[发明专利]硬盘驱动器中多流场景的服务质量保障系统和方法

说明书

一种实施例便于在存储设备中放置数据。在操作期间，系统接收来自多个流的输入数据，其中，所述输入数据包括多个数据部分。所述系统通过在每个数据部分之前插入头部并且在每个数据部分之后插入尾部的方式格式化所述数据部分，其中，格式化的数据部分包括相应数据部分、所述头部和所述尾部，并且其中，所述头部和尾部指示流中的所述相应数据部分的顺序和目标区域。所述系统将所述格式化的数据部分依次写入存储设备的非易失性存储器的预分配日志区域。所述系统按数据部分相应的头部和尾部所指示的顺序连接所述数据部分。所述系统根据由数据部分相应的头部和尾部所指示的目标区域将连接的数据部分依次写入非易失性存储器。

技术领域

本公开总体上涉及数据存储领域。更具体地，本公开涉及一种硬盘驱动器中多流场景的服务质量(QoS)保证系统和方法。

背景技术

互联网和电子商务的普及持续创造了大量的数字内容。各种存储系统已被创建，用于访问和存储这些数字内容。一个存储系统或服务器可以包含多个驱动器，诸如硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD)。服务器中的存储器对存储系统的性能和容量起着至关重要的作用。在当前经济形势下，HDD的价格明显低于SSD。HDD的容量持续增加。与此同时，虚拟化技术允许越来越多的客户机共享相同物理设备(例如HDD)的资源。结果，单一的HDD可以并行接收多个写入操作。每个写入操作都是具有多个数据部分的单独的流的一部分，并且每个流都可以写到HDD的磁盘上的不同物理区域。然而，由于HDD是每个磁盘只具有一个物理写磁头的主轴存储设备，所以，所述写磁头必须在磁盘上的多个物理区域之间重复切换或移动，这会增加查找时间和轮作时间二者。这不仅会降低HDD的效率以及存储系统的整体效率和性能，并且还会导致QoS的保障级别降低。

发明内容

一个实施例便于在存储设备中放置数据。在操作期间，系统接收来自多个流的输入数据，其中，所述输入数据包括多个数据部分。系统通过在每个数据部分之前插入头部并且在每个数据部分之后插入尾部的方式格式化所述数据部分，其中，格式化的数据部分包括相应数据部分、所述头部和所述尾部，并且其中，所述头部和尾部指示流中的所述相应数据部分的顺序和目标区域。所述系统将所述格式化的数据部分依次写入存储设备的非易失性存储器的预分配的日志区域。所述系统按数据部分相应的头部和尾部所指示的顺序连接所述数据部分。所述系统根据由数据部分相应的头部和尾部所指示的目标区域将连接的数据部分依次写入非易失性存储器。

在一些实施例中，在将连接的数据部分依次写入非易失性存储器之前：所述系统检测故障；并且，所述系统根据数据部分相应的头部所指示的目标区域标识符和部件长度来重构所述数据部分的逻辑地址与所述数据部分的物理地址之间的映射。

在一些实施例中，接收到的所述输入数据被放置在第一数据缓冲区中。在将格式化的数据部分依次写入日志区域之后：所述系统将所述格式化的数据部分从日志区域读入第二数据缓冲区；并且，所述系统验证所述第二数据缓冲区中的所述格式化的数据部分。

在一些实施例中，验证第二数据缓冲区中的所述格式化的数据部分包含，针对相应格式化的数据部分：确定由其相应头部指示的部件标识符与由其相应尾部指示的部件标识符相匹配；以及根据由其相应尾部指示的循环冗余校验值，对所述相应数据部分进行校验。

在一些实施例中，所述头部还指示：作为所述相应数据部分的开始的部件起点；作为所述相应数据部分的唯一标识符的部件标识符；指示所述相应数据部分中包含的位数的部件长度；作为相应数据部分将被写入到的区域的唯一标识符的目标区域标识符；以及指示距开始写入相应数据部分的部件起点的位置的目标区域偏移量。所述尾部还指示：与所述头部中指示的部件标识符相匹配的部件标识符；指示采用现有循环冗余校验(CRC)编解码器编码的相应数据部分的签名的CRC值；以及指示相应数据部分的结束的部件终点。

在一些实施例中，响应于确定当前写指针位于所述日志区域的末尾位置，所述系统将所述当前写指针设置到所述日志区域的起点位置。