CN106354437A - 一种分层存储的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分层存储的控制方法，该方法包括根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；建立虚拟设备中的虚拟地址与各存储设备的物理地址的映射关系；依据虚拟设备接收到的IO请求统计各存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；周期性地将访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。由此可见，本方法能够根据数据的访问次数等因素确定该数据迁移至对应的存储设备，该控制方法更为合理。此外，本发明还公开了一种分层存储的控制装置，效果如上所述。

Description

一种分层存储的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种分层存储的控制方法及装置。
背景技术
在当今云计算、大数据的大背景下，数据量增长速度越来越快，对于存储设备提出了更高的要求，同时也带来管理的难度与瓶颈。如今，存储设备的种类更加多样，采用不同存储介质和接口的存储设备的性能出现了很大差异。例如，存储设备按照读取速度由低到高读取可以分为三层，最高层(固态硬盘)、中层(机械硬盘)、最低层(磁带)。
现有技术中，根据用户的存储需求将数据存储至相应的存储设备中，但是，由于数据具有实效性，在不同的时期存在的意义也不同，同时用户对于数据的访问频率也有较大区别。对于访问频率较高的数据，如果存储在机械硬盘中，则每次读取时，不仅读取速度较慢，而且会消耗较多的时间；对于访问频率较低的数据，如果存储在固态硬盘中，虽然读取速度较快，但是占用了固态硬盘的存储空间，导致读取频率较高的数据无法获得较快的读取速度。
由此可见，如何根据数据的特性进行合理存储是本领域技术人员亟待解决地问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种分层存储的控制方法及装置，用于根据数据的特性进行合理存储。
为解决上述技术问题，本发明提供一种分层存储的控制方法，包括：
根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，所述创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；
建立所述虚拟设备中的虚拟地址与各所述存储设备的物理地址的映射关系；
依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；
周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
优选地，所述属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。
优选地，所述依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数具体为：
依据所述映射关系查找所述IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及所述逻辑单元内的偏移量；
统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
优选地，所述周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当结算结果符合预定要求则将相应的数据进行迁移具体包括：
获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
将所述访问次数、所述重要级别参数、所述存储空间值、所述年龄进行加权计算；
对计算结果进行排序；
将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
优选地，当按照从大到小的顺序排序时，所述将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层；
若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
优选地，当按照从小到大的顺序排序时，所述将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层。
为解决上述技术问题，本发明提供一种分层存储的控制装置，包括：
虚拟设备创建模块，用于根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，所述创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；
映射关系建立模块，用于建立所述虚拟设备中的虚拟地址与各所述存储设备的物理地址的映射关系；
访问次数统计模块，用于依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；
数据迁移模块，用于周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
优选地，所述属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。
优选地，所述访问次数统计模块具体包括：
查找单元，用于依据所述映射关系查找所述IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及所述逻辑单元内的偏移量；
统计单元，用于统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
优选地，所述数据迁移模块具体包括：
获取单元，用于获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
计算单元，用于将所述访问次数、所述重要级别参数、所述存储空间值、所述年龄进行加权计算；
排序单元，用于对计算结果进行排序；
迁移单元，用于将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
本发明所提供的分层存储的控制方法及装置，首先建立虚拟设备中虚拟地址与存储设备的物理地址的映射关系，使得在虚拟设备接收到IO请求时，能够根据虚拟地址找到对应的物理地址，从而找到对应的存储设备以进行访问。然后统计各个逻辑单元的访问次数，以访问次数作为预定数据迁移公式的计算变量进行结算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。由此可见，本方法能够根据数据的访问次数等因素确定该数据迁移至对应的存储设备，该控制方法更为合理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种分层存储的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种分层存储的控制装置的结构图。
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，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种分层存储的控制方法及装置。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种分层存储的控制方法的流程图。如图1所示，分层存储的控制方法包括以下步骤：
S10：根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数。
本步骤中，创建虚拟设备的目的是为了把不同类型的存储设备合在一起对上层当做一个设备无差别使用。需要说明的是，属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。可以理解的是，属性参数除了上述两个外，还可以包含其它的参数，并不代表只有这两个参数。
S11：建立虚拟设备中的虚拟地址与各存储设备的物理地址的映射关系。
由于虚拟设备直接接收IO请求，因此，我们需要建立虚拟设备和存储设备的映射关系，即通过虚拟设备就可以找到对应的存储设备。
S12：依据虚拟设备接收到的IO请求统计各存储设备中包含的逻辑单元的访问次数。
在运行过程中，用户不断的产生IO请求，每个IO请求可以是访问相同存储设备中的相同的逻辑单元，也可以是不同的逻辑单元，或者是访问不同的存储设备中的逻辑单元，本步骤中依据每个IO请求统计各逻辑单元的访问次数。需要说明的是，这里的逻辑单元的划分可以按照extent或block等级别来划分。例如，作为优选地，可以采用extent级别作为划分依据，则这里的逻辑单元就是一个extent。
S13：周期性地将访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
这里周期可以根据实际情况设定，例如根据IO请求的频率设定，本实施例不再限定。另外，周期的计时可以采用定时器驱动。本步骤中，预定数据迁移公式中可以包含多个计算变量，其中一项就是访问次数，换句话说，预定数据迁移公式中可以只包含访问次数这一个计算变量，或者是可以包含访问次数以及其它计算变量。如果只包含访问次数一个计算变量的话，则数据迁移的约束条件就较少，但是在具体实施中，虽然有的数据的访问次数较多，但是其重要级，或者需要的存储空间较大，则如果将其迁移到高性能存储设备(固态硬盘)则造成固态硬盘存储空间较为紧张。基于上述考虑，作为一种优选地实施方式，步骤S13具体包括：
获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
将访问次数、重要级别参数、存储空间值、年龄进行加权计算；
对计算结果进行排序；
将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
可以理解地是，该优选地实施方式中将增加了重要级别参数、存储空间值、年龄这些计算变量，使得数据迁移更加合理。另外，每个计算变量的权重所占的比例可以根据实际情况设定，例如，可以给访问次数的权重设定为70％，重要级别参数、存储空间值、年龄的权重均为10％。
本实施例提供的分层存储的控制方法，首先建立虚拟设备中虚拟地址与存储设备的物理地址的映射关系，使得在虚拟设备接收到IO请求时，能够根据虚拟地址找到对应的物理地址，从而找到对应的存储设备以进行访问。然后统计各个逻辑单元的访问次数，以访问次数作为预定数据迁移公式的计算变量进行结算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。由此可见，本方法能够根据数据的访问次数等因素确定该数据迁移至对应的存储设备，该控制方法更为合理。
在上述实施例的基础上，依据虚拟设备接收到的IO请求统计各存储设备中包含的逻辑单元的访问次数具体为：
依据映射关系查找IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及逻辑单元内的偏移量；
统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
本实施例中，与上述实施例相同的部分不再赘述，这里只说明如何统计各个逻辑单元的访问次数。由于建立的映射关系，因此，可以通过虚拟地址查找到存储设备的物理地址，进而找到对应的逻辑单元，以及逻辑单元内的偏移量。然后，统计该逻辑单元的访问次数。因为，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1，因此，如果一个逻辑单元访问了10次，则其访问次数的统计结果就是10。
在上述实施例的基础上，当按照从大到小的顺序排序时，将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若前N个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层；
若后M个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
本实施例中，与上述实施例相同的部分不再赘述，这里只说明如何排序以及如何处理排序结果。在步骤S13中得到了计算结果，需要说明的是，计算结果较大的逻辑单元相对于计算结果较小的逻辑单元更有迁移的必要。因此，当按照从大到小的顺序排序时，排序结果中的前N个对应的逻辑单元中的数据迁移到高性能存储设备，排序结果中的后M个对应的逻辑单元中的数据迁移到低性能存储设备。需要说明的是，高新能存储设备和低性能存储设备是相对应的，如果存储设备按照等级分为最高层，中间层和最底层的话，则最高层与中间层相比，最高层就是高新能存储设备，中间层就是低性能存储设备，中间层与最低层相比，中间层就是高新能存储设备，最低层就是低性能存储设备。另外，N和M可以相同，也可以不同。
在上述实施例的基础上，当按照从小到大的顺序排序时，将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若前N个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
若后M个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层。
本实施例中，与上述实施例相同的部分不再赘述，这里只说明如何排序以及如何处理排序结果。在步骤S13中得到了计算结果，需要说明的是，计算结果较大的逻辑单元相对于计算结果较小的逻辑单元更有迁移的必要。因此，当按照从小到大的顺序排序时，排序结果中的前N个对应的逻辑单元中的数据迁移到低性能存储设备，排序结果中的后M个对应的逻辑单元中的数据迁移到高性能存储设备。需要说明的是，高新能存储设备和低性能存储设备是相对应的，如果存储设备按照等级分为最高层，中间层和最底层的话，则最高层与中间层相比，最高层就是高新能存储设备，中间层就是低性能存储设备，中间层与最低层相比，中间层就是高新能存储设备，最低层就是低性能存储设备。另外，N和M可以相同，也可以不同。
图2为本发明实施例提供的一种分层存储的控制装置的结构图。如图2所示，分层存储的控制装置包括：
虚拟设备创建模块10，用于根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；
映射关系建立模块11，用于建立虚拟设备中的虚拟地址与各存储设备的物理地址的映射关系；
访问次数统计模块12，用于依据虚拟设备接收到的IO请求统计各存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；
数据迁移模块13，用于周期性地将访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
本实施例提供的分层存储的控制装置，首先建立虚拟设备中虚拟地址与存储设备的物理地址的映射关系，使得在虚拟设备接收到IO请求时，能够根据虚拟地址找到对应的物理地址，从而找到对应的存储设备以进行访问。然后统计各个逻辑单元的访问次数，以访问次数作为预定数据迁移公式的计算变量进行结算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。由此可见，本装置能够根据数据的访问次数等因素确定该数据迁移至对应的存储设备，该控制装置更为合理。
作为优选地实施方式，属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。
作为优选地实施方式，访问次数统计模块具体包括：
查找单元，用于依据映射关系查找IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及逻辑单元内的偏移量；
统计单元，用于统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
作为优选地实施方式，数据迁移模块具体包括：
获取单元，用于获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
计算单元，用于将访问次数、重要级别参数、存储空间值、年龄进行加权计算；
排序单元，用于对计算结果进行排序；
迁移单元，用于将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
以上对本发明所提供的分层存储的控制方法及装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (10)

1.一种分层存储的控制方法，其特征在于，包括：
根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，所述创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；
建立所述虚拟设备中的虚拟地址与各所述存储设备的物理地址的映射关系；
依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；
周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
2.根据权利要求1所述的分层存储的控制方法，其特征在于，所述属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。
3.根据权利要求2所述的分层存储的控制方法，其特征在于，所述依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数具体为：
依据所述映射关系查找所述IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及所述逻辑单元内的偏移量；
统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
4.根据权利要求1所述的分层存储的控制方法，其特征在于，所述周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当结算结果符合预定要求则将相应的数据进行迁移具体包括：
获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
将所述访问次数、所述重要级别参数、所述存储空间值、所述年龄进行加权计算；
对计算结果进行排序；
将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
5.根据权利要求4所述的分层存储的控制方法，其特征在于，当按照从大到小的顺序排序时，所述将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层；
若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
6.根据权利要求4所述的分层存储的控制方法，其特征在于，当按照从小到大的顺序排序时，所述将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移具体为：
若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于最高层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最低层。
若所述后M个对应的逻辑单元的数据处于最低层，则将对应的数据迁移至中间层，若所述前N个对应的逻辑单元的数据处于中间层，则将对应的数据迁移至最高层。
7.一种分层存储的控制装置，其特征在于，包括：
虚拟设备创建模块，用于根据用户发送的创建虚拟设备的请求创建虚拟设备，所述创建虚拟设备的请求包含各存储设备的属性参数；
映射关系建立模块，用于建立所述虚拟设备中的虚拟地址与各所述存储设备的物理地址的映射关系；
访问次数统计模块，用于依据所述虚拟设备接收到的IO请求统计各所述存储设备中包含的逻辑单元的访问次数；
数据迁移模块，用于周期性地将所述访问次数带入预定数据迁移公式中计算，当计算结果符合预定要求时将相应的数据进行迁移。
8.根据权利要求7所述的分层存储的控制装置，其特征在于，所述属性参数具体包括设备名称，磁盘存储空间。
9.根据权利要求8所述的分层存储的控制装置，其特征在于，所述访问次数统计模块具体包括：
查找单元，用于依据所述映射关系查找所述IO请求对应的存储设备的逻辑单元，以及所述逻辑单元内的偏移量；
统计单元，用于统计对应的逻辑单元的访问次数；
其中，每访问一次，则对应的逻辑单元的访问次数加1。
10.根据权利要求7所述的分层存储的控制装置，其特征在于，所述数据迁移模块具体包括：
获取单元，用于获取对应的逻辑单元的重要级别参数、存储空间值、年龄；
计算单元，用于将所述访问次数、所述重要级别参数、所述存储空间值、所述年龄进行加权计算；
排序单元，用于对计算结果进行排序；
迁移单元，用于将排序结果中的前N个和后M个对应的逻辑单元的数据迁移；
其中，N和M为正整数。
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