[发明专利]一种超大容量的虚拟磁盘存储系统

摘要

一种超大容量的虚拟磁盘存储系统，属于计算机存储技术领域，本发明通过SCSI总线或网络通信链路与开放系统主机通信，包括虚拟磁盘服务器和磁带库，所述虚拟磁盘服务器包括小型计算机系统接口适配器、处理器、磁盘阵列和存储器；存储器包括地址映射模块、命令转换模块、写回模块、缓存管理模块、读预取模块、虚拟存储模块和缓存模块；磁带库包括介质交换单元、磁带驱动器单元和存储单元；虚拟磁盘服务器和磁带库之间通过SCSI总线连接；本发明将传统顺序访问的磁带介质虚拟为可随机访问的磁盘驱动器，存储容量由磁带库存储容量决定、读写性能接近物理磁盘、虚拟了真实磁盘的物理特性、呈现给用户的是一块大硬盘。

主权项

1.一种超大容量的虚拟磁盘存储系统，通过SCSI总线或网络通信链路与开放系统主机通信，包括虚拟磁盘服务器和磁带库，所述磁带库包括介质交换单元、磁带驱动器单元和存储单元；所述虚拟磁盘服务器包括小型计算机系统接口适配器、处理器、磁盘阵列和存储器；存储器包括地址映射模块、命令转换模块、写回模块、缓存管理模块、读预取模块、虚拟存储模块和缓存模块；虚拟磁盘服务器和磁带库之间通过SCSI总线连接；(1)所述虚拟磁盘服务器中：(1.1)所述小型计算机系统接口适配器通过SCSI总线接收开放系统主机的SCSI块命令，通过SCSI总线进行虚拟磁盘服务器与磁带库之间的通信；(1.2)所述处理器为虚拟磁盘服务器的计算单元；(1.3)所述磁盘阵列为磁带库的高速磁盘缓存；(2)所述虚拟磁盘服务器的存储器中：(2.1)所述地址映射模块生成磁带缓存链，将磁盘逻辑地址空间映射到磁盘阵列形成的缓存模块上和磁带库中所有磁带形成的虚拟存储模块上，所述磁带缓存链是针对虚拟存储模块与缓存模块之间的映射关系所定义的磁带缓存平衡二叉树节点所形成的平衡二叉树链；(2.2)所述命令转换模块实现SCSI块命令与SCSI流命令之间的相互转换，访问磁带库时，依照地址映射模块提供的地址信息将开放系统主机的SCSI块命令转换为访问磁带库的SCSI流命令，访问磁盘阵列时，将虚拟存储模块的SCSI流命令转换为访问磁盘阵列的SCSI块命令，必要时构造SCSI介质交换命令；(2.3)所述写回模块调用地址映射模块和命令转换模块，将磁盘阵列中存储的数据迁移到磁带库中相应磁带上；(2.4)所述缓存管理模块管理缓存模块和虚拟存储模块存储空间的分配和回收、以及对数据的写回和预取，缓存管理模块根据地址映射模块的地址映射信息确定访问磁盘阵列或访问磁带库；(2.5)所述读预取模块调用地址映射模块和命令转换模块，根据缓存管理模块的需要从磁带上预取一部分数据到缓存模块，以提高数据在缓存模块中的命中率；(2.6)所述虚拟存储模块是由地址映射模块根据磁带库中的所有磁带形成的存储空间，它由逻辑块构成，虚拟存储模块即是虚拟磁盘存储系统的磁盘逻辑地址空间；(2.7)所述缓存模块是由地址映射模块根据磁盘阵列形成的磁带缓存空间，它由逻辑块构成，缓存模块所包含的逻辑块是虚拟存储模块所包含逻辑块的一个子集；(3)磁带库接收从虚拟磁盘服务器发来的SCSI介质转换命令和SCSI流命令，分别进行磁带换带操作或读写磁带操作。