[发明专利]NVMe-oF以太网SSD中的低延迟直接访问块存储

说明书

一种对通过以太网连接的至少一个NVMe‑oF SSD设备中的非易失性闪存进行低延迟直接数据访问的方法。该方法包括从主机的低延迟直接访问(LL‑DAX)块存储软件层向闪存传输远程直接存储器访问(RDMA)写请求。RDMA写请求包括数据、存储地址、数据传送操作的长度和操作码。该方法还包括在主机处接收指示数据已被保存到闪存的RDMA级确认。该方法还包括从LL‑DAX块存储软件层向闪存传输RDMA读请求，该RDMA读请求包括存储地址、数据传送的长度和操作码。该方法还包括在主机处从闪存接收对应于RDMA读请求的数据分组。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月25日提交的标题为“A Method for Low Latency DirectAccess Block Storage in NVMe-oF Ethernet SSD”的美国临时申请第62/489,991号的优先权和权益，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开总体涉及用于固态驱动器的数据访问方法和系统。

背景技术

固态驱动器(SSD)正在取代了传统的硬盘驱动器(HDD)，迅速成为现代IT基础设施的主要存储元件。SSD提供非常低的延迟、高数据读取/写入吞吐量以及可靠的用户数据存储。光纤高速非易失性存储器(NVMe-oF)是一项新兴技术，其允许数百甚至数千个高速非易失性存储器(NVMe)SSD通过以太网连接。NVMe-oF协议实现了远程直接连接存储(rDAS)实施。这允许大量的SSD连接到远程主机。NVMe-oF协议使用远程直接存储器访问(RDMA)协议来提供用于携带NVMe命令、数据和响应的可靠传输服务。互联网广域RDMA协议(iWARP)、融合以太网RDMA(RoCE)v1和RoCE v2是提供RDMA服务的一些传输协议。

图1描绘了常规NVMe-oF以太网SSD存储中使用的系统架构的示例。如图1中所示，在服务器上运行的应用程序通常通过系统软件栈来访问存储。典型的存储系统软件栈包括许多层，诸如应用程序、操作系统(OS)/文件系统(FS)、NVMe-oF驱动器、块存储层(图1中未示出)以及RDMA传输层(图1中未示出)。系统软件的这些众多层可能会为应用程序的数据访问增加大量延迟。由于存储介质技术(例如，Z-NAND)和联网技术(例如，100Gbps以太网)的进步，由于介质和网络造成的延迟贡献显著下降。因此，系统软件延迟正在成为整体数据访问延迟的重要组成部分。

在背景技术部分中公开的上述信息被提供用于增强对本发明的背景的理解，并且因此它可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本公开涉及对通过以太网连接的高速非易失性存储器(NVMe)固态驱动器(SSD)设备中的至少一个非易失性闪存进行低延迟直接数据访问的各种方法。在一个实施例中，该方法包括从主机的低延迟直接访问(LL-DAX)块存储软件层向闪存传输远程直接存储器访问(RDMA)写请求。RDMA写请求包括数据、存储地址、数据传送操作的长度和操作码。该方法还包括在主机处接收指示数据已被保存到闪存的确认。该方法还包括从LL-DAX块存储软件层向闪存传输RDMA读请求。RDMA读请求包括存储地址、数据传送的长度和操作码。该方法还包括在主机处从闪存接收对应于RDMA读请求的数据分组。

RDMA首部字段中可以携带RDMA写请求和RDMA读请求的存储地址、数据传送的长度以及操作码。

该方法还可以包括使用光纤高速非易失性存储器(NVMe-oF)协议将RDMA写请求和RDMA读请求从主机传输到闪存。