[发明专利]网络聚合存储的信息存储装备

说明书

本发明涉及信息存储技术，具体为网络聚合存储的信息存储装备。解决大容量存储装备寻址单元的扇区粒度过小，导致存储地址过长的问题。该网络聚合存储的信息存储装备由主机接口HI、消息交换枢纽Th和m个存储介质部件MP构成；每个存储介质部件MP之间，以及MP与主机接口之间基于消息交换枢纽Th传输逻辑寻址结构LAS消息，形成一个以MP为节点的存储介质网络；其网络节点地址与存储单元地址聚合为一个整体，即文件系统的逻辑单元地址。本发明有效解决了独立的大容量存储装备超长地址的管理问题，可在扩容的同时提速，适用于超级计算机和大数据的存储访问。

技术领域

本发明涉及信息存储技术，特别涉及网络地址与存储地址聚合的存储系统架构，具体为网络聚合存储的信息存储装备。

背景技术

独立的信息存储装备特指单一文件系统管理的存储介质集合，扩大其存储容量意味着加大存储单元粒度或扩展存储单元地址长度。迄今，既有存储装备(机械硬盘、固态盘SSD等)物理寻址单元都是512Byte的扇区，须遵循一种基于扇区寻址的消息传输协议FIS(Frame Information Structure，简称FIS协议)与主机(Host)交换信息，以下称为基于FIS访问的存储介质(简称FIS设备)。FIS设备的物理存储单元是扇区，增加其容量只能扩展存储地址长度，而该参数在出厂时固定，因此独立FIS设备的容量不可扩展。于是文件系统引入逻辑单元解决扇区寻址粒度过小的瓶颈，比如Linux逻辑单元是块(Block)，有2～8个连续扇区；Windows逻辑单元是簇(Cluster)，有64个连续扇区；Hadoop逻辑块尺寸是64MB等。由此，文件系统需要利用驱动程序在逻辑单元与物理扇区之间频繁地转换地址，使整个存储系统复杂化；同时，对于大容量存储装备，由于寻址单元的扇区粒度过小，还导致存储地址过长；文件系统逻辑单元地址长度受限，成为制约存储装备容量扩展的瓶颈。

发明内容

本发明解决大容量存储装备寻址单元的扇区粒度过小，导致存储地址过长的问题；以及逻辑单元与扇区之间地址的频繁转换导致的存储系统复杂化问题，提供一种网络聚合存储的信息存储装备。

本发明是采用如下技术方案实现的：网络聚合存储的信息存储装备，由主机接口HI(Host Interface)、消息交换枢纽Th(Traffic-hub，)和m个存储介质部件MP(MediumParts)构成；主机接口HI和m个存储部件MP作为网络节点基于消息交换枢纽Th，并遵循一种称作逻辑寻址结构LAS(Logical Addressing Structure)的消息传输格式相互交换消息，并用文件系统逻辑单元地址定义逻辑寻址结构LAS的名字字段；文件系统逻辑单元地址是一个s位二进制数i，s为非零正整数，i＝0,1,…,2^s-1，s位二进制数i的第s₀位，0s₀s－1，将文件系统逻辑单元地址划分成高地址i₁和低地址i₀两个部分，高地址i₁作为存储介质部件MP的网络地址，低地址i₀为存储介质部件MP内部的逻辑单元地址；每个存储介质部件MP内部部署至少一个读写低地址i₀的引擎，每个存储介质部件MP内部设置一个地址寄存器AR(Address Register)，用于保存该MP的高地址i₁；对于接收的每个逻辑寻址结构LAS消息，存储介质部件MP首先提取该消息名字字段的高地址i₁与其地址寄存器AR中的高地址i₁比较，当两者一致时，由存储介质部件MP内部的引擎读写访问低地址i₀；在系统初始化时定制高地址i₁和低地址i₀的拼接位置s₀，及二进制数i的总长即二进制数i的位数s。