CN110727404A - 一种基于存储端的数据重删方法、设备以及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于存储端的数据重删方法，包括步骤：接收主机端传输的数据；判断存储端的负载利用率是否大于阈值；响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述数据进行重删处理后写入存储磁盘；响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘。本发明还公开了一种计算机设备以及可读存储介质。本发明公开的方法根据存储负载自动选择不同重删方式，既保证了对数据进行重删以节省存储空间，又避免重删带来的存储性能损耗影响高峰时用户业务。

Description

一种基于存储端的数据重删方法、设备以及存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种基于存储端的数据重删方法、设备以及存储介质。
背景技术
数据重删是企业存储进行数据缩减的一个主要技术，重删是将相同数据在存储上只保存一份，这样对于大量冗余的数据通过重删的处理可以节省大量存储空间，为企业节省存储空间，减少存储成本投入。
重删在节省空间的同时对存储性能产生了较大影响，主要体现在，新数据块的写入时额外产生了指纹数据计算、写入、比对和元数据记录映射写入的操作。如何在通过重删节省空间的同时，又能保证存储性能的下降不影响用户的业务，一直是存储重删需要考虑的问题，即在容量空间节省和性能保证之间无法做到均衡。
因此，急需一种数据重删方法。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例的提出一种基于存储端的数据重删方法，包括步骤：
接收主机端传输的数据；
判断存储端的负载利用率是否大于阈值；
响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述数据进行重删处理后写入存储磁盘；
响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘。
在一些实施例中，响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘，进一步包括：
将所述数据标记为未重删后写入所述存储磁盘。
在一些实施例中，还包括：
响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述存储磁盘中标记为未重删的数据进行重删处理。
在一些实施例中，所述重删处理包括：
将待处理数据分成多个数据分块；
计算每一个数据分块的指纹；
依次判断每一个所述指纹是否存在于指纹热数据缓存中；
响应于所述指纹存在于所述指纹热数据缓存中，将与所述存在于所述指纹热数据缓存中的指纹对应的数据分块删除。
在一些实施例中，还包括：
响应于所述指纹不存在于所述指纹热数据缓存中，判断所述指纹是否存在于所述指纹库中；
响应于所述指纹不存在所述指纹库中，将所述不存在所述指纹库中的指纹对应的数据分块写入所述存储磁盘中。
在一些实施例中，还包括：
响应于所述指纹存在所述指纹库中，将与所述存在于所述指纹库中的指纹对应的数据分块删除。
在一些实施例中，还包括：
将存在于所述指纹库中的指纹更新到所述指纹热数据缓存中。
在一些实施例中，将数据分块删除，进一步包括：
获取与所述删除的数据分块相同并已经写入到所述存储磁盘中的数据分块的引用地址；
将所述引用地址写入所述存储磁盘。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如上所述的任一种基于存储端的数据重删方法的步骤。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种基于存储端的数据重删方法的步骤。
本发明具有以下有益技术效果之一：本发明公开的方法根据存储负载自动选择不同重删方式，既保证了对数据进行重删以节省存储空间，又避免重删带来的存储性能损耗影响高峰时用户业务。
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实施例。
图1为本发明的实施例提供的一种基于存储端的数据重删方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种基于存储端的数据重删方法的流程框图；
图3为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；
图4为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
需要说明的是，在本发明实施例中，数据重删指将相同数据在存储上只保存一份，其他的重复数据块保留一个地址引用到这个唯一的存储块。
根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种基于存储端的数据重删方法，如图1所示，其可以包括步骤：S1，接收主机端传输的数据；判断存储端的负载利用率是否大于阈值；S2，响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述数据进行重删处理后写入存储磁盘；S3，响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘。
本发明公开的方法通过判断存储端的负载的利用率大小决定对数据的重删处理方法，当存储端的负载压力较小时，可以选择在线重删的方式直接对数据进行重删处理再落盘，避免数据写入磁盘后再进行重删处理而多一次数据写盘的次数，减少了数据写入次数以减低对磁盘的磨损，当存储端的负载压力较大时，可以选择离线重删的方式先将数据落盘后再负载压力小时进行数据重删处理。这样，不仅能够通过重删节省空间又能保证存储端性能的不下降从而不影响用户的业务。
下面结合图2示出的基于存储端的数据重删方法的流程框图进行详细描述。
首先，接收主机端传输的数据。
具体的，主机端传输的数据可以是IO数据，并且由于传输的待存储IO数据可能存在之前已经重复存储的数据，因此需要对IO数据中重复的数据进行删除处理，以节省大量的存储空间。
接着，需要根据存储端的负载利用率选择不同的重删方法。
需要说明的是，负载利用率可以是CPU或内存的利用率。
在一些实施例中，响应于所述负载利用率小于所述阈值，对所述数据进行重删处理后写入存储磁盘。
具体的，当CPU或内存的利用率小于设定的阈值时，可以选择在线重删的方式，这样不仅避免了存储端性能的下降，还减低了对磁盘的磨损。
在一些实施例中，响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘。
具体的，当CPU或内存的利用率大于设定的阈值时，可以选择离线重删的方式，这样避免在存储端的负载压力大的情况下进一步对性能的占用导致影响正常业务。
在一些实施例中，响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘，进一步包括：将所述数据标记为未重删后写入所述存储磁盘。根据一些进一步的实施例，响应于所述负载利用率不大于于所述阈值，对所述存储磁盘中标记为未重删的数据进行重删处理。
具体的，由于存储端的负载压力原因导致主机传输的数据并未进行重删处理直接存储到磁盘中，因此为了能够与已经进行过重删的数据进行区分，可以对数据进行标记后再写入磁盘中，然后在负载压力小时，在对磁盘中标记为未重删的数据进行重删处理。
需要说明的是，无论是在线重删还是离线重删，对数据重删的处理方法相同，区别仅在于处理的时机不同。
在一些实施例中，如图2所示，在对数据进行重删处理时，需要先将待处理数据(例如所述主机端传输的数据或所述标记为未重删的数据)分成多个数据分块，然后计算每一个数据分块的指纹，接着依次判断每一个所述指纹是否存在于指纹热数据缓存中，最后响应于所述指纹存在于所述指纹热数据缓存中，将与所述存在于所述指纹热数据缓存中的指纹对应的数据分块删除。
具体的，主机传输的数据块较大，因此需要先将其分成多个较小的数据分块，然后计算每一个数据分块的指纹，将每个分块数据计算的指纹优先与缓存中的指纹库热数据进行比对，若比对成功则将该数据块删除。
需要说明的是，可以利用MD5算法计算数据分块的指纹，另外，在在线重删中，是直接将主机写入的实时IO数据分成多个较小的数据分块，在离线重删中，则是将从磁盘扫描的未进行重删处理的数据分成多个较小的数据分块。
在一些实施例中，如图2所示，若响应于所述指纹不存在于所述指纹热数据缓存中，判断所述指纹是否存在于所述指纹库中；响应于所述指纹不存在所述指纹库中，将所述不存在所述指纹库中的指纹对应的数据分块写入所述存储磁盘中；响应于所述指纹存在所述指纹库中，将与所述存在于所述指纹库中的指纹对应的数据分块删除，同时将存在于所述指纹库中的指纹更新到所述指纹热数据缓存中。
具体的，若热数据比对失败,指纹未在热数据缓存中，则从指纹库中搜索比对，比对成功后则将该数据分块删除，并将指纹数据更新到指纹热数据缓存中，若比对失败则该指纹未存在于当前指纹库中，记录该数据分块的指纹数据到指纹库，并更新该指纹数据到指纹热数据缓存中，将数据分块写入存储磁盘中，同时记录该数据分块的地址。
需要说明的是，在进行指纹计算比对时，将指纹库的热数据保存到缓存中，可以加速指纹比对速度。
在一些实施例中，无论是在线重删还是离线重删，在对数据分块删除时，需要获取与所述删除的数据分块相同并且已经写入到所述存储磁盘中的数据分块的引用地址，然后将所述引用地址写入所述存储磁盘，同时更新引用次数。
本发明提出的方法，可以根据存储端的实时负载情况，自动选择在线重删或离线重删处理方式，在线重删时主机写入的数据在内存中完成重删后直接写入磁盘，避免数据写入磁盘后再进行重删处理而多一次数据写盘的次数，减少磁盘磨损。离线重删时选择在存储端的负载小于设定的存储性能阈值时后台执行，避开存储端的负载高峰期。通过在线重删和离线重删两种方式的结合，既保证了对数据进行重删以节省存储空间，又保证了重删处理不影响存储端对外提供服务的性能。另外，在重删处理过程中采用指纹热数据缓存比对的方法，相较于直接从磁盘搜索指纹库数据进行比对，可加速比对处理速度，进而提高重删效率。
根据本发明的实施例，还提供了一种***，其可以包括负载实时监测模块、未重删数据标记与扫描模块、指纹热数据比对更新模块、指纹库管理模块、数据重删模块。
具体的，负载实时监测模块用于监测当前存储负载(cpu/内存利用率)情况；未重删数据标记与扫描模块用于标记写入磁盘未进行重删的数据和从磁盘中找到未进行重删的数据；指纹热数据比对更新模块用于在数据重删处理过程中将指纹库中的热数据识别更新到缓存中，并与重删数据块的指纹进行比对；指纹库管理模块用于在存储进行重删时，将分块数据的指纹记录到指纹库，并支持指纹库指纹搜索比对；数据重删模块用于根据负载实时监测模块监测的负载情况选择开启在线重删还是离线重删。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图3所示，本发明的实施例还提供了一种计算机设备501，包括：
至少一个处理器520；以及
存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种基于存储端的数据重删方法的步骤。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图4所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序指令610，计算机程序指令610被处理器执行时执行如上的任一种基于存储端的数据重删方法的步骤。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，典型地，本发明实施例公开的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及***单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个***的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于存储端的数据重删方法，包括步骤：
接收主机端传输的数据；
判断存储端的负载利用率是否大于阈值；
响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述数据进行重删处理后写入存储磁盘；
响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述负载利用率大于所述阈值，将所述数据直接写入所述存储磁盘，进一步包括：
将所述数据标记为未重删后写入所述存储磁盘。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述负载利用率不大于所述阈值，对所述存储磁盘中标记为未重删的数据进行重删处理。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述重删处理包括：
将待处理数据分成多个数据分块；
计算每一个数据分块的指纹；
依次判断每一个所述指纹是否存在于指纹热数据缓存中；
响应于所述指纹存在于所述指纹热数据缓存中，将与所述存在于所述指纹热数据缓存中的指纹对应的数据分块删除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述指纹不存在于所述指纹热数据缓存中，判断所述指纹是否存在于所述指纹库中；
响应于所述指纹不存在所述指纹库中，将所述不存在所述指纹库中的指纹对应的数据分块写入所述存储磁盘中。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述指纹存在所述指纹库中，将与所述存在于所述指纹库中的指纹对应的数据分块删除。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
将存在于所述指纹库中的所述指纹更新到所述指纹热数据缓存中。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将数据分块删除，进一步包括：
获取与所述删除的数据分块相同并已经写入到所述存储磁盘中的数据分块的引用地址；
将所述引用地址写入所述存储磁盘。
9.一种计算机设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1-8任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时执行权利要求1-8任意一项所述的方法的步骤。
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