[发明专利]一种自精简存储系统数据一致性管理方法

摘要

本发明提供一种自精简存储系统数据一致性管理方法，属于自动精简配置技术领域，本发明设计了数据块管理的元数据结构和元数据存储结构的实现方案。对于数据块管理的元数据结构，设计了一种B+Tree的改进结构，同时配合超级块、元数据位图和数据位图等元数据实现数据块的自精简管理。在原有B+Tree数据结构基础上，将每个非叶节点的空间扩大一倍，并划分为活动域和非活动域两部分，使得在修改B+Tree过程中基本上不分配额外磁盘空间，降低元数据修改操作复杂度，同时分配的额外非活动域空间还可作为元数据副本或用于历史操作记录，减少存储系统副本维护或日志维护开销。

主权项

一种自精简存储系统数据一致性管理方法，其特征在于设计了数据块管理的元数据结构和元数据存储结构的实现方案，其中元数据结构包括：（1）B+Tree数据结构的改进结构；（2）应用B+Tree的改进数据结构实现的增加数据块映射、删除数据块映射和修改数据块映射操作；（3）B+Tree的改进数据结构中非叶节点的活动域与非活动域的判定方式；根据不同的分配策略将元数据分散到存储系统中所有RAID中，通过B+Tree等方式组织管理，同时元数据在不同RAID中做交叉备份；元数据存储结构包括：（1）元数据跨所有RAID的存储和备份；（2）应用元数据存储结构的存储系统扩容缩容操作；在元数据组织的B+Tree中，增加B+Tree 每个非叶子节点的空间在原有B+Tree数据结构基础上，将每个非叶节点的空间扩大一倍，并划分为活动域和非活动域两部分，其中活动域中存储映射B+Tree节点的数据，即(key, value)键值对；而非活动域中根据不同策略可存储活动域数据的副本，也可存储最近一次节点修改前的数据对节点的修改在节点的非活动域进行，节点的修改完成后，活动域和非活动域进行交换每个非叶节点在分配时起始地址以节点大小对齐；每个非叶节点都包含活动域和非活动域，两者大小相等，地址空间相邻，非叶节点起始地址以节点大小对齐；叶子节点是指向数据块的指针；非叶节点中活动域与非活动域是通过父节点指向当前节点的指针决定的；称节点中地址相邻的两个空间为A域和B域，其中A域的起始地址是节点的起始地址；由于非叶节点的地址以节点大小对齐，则若父节点中指向当前节点的指针所存储的地址为A域起始地址，同时也为当前节点起始地址，则A域为活动域，B域为非活动域；反之若父节点中指向当前节点的指针所存储的地址为B域起始地址，此时该地址不能以节点大小对齐，则A域为非活动域，B域为活动域。