[发明专利]混合存储系统及热点数据块的迁移方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种混合存储系统及热点数据块的迁移方法。

背景技术

机械硬盘作为一种传统普通硬盘，主要由：盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器和接口等几个部分组成。机械硬盘具有的优点为成本低廉、容量大；但缺点为：数据访问速度较慢。

针对机械硬盘具有的数据访问速度较慢的缺点，目前，SSD(Solid State Disk，固态硬盘)作为一种具有快速的数据访问速度的硬盘，已逐渐应用于计算机中。虽然SSD的数据访问速度较快，但与机械硬盘相比，具有成本高、容量小的缺点，由此限制了SSD的广泛推广使用。

因此，如何设计出一种同时具有机械硬盘和SSD优点的存储系统，从而在降低存储设备成本的同时，提高存储设备的数据访问速度，是目前亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种混合存储系统及热点数据块的迁移方法，通过SSD缓存机械硬盘中的热点数据块，有效提高了SSD的利用率和混合存储系统的性能，同时，降低了混合存储系统的成本。

本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种混合存储系统，包括：至少一个固态硬盘SSD、至少一个机械硬盘以及控制模块；所述控制模块用于将所述机械硬盘中的热点数据块迁移到所述SSD，以及，将所述SSD中的非热点数据块迁移到所述机械硬盘，其中，所述混合存储系统中一共有H个数据块，将所述H个数据块按被访问频率由高到低排列，所述热点数据块为被访问频率位于前M的数据块，所述非热点数据块为被访问频率位于后N的数据块，其中，H≥M，H≥N。

本发明还提供一种应用上述混合存储系统的热点数据块的迁移方法，所述控制模块包括：热点数据块区分模块、请求分发模块、迁移触发模块和数据块迁移模块，所述热点数据块的迁移方法包括以下步骤：

S1，所述热点数据块区分模块创建并维护第一映射表和第二映射表，其中，所述第一映射表用于记录与所述SSD或所述机械硬盘中每一个数据块对应的元素；所述第二映射表用于记录与所述SSD或所述机械硬盘中的每一个热点数据块对应的元素；其中，所述元素用于记录与该元素对应的数据块的被访问信息；所述被访问信息包括：热度值；

当所述热点数据块区分模块每次接收到目标数据块的访问请求时，均更新所述第一映射表和所述第二映射表，然后将该目标数据块的访问请求发送给所述请求分发模块；

S2，所述请求分发模块判断所述SSD中是否已存在所述目标数据块，如果判断结果为是，则将该目标数据块的访问请求发送给所述SSD中的所述目标数据块，否则，将该目标数据块的访问请求发送给所述机械硬盘中的所述目标数据块；同时，更新与所述目标数据块对应的失效次数值，其中，所述失效次数值为将该目标数据块的访问请求发送给所述机械硬盘中的所述目标数据块的次数；

S3，所述迁移触发模块获取S1中与所述目标数据块对应的所述元素中记录的热度值以及S2中所述失效次数值，判断是否达到迁移触发条件，如果达到，则向所述数据块迁移模块发出数据块迁移指令；

S4，所述数据块迁移模块接收到所述数据块迁移指令时，将所述SSD中的非热点数据块迁移到所述机械硬盘中，或，将所述机械硬盘中的热点数据块迁移到所述SSD中。

优选的，所述第一映射表和所述第二映射表采用索引结构的形式存储元素；其中，所述第一映射表采用基树和/或B树和/或红黑树的索引结构，其中，其索引关键字为所述元素对应的数据块在机械硬盘上的逻辑地址；所述第二映射表采用B+树索引结构，其索引关键字为所述元素中记录的所述热度值。优选的，S1中，当所述热点数据块区分模块每次接收到目标数据块的访问请求时，均更新所述第一映射表，具体为：当接收到所述目标数据块的访问请求时，查找预先建立的第一映射表，判断所述第一映射表中是否已记录与所述目标数据块唯一对应的目标元素，如果判断结果为是，则更新所述目标元素；如果判断结果为否，则向所述第一映射表中增加与所述目标数据块唯一对应的所述目标元素；