[发明专利]基于Thin‑LUN的存储空间配置方法、数据写入方法及存储设备

说明书

本申请提供一种基于Thin‑LUN的存储空间配置方法，该方法应用于存储系统，该方法包括：获取存储系统的Thin‑LUN中各逻辑地址块的逻辑地址映射的更新频率；按照更新频率的大小顺序将逻辑地址映射划分成不同等级的更新频段的逻辑地址映射区段；将Thin‑LUN对应的物理存储空间划分成多个存储空间片区，多个所述存储空间片区包括若干个固定存储空间片区，各所述固定存储空间片区与各逻辑地址映射区段具有映射关系，该方法可减少由于写入频率差异大的数据在碎片整理时的数据移动次数，降低碎片产生概率，减小碎片数量，并且可提高存储系统的读写性能和使用寿命。

技术领域

本申请涉及存储领域，尤其涉及一种存储空间配置技术。

背景技术

LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号，又称为逻辑单元或逻辑卷)是在存储系统中可以被上层用户或客户端识别的独立存储单元(可称为逻辑存储单元)，一个LUN的存储空间(可称为逻辑存储空间)来源于存储池，存储池具有物理存储空间，该物理存储空间来源于组成硬盘域的若干块硬盘，从应用服务器层面上看，一个LUN可被视作类似一块可以使用的硬盘，一个LUN可以划分成多个逻辑地址块，每个逻辑地址块具有编号，该编号可称为逻辑地址；物理存储空间用于实际存储数据，可将物理存储空间分成多个物理区块，每个物理区块均具有物理地址，也可称为PBA(Physics Block Address，物理区块地址)。

传统的LUN(Thick-LUN)在创建时会一次性将与LUN的逻辑存储空间容量相等的物理存储空间分配给LUN。Thin-LUN指采用按需分配的方式为Thin-LUN分配物理存储空间，可以设置一个初始分配容量，创建时，不会为Thin-LUN分配全部容量的物理存储空间，而只会分配初始容量大小的物理存储空间，剩余容量的物理存储空间还放在存储池中，当Thin-LUN已分配的物理存储空间的使用率达到阈值的时候，会再从存储池中划分一定的配额的物理存储空间给Thin-LUN，如此反复直到达到Thin-LUN最初设定的全部容量，并且当上层用户或者客户端对数据删除后释放相应的物理存储空间，可对物理存储空间进行回收，这里回收指物理存储空间可以被其他Thin-LUN使用，从而实现物理存储空间的反复利用，可提升物理存储空间的利用率。

Thin-LUN中通常包括地址映射模块和物理空间管理模块，地址映射模块用于负责建立Thin-LUN的逻辑地址块的逻辑地址到对应的物理区块的物理地址的映射，响应来自上层用户或者客户端的读写IO请求或者unmap命令等进行数据的读写或物理存储空间的释放等；物理空间管理模块用于为Thin-LUN分配物理存储空间或者回收物理存储空间等。

通常Thin-LUN在接到写IO请求时，根据写IO请求中携带的逻辑地址查找是否存在与该逻辑地址对应的映射，如果存在，则在对应物理地址的物理区块中写入数据，即当写入数据时，会在已存在映射的物理区块中写入数据，由于根据各个IO请求查找到的映射对应的物理区块连续的机率很低，因此，对于写数据而言是随机写入的，这样容易产生物理存储空间的碎片，物理存储空间利用率低，为此，现有一种改进写入数据的方法，Thin-LUN在根据写IO请求查找到映射后，删除该映射，通知物理空间管理模块，回收删除的映射对应的物理区块，并从大块的连续物理存储空间中分配一块物理区块，新建立分配的物理区块的物理地址与逻辑地址的映射，然后在对应的物理区块中写入数据，这样可保证每次分配的物理区块与上一次分配的物理区块在物理存储空间上是连续的，那么不管写IO请求中的逻辑地址是顺序的还是随机的，最后写入物理存储空间中的数据都是按顺序连续的，对写IO的性能有很大的提升。