專利名稱：自動精簡配置存儲設備上的存儲收回的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲，并且更具體地說，涉及自動 精簡配置(thin provisioning)和存儲收回。
背景技術(shù)：
圖1說明了傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)1的架構(gòu)。該計算機系統(tǒng)包括計算機(或“主機”)11、 存儲子系統(tǒng)12和通信子系統(tǒng)13。通信子系統(tǒng)13通信地耦合計算機11和存儲子系統(tǒng)12。存儲子系統(tǒng)12包括存儲單元(storage)的池121，所述存儲子系統(tǒng)12可以將所述 存儲單元分配為邏輯單元(LU) 122。此外，存儲子系統(tǒng)12可以通告并供應LU 122。存儲子系統(tǒng)12所通告的關(guān)于LU 122的屬性為其大小。在最傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)中， 所述大小是從池121中分配為LU 122的實際、固定的存儲量。這種常規(guī)技術(shù)在本領域被稱 為“傳統(tǒng)配置”。在使用自動精簡配置的更為精密的計算機系統(tǒng)1中，大小屬性具有兩個方面通 告(虛擬)大小和供應大小?！巴ǜ娲笮　笔谴鎯ψ酉到y(tǒng)12在經(jīng)要求時能從池121分配給 LU 122的最大存儲量。通告大小與最傳統(tǒng)概念中的“大小”相對應?！肮笮　笔谴鎯ψ酉到y(tǒng)12目前從池121分配給LU 122的實際、可變的存儲量。 當I/O用戶(通常是主機計算機11)寫入數(shù)據(jù)并且接近供應大小時，存儲子系統(tǒng)12從池 121將更多存儲單元分配給LU 122，由此增加LU 122的供應大小。(通常，通告大小保持不 變。)在傳統(tǒng)配置中，存儲單元被分配并且專用于單獨的I/O用戶。但是，在I/O用戶未 充分使用LU 122所供應的存儲單元的情況下，大量的存儲單元可能未被使用。使用池存儲和經(jīng)要求時進行分配的策略，自動精簡配置提高了存儲使用率。自動 精簡配置甚至使得系統(tǒng)管理者能夠在初始時購買較少的存儲設備。自動精簡配置可以良好地用于在經(jīng)要求時進行存儲分配。但是，自動精簡配置并 未提供存儲的解除分配或收回。因此，在I/O用戶向LU 122寫入數(shù)據(jù)的情況下，存儲子系統(tǒng)12根據(jù)需要從池121 分配存儲單元。當I/O用戶之后釋放存儲單元時，來自池121的該存儲單元保持為已分配 但是未被使用。這是因為自動精簡配置存儲子系統(tǒng)12沒有檢測未被使用的容量的機制，而 使得該容量保持為未被使用并且對其它存儲用戶為不可用?？紤]運行數(shù)據(jù)分類器的I/O用戶的管理者。數(shù)據(jù)分類器報告有許多文件在數(shù)年 中未曾被訪問過，更不用說被修改。根據(jù)該報告，管理者移除所有這些文件。然而，得到的 空閑容量仍然專用于該I/O用戶?？紤]運行在I/O用戶上的另一應用。該應用在一個月的一天中需要臨時空間。在 該段時間期間，該應用使用LU的通告大小的80%。而在剩余29天中，僅使用通告大小的 1 %。然而，在所有時間內(nèi)，存儲設備始終為該I/O用戶供應通告大小的80%。因此，在自動精簡配置存儲系統(tǒng)中，存在檢測、收回和重新供應未使用的存儲單元的需要。在閱讀了上述背景和以下描述后，對本領域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的這些和其它 目的將是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
本文教導了一種用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法、介質(zhì)和裝置。 所述方法包括停止使用自動精簡配置存儲設備所供應的被自動精簡配置的存儲單元上的 存儲單元；以及向所述自動精簡配置存儲設備通知未使用的存儲單元。所述方法還可以包 括響應于所述通知，收回所述未使用的存儲單元。可選地，所述通知可以包括識別被釋 放的存儲單元；以及將所述識別的結(jié)果傳送到所述存儲設備。在另一實施例中，本發(fā)明涉及用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法、 介質(zhì)和裝置。所述方法包括供應被自動精簡配置的存儲單元；以及接收所述被自動精簡 配置的存儲單元的一部分不再被使用的通知。所述方法還可以包括響應于所述通知，收回 所述被自動精簡配置的存儲單元的所述一部分。在接收和收回之間，所述方法可以等待一 段時間。在等待的同時，所述方法可以接收與所述被自動精簡配置的存儲單元有關(guān)的I/O 或另外的通知，并且響應于所述I/O或另外的通知，調(diào)整要收回的存儲單元的量。在再一實施例中，本發(fā)明涉及用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法、 介質(zhì)和裝置。所述方法包括供應被自動精簡配置的存儲單元；以及隨后收回所述被自動 精簡配置的存儲單元的一部分。通過參照以下討論和附圖，可以更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)選實施例的各種特征， 在附圖中，類似的附圖標記在數(shù)幅圖中指代類似的要素。以下討論的內(nèi)容和附圖僅作為示 例被闡述，并且不應當被理解為表示對本發(fā)明的范圍進行限制。


圖1說明了傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)的架構(gòu)。圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算機系統(tǒng)。
圖3說明了工作中的圖2的計算機系統(tǒng)。圖4說明了存儲子系統(tǒng)的收回釋放空間的方法。圖5說明了延遲釋放空間的收回的方法。
具體實施例方式圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算機系統(tǒng)2。計算機系統(tǒng)2包括計算機(主 機)21、存儲子系統(tǒng)22和通信子系統(tǒng)13。通信子系統(tǒng)13通信地耦合計算機21和存儲子系 統(tǒng)22。計算機21包括CPU 211、存儲器212、I/O設備(沒有示出)和總線214。總線214 通信地耦合其它計算機部件。存儲子系統(tǒng)22是根據(jù)本文描述的發(fā)明而修改的自動精簡配置存儲系統(tǒng)。存儲子 系統(tǒng)22包括存儲單元的池221。存儲子系統(tǒng)22還包括智能單元223，其形式為CPU和相關(guān) 聯(lián)的可編程存儲器、ASIC等。
圖3說明了工作中的計算機系統(tǒng)2。存儲器212包括操作系統(tǒng)軟件2124，以及應 用程序軟件2121和驅(qū)動軟件21241。在本文描述的一些實施例中，計算機存儲器212包括 存儲子系統(tǒng)代理(服務、守護進程(daemon)) 2123。存儲子系統(tǒng)22已經(jīng)從存儲單元的池221分配了邏輯單元(LU) 222。存儲子系統(tǒng) 22向主機21通告LU 222。應用程序2121已經(jīng)向LU 222進行了寫入。由于先前的寫入，該LU的供應大小已 經(jīng)從其原始供應大小發(fā)生了增長?，F(xiàn)在，應用程序2121刪除一文件。存儲子系統(tǒng)22接收 到刪除的通知并且收回該文件先前使用的存儲單元。在刪除文件中，應用程序2121向系統(tǒng)庫(操作系統(tǒng)應用程序接口)發(fā)出命令以刪 除文件。該系統(tǒng)庫繼而請求操作系統(tǒng)刪除文件。如果LU 222(上的數(shù)據(jù))是文件系統(tǒng)，那么操作系統(tǒng)使用其關(guān)于該文件系統(tǒng)的知 識來修改該文件系統(tǒng)從而實現(xiàn)刪除。修改通常包括改變關(guān)鍵文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲器駐 留的副本，然后向LU 222寫入所修改的副本。(事實上，該智能單元可以被封裝在文件系統(tǒng) 驅(qū)動軟件21241中。)假定以鏈接的三元組列表來跟蹤文件系統(tǒng)的自由空間，所述三元組為起始地址、 盤區(qū)和指向下一三元組的指針。將新釋放空間的三元組成功插入到鏈接的列表中可以觸發(fā) 向存儲子系統(tǒng)22通知該自由空間。在以清零或設置位來跟蹤文件系統(tǒng)的自由空間塊的情況下，文件系統(tǒng)驅(qū)動軟件中 位的清零可以觸發(fā)向存儲子系統(tǒng)22通知該自由空間。如果操作系統(tǒng)2124代表應用程序2121以原始模式來訪問LU 222，那么操作系統(tǒng) 2124不知道LU 222上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述智能單元被內(nèi)建在該應用程序中。操作系統(tǒng)2124 將LU 222的應用程序空間邏輯尋址翻譯為實現(xiàn)I/O所需的設備尋址。當應用程序2121接收到已經(jīng)成功修改LU 222的自由空間的應答時，應用程序 2121隨后啟用內(nèi)核陷阱(kernel trap)，向操作系統(tǒng)告知一些存儲單元現(xiàn)在為自由空間。操 作系統(tǒng)2124將該信息傳送到存儲子系統(tǒng)22。在一個實施例中，應用程序2121向代理2123而不是操作系統(tǒng)2124發(fā)出信號，并 且代理2123陷入(trap into)OS內(nèi)核。在操作系統(tǒng)2124在一個調(diào)用中釋放N個盤區(qū)的存儲單元的情況下，存儲子系統(tǒng)22 可以在少于N個的通知(甚至在少至一個的通知)中接收到這些自由盤區(qū)的通知。因此，存儲子系統(tǒng)22從操作系統(tǒng)2124接收標識可以被收回的存儲單元的信 息——例如，起始塊地址和分別的塊計數(shù)。然后，存儲子系統(tǒng)22對其進行收回。LU 222的 供應大小減少，而其通告大小保持不變。圖4說明了存儲子系統(tǒng)的收回釋放空間的方法400。在405，存儲子系統(tǒng)22接收對 空間的請求。在410，存儲子系統(tǒng)分配空間，但是小于請求的空間。然后，在步驟420，存儲 子系統(tǒng)22等待在LU 222中釋放的空間的通知。當在步驟430接收到釋放空間的通知時， 在步驟425，存儲子系統(tǒng)22收回該自由空間。根據(jù)優(yōu)選實施例，步驟430指示收回的延遲。存儲子系統(tǒng)22在接收到釋放空間的 通知(步驟430)和該空間的收回(步驟425)之間等待。該延遲有助于最小化以下情況發(fā) 生的可能性存儲子系統(tǒng)22在收回空間后相對很快又不得不再次供應該空間。這還有助于
6最小化以下最壞場景發(fā)生的可能性恰好在存儲子系統(tǒng)22收回空間時，I/O迫使要供應另 外的空間。該延遲還有助于最小化收回另外的釋放空間的開銷。設想系統(tǒng)管理者在刪除成百 甚至上千個臨時文件，每個刪除對操作系統(tǒng)進行一個獨立調(diào)用產(chǎn)生對存儲子系統(tǒng)22的一 個獨立通知。因為將要一個接一個地接收許多通知，所以存儲子系統(tǒng)22可能耗費極大的資 源來逐一地完全處理這些通知。在優(yōu)選實施例中，存儲子系統(tǒng)22接收釋放空間的通知，等待特定時間中的一段時 間，然后接收另一釋放空間的通知。在進行了第二次接收后，存儲子系統(tǒng)22保存這前一和 后一通知的細節(jié)，并且重置延遲時鐘。當延遲時鐘到期而沒有接收到更多的通知時，存儲子 系統(tǒng)22可以處理這些通知細節(jié)以確定是否可以從合并一些恢復中獲得任何效率。例如，在 兩個通知分別地應用到相鄰盤區(qū)的M個釋放塊和N個釋放塊的情況下，存儲子系統(tǒng)22將這 些通知作為與一個盤區(qū)的M+N個塊相關(guān)的一個通知來進行處理。圖5說明了延遲釋放空間的收回的方法。在步驟505，存儲子系統(tǒng)22接收LU 222 中的釋放空間的通知。在步驟510，存儲子系統(tǒng)22延遲時間η。與此同時，在步驟515，存儲 子系統(tǒng)22接收關(guān)于LU 222的對空間的任何請求。在該延遲之后，在步驟520，存儲子系統(tǒng) 22檢查是否有任何自由空間仍然要被收回。如果是，那么在步驟525，存儲子系統(tǒng)22收回 該自由空間。當然，應用級空間釋放事件可以是文件的截取。在一個實施例中，在收回釋放空間之前的延遲取決于存儲子系統(tǒng)22正在經(jīng)歷的 與LU 222相關(guān)的I/O流量。在I/O流量非常小時，延遲可以相對較短。在I/O流量大時， 延遲可以相對較長。本說明書通過引用并入本文所提及的所有出版物和專利申請，這等同于本說明書 通過引用明確且單獨地并入每一個此類單獨的出版物或?qū)＠暾?。因為本發(fā)明可以以數(shù)種形式實施而不偏離其實質(zhì)特性的精神，所以本發(fā)明的實施 例是說明性而非限制性的。所附權(quán)利要求而不是前面的描述定義了本發(fā)明的范圍。所以， 所附權(quán)利要求意圖包括落入其邊界和界限或者其這些邊界和界限的等同范圍內(nèi)的變型。
權(quán)利要求
一種用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法，所述方法包括停止使用自動精簡配置存儲設備所供應的被自動精簡配置的存儲單元上的存儲單元；以及向所述自動精簡配置存儲設備通知未使用的存儲單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括 響應于所述通知，收回所述未使用的存儲單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通知步驟包括 識別被釋放的存儲單元；以及將所述識別的結(jié)果傳送到所述存儲設備。
4.一種包含計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機程序用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1 所述的方法。
5.一種計算機，包括 CPU ；根據(jù)權(quán)利要求4所述的介質(zhì)；以及 總線，其通信地耦合所述CPU和所述介質(zhì)。
6.一種用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法，所述方法包括 供應被自動精簡配置的存儲單元；以及接收所述被自動精簡配置的存儲單元的一部分不再被使用的通知。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括響應于所述通知，收回所述被自動精簡配置的存儲單元的所述一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述接收步驟和所述收回步驟之間，執(zhí)行以下 步驟等待一段時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述等待步驟的同時，執(zhí)行以下步驟 接收與所述被自動精簡配置的存儲單元相關(guān)的I/O ；以及響應于所述1/0，調(diào)整要收回的存儲單元的量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在所述接收步驟和所述收回步驟之間，執(zhí)行以 下步驟等待一段時間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述等待步驟的同時，執(zhí)行以下步驟 接收另外的通知；以及響應于所述另外的通知，調(diào)整要收回的存儲單元的量。
12.一種包含計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機程序用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求 6到11中的任一項所述的方法。
13.一種計算機，包括 CPU ；根據(jù)權(quán)利要求12所述的介質(zhì)；以及 總線，其通信地耦合所述CPU和所述介質(zhì)。
14. 一種用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法，所述方法包括供應被自動精簡配置的存儲單元；以及 隨后收回所述被自動精簡配置的存儲單元的一部分。
15.一種包含計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機程序用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求 14所述的方法。
16.一種計算機，包括 CPU ；根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)；以及 總線，其通信地耦合所述CPU和所述介質(zhì)。
全文摘要
一種用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法、介質(zhì)和裝置。所述方法包括停止使用自動精簡配置存儲設備所供應的被自動精簡配置的存儲單元上的存儲單元；向所述自動精簡配置存儲設備通知未使用的存儲單元。所述方法還可以包括響應于所述通知，收回所述未使用的存儲單元?？蛇x地，所述通知可以包括識別被釋放的存儲單元；以及將所述識別的結(jié)果傳送到所述存儲設備。在另一形式中，本發(fā)明涉及用于管理自動精簡配置存儲設備中的存儲的方法、介質(zhì)和裝置。所述方法包括供應被自動精簡配置的存儲單元；以及接收所述被自動精簡配置的存儲單元的一部分不再被使用的通知。所述方法還可以包括響應于所述通知，收回所述被自動精簡配置的存儲單元的所述一部分。在接收和收回之間，所述方法可以等待一段時間。
文檔編號G06F3/06GK101918913SQ200880110232
公開日2010年12月15日 申請日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者G·佩爾茨, M·C·海伊 申請人:日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司