專利名稱：一種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法
技術領域：
本發明涉及存儲技術領域，特別涉及一種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記 錄方法。
背景技術：
隨著信息時代的不斷發展，信息的容量成指數級增長，對存儲資源的需求越來越 大。在傳統的存儲管理中是預先估計存儲資源的需求，然后劃分邏輯卷給用戶使用。然而 這種存儲資源的需求估計往往超出實際使用的需求容量，導致了存儲資源的浪費，提高了 存儲成本。對此，人們開發了自動精簡配置技術，即按照實際使用進行分配物理存儲空間，隨 著用戶寫入的數據越來越多，實際存儲空間逐漸自動增加，從而有效提高了存儲資源的利用率。但是對于自動精簡配置的引入，另一個問題逐漸顯現，即邏輯區段和物理區段之 間映射關系的的記錄問題。圖1是現有技術的邏輯區段和物理區段之間映射關系的的描述方法示意圖。如 圖ι所示，一個存儲系統由3個磁盤陣列(RAID0、1、2)構成一個存儲資源池(SP，Storage Pool)，LVO和LVl是基于SP創建的兩個邏輯卷(LV)。SP按照設定的存儲粒度大小劃分為多 個物理區段(PEJhysical Extent)。LV也由與存儲粒度大小一致的邏輯區段(LE，Logical Extent)組成，其中LVO采用了自動精簡配置，因此SP分配給LVO的實際空間小于其申請的 空間(斜線覆蓋部分為已申請但未分配給LVO的空間)。LVl未采用自動精簡配置，因此不 存在已申請但未分配的空間。對于圖1所示的方法，記錄磁盤的配置情況時，需要使用一個位圖表(PEBitmap) 描述PE是否被占用，其中“1”表示對應的PE已分配給LV，0表示空閑。同時，在PE分配結 束后，對于LV也需要記錄一個映射表，用于記錄LE與PE之間的映射關系，每個LE中的數 字表示其對應的PE的編號，如LVO的第1個LE中的數字為“0”表示其對應存儲池編號為 “0”的PE，同理第2個LE對應存儲池編號為“6”的PE，第3個LE對應存儲池編號為“7”的 PE。由于采用位圖表的方式描述PE是否被占用時，位圖表的大小與SP的容量和存儲 粒度相關，在存儲粒度一定的情況下，SP越大，位圖表的數據量越大，在SP容量一定的情況 下，存儲粒度越小，位圖表的數據量也越大。同樣，記錄LE和PE映射關系的映射表，也與LV 的容量和存儲粒度相關，在存儲粒度一定的情況下，SP越大，記錄LE和PE映射關系的映射 表的數據量越大，在SP容量一定的情況下，存儲粒度越小，記錄LE和PE映射關系的映射表 的數據量也越大。因此，在現有技術中，隨著磁盤存儲容量的增加，用于記錄LE和PE映射關系等邏 輯區段和物理區段之間映射關系的的數據量將會越來越大，所需要的內存空間越來越大， 而受限于內存空間大小，目前記錄LE和PE映射關系的方法往往無法適應采用較低存儲粒度的存儲系統。另外，由于自動精簡配置技術需要隨實際需求空間的增加而為LV分配具體 的PE，當一個SP存在多個采用自動精簡配置的LV，且同時有IO讀寫時，可能會導致分配LE 對應的PE時，之間映射關系時散列，而不是連續的，造成IO性能降低。
發明內容
本發明實施例提供一種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，能夠減少 用于記錄邏輯區段和物理區段之間映射關系的數據量。為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的由上述的技術方案可見，本發明的這種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄 方法，采用段Gegment)的描述方式記錄LE和PE的映射關系，該段描述方式與SP容量和 LV容量無關，可以大大降低用于記錄LE和PE的映射關系的數據量，減少內存占用，進而在 有限的內存情況下，可以降低存儲粒度，提高存儲資源的使用效率。另外，本發明進一步通 過缺失預分配，使當采用自動精簡配置的多個LV同時發生讀寫缺失時(需要使用到已申請 但尚未實際分配的PE)，減少LE與PE之間映射關系的散列現象，提高了 IO性能，并進一步 減少由映射散列引起的記錄LE和PE的映射關系時所需數據量的增加。
圖1為現有邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法示意圖；圖2為本發明實施例的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發明進一步詳細說明。本發明主要是采用段的描述方式記錄LE和PE的映射關系，對于分配給LV的PE， 采用LE起始位置、PE起始位置和長度三個參數組成的段進行記錄，使得當采用自動精簡配 置為LV追加分配PE時，若連續分配則只須改變已記錄的段長度參數，不需要增加段的數 量，如果不連續分配，則可以通過增加段的數量進行記錄，使得記錄LE和PE的映射關系所 需數據量與SP容量、LV容量無關，只與PE與LE對應關系的連續性相關，由于追加分配的 PE —般都是連續的或者部分連續的，所以記錄LE和PE的映射關系所需數據量的增加很少， 大大小于現有方式。尤其在大容量存儲系統中，對于減少記錄LE和PE的映射關系的數據 量的效果特別明顯。圖2為本發明是實施例的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法示意圖； 如圖2所示，一個存儲系統由3個磁盤陣列(RAID0、1、2)構成一個SP，LVO和LVl是基于SP 創建的LV。SP按照設定的存儲粒度大小劃分為多個PE。其中LVO采用了自動精簡配置，其 中編號0、6、7的PE已分配給了 LV0，而斜線覆蓋部分為已申請但未分配給LVO的空間，存儲 系統會隨著數據的存儲需求的增加，將具體PE逐漸分配給這部分空間。LVl未采用自動精 簡配置，編號1 5的PE已分配給了 LVl。對于LVO，PE分配結束后，由于當前SP中只分配了 3個PE給LV0，這3個PE分為 兩個連續的部分，編號0的PE對應編號0的LE，編號6和7的兩個PE對應編號1、2的兩個LE，所以使用本發明實施例的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，可以使用 兩個段來記錄LE與PE的映射情況，一個段的段描述中的LE起始位置為0，PE起始位置為 0，長度為1，另一個段的段描述中LE的起始位置為1，PE起始位置為6，長度為2。不管給 LV分配的PE有多少，PE分為多少個連續的部分，都可以以段為單位來記錄。當發生讀寫缺失時，SP如果能夠按照PE的順序連續分配空閑PE給LV，則記錄的 段的數量不需要增加，而只需增加已記錄的段中的長度參數即可。這樣大大減少了記錄PE 與LE之間映射關系所需的數據量。當然，在具體記錄時，段中包含用于表示LE起始位置的參數、用于表示PE起始位 置的參數，以及用于表示段長度的參數的具體名稱任意。對于LV1，PE分配結束后，由于分配的PE全部連續，所以只需用一個段來記錄，其 段描述中，LE起始位置為0，PE起始位置為1，長度為5。這也比現有的記錄方法所需數據量小。另外，為了保證在多個具有自動精簡配置的LV同時發生讀寫缺失時，盡可能保證 分配給LV的空閑PE的連續性，可以采用預分配空閑PE的方法，如圖2所示，被豎線覆蓋的 部分為預分配給LVO的PE，在進行PE分配時，當分配給LVO的最后一個空閑PE，即編號為 7的空閑PE分配給LVO時，將7號PE后面連續兩個空閑PE，即8、9號空閑PE預留給LV0。 此時，這樣當LVO發生讀寫缺失時，可以優先把預留的空閑PE分配給LV0，從而保證分配給 LVO的PE的連續性，減少LE與PE映射關系的散列現象。如果LVO以外的其他LV發生讀寫 缺失，而SP中空閑的PE已耗盡時，再把預留的空閑PE分配給其他LV。當然，具體預留多少PE給采用自動精簡配置的LV，可以根據SP中剩余的空閑PE 的數量確定，隨剩余空閑PE的數量減少而減少，也可以采用固定的預留數量，具體數量任 意，但至少兩個，否則談不上連續。如果分配給LV的最后一個空閑PE之后沒有連續的空閑 PE，則可以不進行預留的操作，上述預分配方法由于減少了 LE與PE對應關系的散列現象，即可以提高存儲系統 的IO讀寫性能，也能夠進一步減少記錄LE與PE映射關系時所需數據量。由上述的實施例可見，本發明的這種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方 法，采用段的描述方式記錄LE和PE的映射關系，該段描述方式與SP容量和LV容量無關， 可以大大降低用于記錄LE和PE的映射關系的數據量，減少內存占用，進而在有限的內存情 況下，可以降低存儲粒度，提高存儲資源的使用效率。另外，本發明進一步通過缺失預分配， 使當采用自動精簡配置的多個LV同時發生讀寫缺失時，減少LE與PE之間映射關系的散列 現象，提高了 IO性能，并進一步減少由映射散列引起的記錄LE和PE的映射關系時所需數 據量的增加。
權利要求
1.一種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，其特征在于，該方法包括物理區段PE分配結束后，以段為單位記錄采用自動精簡配置的邏輯卷LV的邏輯區段 LE和物理區段PE的映射關系；其中，所述段中包含用于表示LE起始位置的參數、用于表示PE起始位置的參數，以及 用于表示段長度的參數。
2.如權利要求1所述的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，其特征在于， 該方法進一步包括PE分配結束后，以段為單位記錄未采用自動精簡配置的LV的LE和PE的映射關系；其中，所述段中包含用于表示LE起始位置的參數、用于表示PE起始位置的參數，以及 用于表示段長度的參數。
3.如權利要求1所述的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，其特征在于， 該方法進一步包括在所述PE分配結束前，將實際分配給采用自動精簡配置的LV的最后一個空閑PE之后 的至少兩個連續的空閑PE預留給該LV。
4.如權利要求3所述的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，其特征在于， 該方法進一步包括當所述采用自動精簡配置的LV發生讀寫缺失時，將所述預留的空閑PE分配給所述采 用自動精簡配置的LV ；并在所述PE分配結束后，修改所述用于表示段長度的參數。
5.如權利要求3所述的邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，其特征在于， 該方法進一步包括在所述PE分配結束前，若實際分配給采用自動精簡配置的LV的最后一個空閑PE之后 不存在至少兩個連續的空閑PE，則不執行所述的預留操作。
全文摘要
本發明公開了一種邏輯區段和物理區段之間映射關系的記錄方法，該方法包括物理區段PE分配結束后，以段為單位記錄采用自動精簡配置的邏輯卷LV的邏輯區段LE和物理區段PE的映射關系；其中，所述段中包含用于表示LE起始位置的參數、用于表示PE起始位置的參數，以及用于表示段長度的參數。該方法采用段的描述方式記錄LE和PE的映射關系，該描述方式與SP容量和LV容量無關，可以大大降低用于記錄LE和PE的映射關系的數據量。
文檔編號G06F12/06GK102063383SQ201010618368
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者鄒波 申請人:云海創想信息技術(北京)有限公司, 深圳市創新科信息技術有限公司