[发明专利]用户态存储系统数据交互的方法、装置及设备

说明书

技术领域

本发明涉及服务器存储系统领域，特别是涉及一种用户态存储系统数据交互的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着计算机网络的发展，数据信息的价值越来越高。数据作为资产也越来越受到社会的重视，各种云计算中心，数据中心如雨后春笋，得到了巨大发展。然而随着数据中心的规模扩大，存储与服务器数量猛增，其中的数据访问、数据共享也变得更加频繁，由此带来了数据网络、存储性能提高的要求。

在传统的存储中大量的存储模块都是在内核态中实现，如网络驱动，FC(Fibre channel光纤网络通道)驱动、SAS(Serial Attached SCSI)串行连接SCSI)驱动等，使用内核态实现驱动，带来方便的同时，也带来了问题，特别是性能变得越来越力不从心。比如网络，随着访问量的剧增，使用传统的网络处理方式，在网卡接收到数据包以后需要产生大量的中断和多次拷贝，带来了数据访问性能的大量损失。

现有的存储系统中加载了大量的模块，这些模块有各种管理，访问控制的，还有各种外设的驱动等，特别是外设驱动以模块的形式加入内核，这些驱动需要处理大量的IO，由此会带来大量的中断和数据拷贝，这在访问量较低的情况下，存储性能满足要求，但是在访问量大增以后，性能，时延变得越来越让人无法忍受。

综上所述可以看出，如何提高存储系统的IO性能是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用户态存储系统数据交互的方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，已解决现有技术中的存储系统的IO性能较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用户态存储系统数据交互的方法，包括：前端接发设备接收到实际数据时，将所述实际数据映射到存储系统预留的内存区域内，所述存储系统预留的内存区域被所有用户线程共享；在所述前端接发设备内生成包含指向实际数据存储区域的指针；通过用户线程传递所述包含指向实际数据存储区域的指针至后端存储设备，以便将所述实际数据映射并存储至所述后端存储设备上。

优选地，所述前端接发设备接收到实际数据，将所述实际数据映射到存储系统预留的内存区域内，所述存储系统预留的内存区域被所有用户线程共享包括：前端接发设备、后端存储设备通过DMA与存储系统存放实际数据预留的内存区域建立内存映射；当所述前端接发设备接收到实际数据时，将所述实际数据DMA到所述存储系统预留的内存区域内。

优选地，所述在所述前端接发设备内生成包含指向实际数据存储区域的指针包括：在所述前端接发设备接收到实际数据时，形成包含指向实际数据存储区域的指针的数据结构F，将所述数据结构F挂载至所述前端接发设备的接收环形队列中。

优选地，所述通过用户线程传递所述包含指向实际数据存储区域的指针至后端存储设备，以便将所述实际数据映射并存储至所述后端存储设备上包括：通过用户线程从所述前端接发设备的接收环形队列中获取所述数据结构F；依据预设处理规则以及所述数据结构F，生成包含指向实际数据存储区域的指针的数据结构N，并将所述数据结构N挂载至后端存储设备的发送环形队列中；在内存管理单元的管理下，将所述实际数据DMA到所述后端存储设备，并存储所述实际数据至所述后端存储设备。

优选地，所述存储系统预留的内存区域在系统启动时被分割为连续、固定大小的内存小块，且所述前端接发设备的内存区域的被分割成的内存小块与所述存储系统预留的内存区域的内存小块大小相同。

本发明还提供了一种用户态存储系统数据交互的装置，包括：

映射模块，用于前端接发设备接收到实际数据时，将所述实际数据映射到存储系统预留的内存区域内，所述存储系统预留的内存区域被所有用户线程共享；

生成模块，用于在所述前端接发设备内生成包含指向实际数据存储区域的指针；

传递模块，用于通过用户线程传递所述包含指向实际数据存储区域的指针至后端存储设备，以便将所述实际数据映射并存储至所述后端存储设备上。

优选地，所述映射模块具体用于：前端接发设备、后端存储设备通过DMA与存储系统存放实际数据预留的内存区域建立内存映射；当所述前端接发设备接收到实际数据时，将所述实际数据DMA到所述存储系统预留的内存区域内。

优选地，所述生成模块具体用于：在所述前端接发设备接收到实际数据时，形成包含指向实际数据存储区域的指针的数据结构F，将所述数据结构F挂载至所述前端接发设备的接收环形队列中。

本发明还提供了一种用户态存储系统数据交互的设备，包括：