每个索引对应的数据，其特征在于，所述网络存储设备还包括：

内存，包括用于记录多个索引的第二索引表；

监护模块，用于即时同步所述第一索引表与所述第二索引表，还用于监测用户端的写数据请求；

判断模块，用于判断所述第二索引表中是否有与所述写数据请求相对应的索引；

数据读写模块，用于在所述第二索引表中没有与所述写数据请求相对应的索引时，将所述写数据请求对应的索引新增至所述第二索引表中，并将所述写数据请求中请求的数据存储到所述内存中，还用于将所述内存中新增的数据搬移至所述硬盘中；其中，所述监护模块还用于将所述第二索引表中新增的索引同步至所述第一索引表；及

数据反馈模块，用于将所述写数据请求成功信息回应给所述用户端。

2.如权利要求1所述的网络存储设备，其特征在于，所述数据读写模块还用于在所述第二索引表中有与所述写数据请求相对应的索引时，更新所述第二索引表中所述写数据请求对应的索引，并将所述写数据请求中请求的数据存储到所述内存中，还用于将所述内存中存储的数据搬移至所述硬盘中；其中，所述文件监护模块还用于将所述第二索引表中更新的索引同步至所述第一索引表。

3.如权利要求2所述的网络存储设备，其特征在于，所述数据读写模块还用于在所述网络存储设备处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者所述内存使用率超过第二预设值时，将所述内存中的数据按照时间先后顺序搬移至所述硬盘中。

4.如权利要求1、2或3所述的网络存储设备，其特征在于，所述数据读写模块还用于在所述写数据请求中请求的数据大小超过了所述内存中可用空间时，直接将所述写数据请求中请求的数据写入所述硬盘中；其中所述监测模块还用于同步更新所述第一索引表与所述第二索引表中所述写数据请求对应的索引。

5.如权利要求1所述的网络存储设备，其特征在于，所述内存中还包括标签表，用于记录与所述内存中实际存储的数据相对应的多个索引。

6.如权利要求5所述的网络存储设备，其特征在于，所述监护模块还用于监测所述用户端的读数据请求，所述判断模块还用于判断所述标签表中是否有与所述读数据请求相对应的索引，所述数据读写模块还用于在所述标签表中有与所述读数据请求相对应的索引时，从所述内存中读取所述读数据请求中请求的数据，所述数据反馈模块还用于将所述用户端的读数据请求成功信息回应给所述用户端。

7.如权利要求6所述的网络存储设备，其特征在于，所述数据读写模块还用于在所述标签表中没有与所述读数据请求相对应的索引时，依据所述第二索引表确定所述读数据请求中请求的数据在硬盘中存储的位置并从所述位置读取所述读数据请求中请求的数据。

8.一种网络存储设备提高数据存取速度的方法，其中所述网络存储设备包括硬盘，所述硬盘包括用于记录多个索引的第一索引表及与每个索引对应的数据，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在所述网络存储设备的内存中建立第二索引表，用于记录多个索引；

即时同步所述第一索引表与所述第二索引表；

监测用户端的写数据请求；

判断所述第二索引表中是否有与所述写数据请求相对应的索引；

将与所述写数据请求中的请求的数据相对应的索引添加到所述第二索引表中，并在所述第二索引表中没有与所述写数据请求相对应的索引时，将所述写数据请求中请求的数据存储到所述内存中；

将所述用户端的写数据请求成功信息回应给所述用户端；及

将所述内存中新增的数据搬移至所述硬盘中，并将所述第二索引表中新增的索引同步至所述第一索引表。

9.如权利要求8所述的网络存储设备提高数据存取速度的方法，其特征在于，还包括：

在所述第二索引表中有与所述用户端的写数据请求相对应的索引时，更新所述第二索引表中与所述写数据请求中的数据相对应的索引，并将所述写数据请求中的数据存储到所述内存中；及

将所述内存中存储的数据搬移至所述硬盘中，并将所述第二索引表中更新的索引同步至所述第一索引表。

10.如权利要求9所述的网络存储设备提高数据存取速度的方法，其特征在于，还包括：

在所述网络存储设备处于空闲状态、或者***资源占用率低于第一预设值、或者所述内存使用率超过第二预设值时，将所述内存中的数据按照时间先后顺序搬移至所述硬盘中。

11.如权利要求8、9或10所述的网络存储设备提高数据存取速度的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述写数据请求中请求的数据大小超过了所述内存中可用空间时，直接将所述写数据请求中请求的数据写入所述硬盘中，并同步更新所述第一索引表与所述第二索引表中所述写数据请求对应的索引。

12.如权利要求8所述的网络存储设备提高数据存取速度的方法，其特征在于，还包括：

在所述内存中建立标签表，用于记录与所述内存中实际存储的数据相对应的多个索引；

监测所述用户端的读数据请求；

判断所述标签表中是否有与所述读数据请求中请求的数据相对应的索引；

在所述标签表中有与所述读数据请求中请求的数据相对应的索引时，从所述内存中读取所述读数据请求中请求的数据；及

将所述读数据请求成功信息回应给所述用户端。

13.如权利要求12所述的网络存储设备提高数据存取速度的方法，其特征在于，还包括：

在所述标签表中没有与所述读数据请求中请求的数据相对应的索引时，依据第二索引表确定所述读数据请求中请求的数据在硬盘中存储的位置并从所述位置读取所述读数据请求中请求的数据。