[发明专利]控制存储设备机群磨损均衡的方法及设备

说明书

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种控制存储设备机群磨损均衡的方法及设备。

背景技术

闪存（Flash）存储器具有非易失性、固态性、体积小、重量轻、抗震动、高性能和低能耗等特点。随着嵌入式技术发展，Flash应用越来越广泛。由于Flash存储器具有擦除次数有限、先擦后写的特点，导致其使用寿命有限。因此，在不影响正常使用的情况下，如何延长Flash存储器的使用寿命，成为目前的一个研究热点。

在对Flash存储器进行擦写管理时，会建立一张逻辑扇区映射到物理扇区的文件分区表。将文件分区表写入固定的物理扇区，以便快速读写数据。由于每次擦写数据都会修改文件区表所在的扇区，导致文件分区表所在的扇区不断的被擦写，会在较短的时间内造成该物理扇区损坏，甚至导致全部存储数据丢失。此外，对普通文件进行擦写时按照文件分区表来分配，未对扇区的使用频率做评估，导致文件分区表中靠前的物理扇区使用频率将大大超过靠后的部分。因此，导致Flash存储器磨损不均衡，降低了Flash存储器的使用寿命。

目前的磨损均衡方法中，将同一逻辑地址映射到不同的物理地址，从而保证写入或擦除操作遍历整个Flash扇区。该算法核心思想是将新数据写到擦除次数最少的空闲Flash扇区中。具体地，将Flash存储器的物理单元块的操作状态标记为四种：空闲块，该块已被擦除，块中所有页面为空闲状态，可写入数据；干净块，该块已进行写入数据操作，并且写入数据完全有效；脏块，对该块进行写入数据操作失败，可对其进行擦除，使其成为空闲块；坏块，该块只能读取数据，无法再次写入数据，应当丢弃。

对应以上四种操作状态标记，分别设置四个状态列，各列均采用链表方式对各物理块进行管理。在各状态列中，按照擦除次数升次方式对各物理单元块进行连接。当有空闲单元块进入空闲块列时，根据其擦除次数将该块插入到链表中相应位置。出列时，按照链表顺序，从链表头取出空闲单元块。采用这种管理方式，能够保证每次写入的空闲单元块都是使用频率最小的单元块，从而实现动态磨损均衡管理。

此磨损均衡方法可以实现独立Flash设备的磨损均衡，但在多个存储节点的Flash机群的应用场景下，无法确保整个机群的磨损均衡。仍会出现部分存储节点磨损次数过多而其它存储节点磨损次数较少的情况，从而降低了整个机群的使用寿命。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制存储设备机群磨损均衡的方法及设备，能够提高整个存储设备机群的使用寿命。

第一方面，提供了一种控制存储设备机群磨损均衡的方法，包括：确定存储设备机群中每个存储节点的磨损程度值；根据每个存储节点的磨损程度值，确定存储设备机群的磨损离散程度值；若磨损离散程度值大于预设阈值，将存储设备机群中的第一存储节点存储的全部或部分对象迁移到第二存储节点中，其中，第一存储节点的磨损程度值大于第二存储节点的磨损程度值。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，确定存储设备机群中每个存储节点的磨损程度值，包括：根据存储设备机群中每个存储节点的写入的页数、包含的页数和一次垃圾回收产生的平均有效页面比率，确定每个存储节点的擦除次数；基于每个存储节点的擦除次数，确定每个存储节点的磨损程度值。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，根据以下公式确定每个存储节点的擦除次数E，

E=WNp·(1-ur),]]>

其中，W表示写入的页数，N_p表示一个闪存块包含的页数，u_r表示一次垃圾回收产生的平均有效页面比率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，根据每个存储节点的磨损程度值，确定存储设备机群的磨损离散程度值，包括：

确定存储设备机群中所有存储节点的磨损程度值的均方差；根据均方差，确定存储设备机群的磨损离散程度值。