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一种存储系统的缓存系统的制作方法
专利名称：一种存储系统的缓存系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及存储系统性能优化领域，具体涉及一种存储系统的缓存系统。
背景技术：
计算机发展过程中，CPU速度一直随着摩尔定律发展，即每年增长6缓存设备、数据源设备的大小和相对地址，以及最终需要生成的缓存系统的 名字等。用户接口层提供的管理和配置接口，主要用来管理和配置缓存系统的属性，例如 缓存系统的核心管理层的相关策略、缓存设备、缓存单元的大小等。
2、设备映射层设备映射层主要用来在缓存设备和标准存储设备之间建立映射和地址转化。它用 来对两个设备的原始地址进行整合，形成一个新的逻辑地址，对这个逻辑地址的访问就会 自动落入缓存系统中。并且，设备映射层还负责将逻辑地址的访问映射到物理设备的物理地址上去，以 实现对虚拟设备的访问真正落到物理设备上来。3、核心管理层核心管理层是整个缓存系统的的核心模块。核心管理层主要负责对底层存储设备 的管理和组织、具体的IO请求的处理、各种策略的实现和转换。核心管理层中包含各种数据结构，包括设备的数据结构、管理两个基本块设备的 数据结构、数据传送和管理的基本数据块的数据结构、进行相应数据处理和缓存管理的各 个工作线程、IO处理流程控制的数据结构、各种策略的数据结构等。核心管理层的各种策略设计中都尽量保证较低的系统开销，具体策略可以分为 地址映射方式、写策略、回收策略和预取策略。4、实体设备层实体设备层包含具体的块设备。在缓存系统中，实体块设备层处于最底层。每个 生成的缓存系统内部包含两个具体的设备，一个高速的块设备和一个标准块设备。其中标 准块设备可以是磁盘、盘阵、Raid系统或是虚拟的块设备等。而高速块设备则是采用基于 RAM的高性能存储设备。根据上层传递下来的IO请求信息，实体块设备层的各个设备处理发送给自己的 IO请求，并进行相应的数据传送。下面介绍本发明中缓存系统的工作过程如图2所示，在缓存系统中，处理请求的过程实际上是根据请求的信息，对请求进 行分析，根据分析的信息进行转换、转发、扩充和收尾处理的过程。对请求的处理是贯穿整 个模块的主要线路。请求的处理路线根据请求的读和写分成两条线路。在处理的过程中缓 存的状态是决定的因素，每个缓存单元的数据结构中都记录着本单元的缓存状态，控制着 请求的处理流程。其中，读请求的处理中，缓存空间主要进行的是对源数据设备中数据做缓存以及 根据读请求的信息对后续数据的预取。读请求的处理流程如图3所示。首先存储接收到读请求后，结合预取策略和请求的历史记录信息，对请求的数据 地址进行分析。如果判断需要预取，则会同时对预取数据和原数据请求同时进行处理。如果需要对请求的内容进行缓存，首先为读请求所在的缓存单元地址范围分配缓 存单元。将此读请求交给源数据设备进行处理。在数据源设备将请求的数据内容拷贝到请 求的主机内存区域中的同时，新构造一个请求用来将此块内存区域中的数据写入到缓存设 备的缓存单元之中。若请求所在的地址范围被缓存设备映射，即请求的地址空间被包含在某个缓存单 元之中，则查询缓存单元的状态，根据状态进行进一步的处理。如果数据已经从源存储设备 放入缓存设备，或者缓存设备中存储的是数据的最新值，则可以直接从缓存设备中取得数据，直接将请求经过转换后交给缓存设备处理。如果缓存单元描述符的状态为数