一种单载体多目标缓存系统的制作方法.docx

一种单载体多目标缓存系统的制作方法
专利名称：一种单载体多目标缓存系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及存储系统缓存领域，具体涉及一种单载体多目标缓存系统。
背景技术：
磁盘以其大容量、低价格等优势一直在计算机系统中占有一席之一种单载体多目标缓存系统的制作方法
专利名称：一种单载体多目标缓存系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及存储系统缓存领域，具体涉及一种单载体多目标缓存系统。
背景技术：
磁盘以其大容量、低价格等优势一直在计算机系统中占有一席之地，但是其内部 的机械部件却限制了速度的进一步提升，特别是对于不连续的IO数据访问，性能更是远远 跟不上内存的发展。所以，磁盘的访问速度一直是IO密集型应用程序的瓶颈。为了提高磁 盘的读写性能，磁盘厂商在磁盘内部加入了缓存(Cache memory) ,Cache是硬盘控制器上的 一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。受限于 磁盘的硬件结构，其上的缓存容量不可能特别大。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种单载体多目标缓存系统。一种单载体多目标的缓存系统，其特征在于包括外置缓存设备和磁盘。本实用新型的第一种优选技术方案在于所述缓存设备被按固定大小划分为若干 Region,每个region维护相应的状态、必要的锁、tag信息。本实用新型利用Linux的Device Mapper机制来管理多个磁盘设备，以其中的高 速设备作为低速设备的Cache来建立一个两级存储系统，以较低的成本获得较高的存储性 能。本实用新型将所管理的二级设备对用户来说都是不可见的，在使用过程中，这些伪设备 的使用方式与传统的磁盘设备完全一样，只是系统自动地将缓存设备融入访问过程，用户 会感觉到更快的访问速度，整个系统的IO性能会得到显著提高。
图1为多个磁盘共享一个缓存设备结构图图2为缓存系统整体结构图3为缓存系统映射方式
具体实施方式
为了充分利用大容量的缓存，系统中可以使用多个磁盘设备共享一个缓存设备， 如图1所示。在这样一个系统内，用户通过唯一的外置磁盘Cache来加速多个磁盘的访问 速度，此外置Cache同时缓存着多个磁盘的数据。本实用新型的整体结构如图2所示，disk Udisk 2和disk 3是磁盘设备，shared cache device是缓存设备，这些设备被虚拟成三个伪设备pseudo diskl、pseudo disk 2 和pseudo disk 3，分别对应三个磁盘设备。缓存设备与磁盘设备是一对多的关系，即一个 缓存设备可以被多个磁盘设备共享，但是任何一个磁盘设备只可使用一个缓存设备。至于 设备，具体则对应于partition，即Linux下的块设备文件/dev/sdal等。[0012]本实用新型对磁盘设备作缓存，本身的思路比较直观，类似于处理器Cache，它将 缓存设备按固定大小划分为许多region，一般地，region的大小为64K 1M，且为2的幂， 在系统运行前决定，一旦运行不可再动态更改。region是缓存设备管理的基本单位，可类 比处理器中的Cache Line。每个region维护相应的状态、必要的锁、tag等信息。region 相对于文件系统的请求是比较大的，文件系统I/O的最小单位一般是512字节(称之为 secto