專利名稱：用于虛擬磁帶庫系統(tǒng)中的優(yōu)化回收處理的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)序媒體的存儲管理領(lǐng)域，更具體地，其涉及諸如虛擬磁帶庫中的虛擬磁帶的虛擬化時(shí)序媒體的自治回收處理。
背景技術(shù)：
諸如IBM Tivoli Storage Manager、 Symantec Netbackup 或 EMCLegatoNetworker之類的存儲管理應(yīng)用執(zhí)行諸如備份、歸檔和分級存儲管理之類的不同數(shù)據(jù)存儲操作。存儲管理應(yīng)用使用諸如虛擬磁帶之類的時(shí)序媒體主要針對比物理磁帶上的數(shù)據(jù)被更頻繁訪問的數(shù)據(jù)進(jìn)行成本有效的存儲。虛擬磁帶典型地由虛擬磁帶庫進(jìn)行仿真。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的虛擬磁帶庫包括執(zhí)行磁 帶虛擬化軟件的計(jì)算系統(tǒng)。該磁帶虛擬化軟件仿真虛擬磁帶驅(qū)動(dòng)器、虛擬磁帶庫和虛擬磁帶。虛擬磁帶庫經(jīng)由接口以及諸如存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)或局域網(wǎng)(LAN)之類的網(wǎng)絡(luò)連接到存儲管理應(yīng)用。存儲管理應(yīng)用將虛擬磁帶設(shè)備和虛擬磁帶僅“視為”真實(shí)的磁帶設(shè)備。當(dāng)存儲管理應(yīng)用對虛擬磁帶進(jìn)行寫入時(shí)，該虛擬磁帶被存儲在也包括在虛擬磁帶庫中的磁盤系統(tǒng)中。虛擬磁帶庫中的每個(gè)虛擬磁帶具有唯一的序列號，該序列號也被稱作VOLSER。VOLSER允許唯一識別虛擬磁帶庫中的虛擬磁帶。就像真實(shí)的磁帶一樣，虛擬磁帶無法被以隨機(jī)的方式寫入，而是要從開頭向結(jié)尾進(jìn)行順序?qū)懭?。因此，不可能向磁帶上的任意位置寫入?shù)據(jù)，而是僅在上次寫操作已經(jīng)在超出那里之處結(jié)束的位置寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)磁帶上的數(shù)據(jù)需要被重寫時(shí)，則磁帶必須再次從開頭開始寫入。隨著已經(jīng)被寫入虛擬磁帶的數(shù)據(jù)到期，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)或部分?jǐn)?shù)據(jù)變?yōu)榉腔顒?dòng)的。其余數(shù)據(jù)仍然是活動(dòng)的。圖I示出并例示了虛擬磁帶100上的活動(dòng)數(shù)據(jù)102和非活動(dòng)數(shù)據(jù)104?；顒?dòng)數(shù)據(jù)是仍然有效并且可能被用于恢復(fù)的數(shù)據(jù)。非活動(dòng)數(shù)據(jù)通常已經(jīng)到期并且不再有效。因此，非活動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上由整個(gè)磁帶容量減去活動(dòng)數(shù)據(jù)所代表。非活動(dòng)數(shù)據(jù)是VTL的磁盤系統(tǒng)中存儲空間的浪費(fèi)，原因在于該數(shù)據(jù)不再被需要并且潛在地可能被刪除。虛擬磁帶上隨著時(shí)間變?yōu)榉腔顒?dòng)的數(shù)據(jù)越多，虛擬磁帶上被浪費(fèi)的存儲容量就更多，這是因?yàn)榫哂蟹腔顒?dòng)數(shù)據(jù)104的點(diǎn)(spot)無法有選擇地被重寫。此外，磁帶上的數(shù)據(jù)通常并不是按順序到期，如圖I所示，這在磁帶上的活動(dòng)數(shù)據(jù)部分之間留下了具有非活動(dòng)數(shù)據(jù)的間隙。
例如，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的諸如在虛擬磁帶庫IBM TS7500中仿真的IBM TS1130的虛擬磁帶具有ITB的容量。如果這樣的虛擬磁帶剩余50%的活動(dòng)數(shù)據(jù)，則有500GB的存儲容量被浪費(fèi)-這是因?yàn)槠淙匀挥商摂M磁帶庫進(jìn)行分配，而不再被應(yīng)用軟件所引用。虛擬磁帶僅在所有活動(dòng)數(shù)據(jù)都到期或者所有活動(dòng)數(shù)據(jù)都已經(jīng)被移動(dòng)到另一個(gè)虛擬磁帶時(shí)才能夠被重新使用。虛擬磁帶需要為空以便從開頭被重新用于新的備份。將活動(dòng)數(shù)據(jù)102移動(dòng)到另一個(gè)虛擬磁帶也被稱作回收(reclamation)。存儲管理應(yīng)用實(shí)施回收處理。回收處理監(jiān)視已經(jīng)被寫滿的每個(gè)虛擬磁帶上的活動(dòng)數(shù)據(jù)的量。典型地，具有用戶可以設(shè)置的閾值-也被稱作回收閾值-并且如果活動(dòng)數(shù)據(jù)的量低于該閾值，則存儲管理軟件就自動(dòng)將剩余的活動(dòng)數(shù)據(jù)從該源虛擬磁帶復(fù)制到在此時(shí)處于空或填充狀態(tài)的目標(biāo)虛擬磁帶。在回收處理結(jié)束時(shí)，源磁帶為空并且能夠被從磁帶開頭處重新使用。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的該回收處理具有以下缺陷I.回收處理由存儲管理服務(wù)器來執(zhí)行，這消耗了存儲管理服務(wù)器上附加的計(jì)算資源。2.回收處理要求兩個(gè)虛擬設(shè)備一個(gè)用于讀取數(shù)據(jù)以及一個(gè)用于寫入數(shù)據(jù)。3.在回收期間，要利用存儲管理服務(wù)器和虛擬磁帶設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)。4.在一個(gè)輸出虛擬磁帶變滿的情況下，可能屬于一起的數(shù)據(jù)集合或文件可能在回收期間被寫入兩個(gè)不同的虛擬磁帶。這導(dǎo)致了較長的恢復(fù)時(shí)間。5.為了保持以上兩種原因的影響小，典型地建議在時(shí)序媒體上存在30%或更少的活動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)開始回收處理。然而，這使得可用存儲容量大幅減少-理論上為70%，實(shí)際通常為50% ο6.回收之后不包含活動(dòng)數(shù)據(jù)的虛擬磁帶在回收處理之后仍然消耗整體容量(非活動(dòng)數(shù)據(jù))，這是因?yàn)榭臻g僅在所回收的虛擬磁帶被應(yīng)用軟件從磁帶開頭(主機(jī)塊(hostblock)O)重新寫入時(shí)才被釋放。因此，需要一種克服根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的回收處理的這些缺陷的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于管理虛擬磁帶庫系統(tǒng)中的虛擬磁帶的改進(jìn)方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的該目的通過所附有的獨(dú)立權(quán)利要求中所提到的特征而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明另外的有利配置和實(shí)施例在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中給出?，F(xiàn)在將參考所附權(quán)利要求。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所發(fā)明的系統(tǒng)包括對虛擬磁帶庫系統(tǒng)(VTL系統(tǒng))中的虛擬磁帶進(jìn)行管理的存儲管理應(yīng)用，其能夠識別給定源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址；所述存儲管理應(yīng)用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接至所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)，并且能夠發(fā)送指示所述VTL系統(tǒng)執(zhí)行自治回收的命令。VTL系統(tǒng)的特征在于所發(fā)明的回收邏輯，其將存儲管理應(yīng)用所寫入的每個(gè)主機(jī)塊唯一地映射至所述VTL系統(tǒng)的磁盤系統(tǒng)上的塊。結(jié)合存儲管理應(yīng)用，其執(zhí)行實(shí)施自治回收的方法，上述方法的特征在于步驟a)存儲管理應(yīng)用確定源虛擬磁帶要求回收，b)存儲管理應(yīng)用識別源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且以升序?qū)K地址進(jìn)行排序，c)存儲管理應(yīng)用識別具有足夠的空閑容量來存儲所述源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的目標(biāo)虛擬磁帶以及所述目標(biāo)虛擬磁帶上最后寫入的塊地址，d)存儲管理向VTL系統(tǒng)發(fā)送指示其執(zhí)行回收的命令，該命令包括關(guān)于所述源和所述目標(biāo)虛擬磁帶、表示源虛擬磁帶上的活動(dòng)數(shù)據(jù)的塊地址的有序列表以及目標(biāo)虛擬磁帶上的開始塊地址的信息，
e) 一旦接收到命令，所述回收邏輯僅通過更新主機(jī)塊至磁盤塊的映射表而將所述源卷的活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊在所述開始塊地址處開始引用至所述目標(biāo)虛擬磁帶，并且向存儲管理應(yīng)用發(fā)送針對回收命令的完成消息；以及f) 一旦接收到針對回收命令的完成消息，存儲管理應(yīng)用通過去除源卷的所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊并且將所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊在開始主機(jī)塊地址處開始添加到目標(biāo)卷來更新塊映射表。在任選的下一個(gè)步驟中，回收邏輯從主機(jī)塊到磁盤塊的映射表中去除源虛擬磁帶的所有主機(jī)塊地址以便釋放VTL系統(tǒng)中的空間。由于源虛擬磁帶的存儲空間已經(jīng)被回收，所以之前存儲在所述源虛擬磁帶上的數(shù)據(jù)就不再被需要。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)由映射表進(jìn)行主機(jī)塊到磁盤塊的映射。磁盤塊可能由磁盤系統(tǒng)上的塊所代表?？商鎿Q地，其可以由文件系統(tǒng)中的文件所代表。
所發(fā)明的回收邏輯包括另外的方法，其攔截寫入命令并且依據(jù)寫入命令更新主機(jī)塊到磁盤塊的映射表。所發(fā)明的回收邏輯進(jìn)一步包括一種方法，其攔截讀取命令并且基于所述映射表確定適當(dāng)?shù)拇疟P塊。本發(fā)明進(jìn)一步提供了第二方面，其中與存儲管理應(yīng)用相結(jié)合的所述回收邏輯包括另外的方法，其通過以下步驟從VTL磁盤系統(tǒng)刪除給定源虛擬卷的非活動(dòng)數(shù)據(jù)I.存儲管理應(yīng)用通過將非活動(dòng)數(shù)據(jù)的相對量與閾值相比較來確定源虛擬磁帶具有特定百分比的非活動(dòng)數(shù)據(jù)，2.存儲管理應(yīng)用識別源虛擬磁帶的非活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，3.存儲管理向VTL系統(tǒng)發(fā)送指示其刪除以上所識別的源虛擬卷的非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的命令，4. 一旦接收到命令，所發(fā)明的回收邏輯就通過從主機(jī)塊至磁盤塊的映射表去除非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊來刪除非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊。這將釋放磁盤塊，上述磁盤塊現(xiàn)在能夠被用于新數(shù)據(jù)。所發(fā)明的方法和相應(yīng)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的VTL系統(tǒng)相結(jié)合地利用以下特征克服了現(xiàn)有技術(shù)的存儲管理應(yīng)用的上述缺陷I.回收不是由存儲管理服務(wù)器而是由VTL系統(tǒng)自身來執(zhí)行。這節(jié)約了存儲管理應(yīng)用的性能。2.無需借助于虛擬磁帶來執(zhí)行回收。3.由于回收處理并不移動(dòng)任何數(shù)據(jù)，所以不利用存儲管理服務(wù)器和虛擬磁帶驅(qū)動(dòng)器之間的存儲網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行回收處理。4.代表活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)集合或文件都將保留在相同的目標(biāo)虛擬磁帶上，這優(yōu)化了恢復(fù)性能并且節(jié)約了虛擬磁帶驅(qū)動(dòng)器的資源。5.回收處理能夠在任意時(shí)間執(zhí)行，原因在于其使得對存儲管理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的影響最小化。6.存儲容量得到有效管理，這因?yàn)閬碜栽刺摂M磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)塊并沒有被復(fù)制而是被引用至目標(biāo)虛擬磁帶，而且因?yàn)閯h除了非活動(dòng)數(shù)據(jù)。因此，換句話說，本發(fā)明通過引用活動(dòng)數(shù)據(jù)塊而并不移動(dòng)任何數(shù)據(jù)并且刪除非活動(dòng)的到期數(shù)據(jù)塊而提供了虛擬磁帶庫中有效的空間管理。因此，利用本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)的磁帶訪問(讀、寫、定位)保持不變并且并不要求對存儲管理應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。所發(fā)明的回收的實(shí)施可以利用現(xiàn)有技術(shù)中諸如SCSI模式選擇命令之類的SCSI命令來實(shí)現(xiàn)。


本發(fā)明通過示例進(jìn)行圖示并且并不被附圖的圖形形狀所限制，其中圖1圖示了磁帶上的活動(dòng)數(shù)據(jù)和非活動(dòng)數(shù)據(jù)的示例，圖2圖示了用于所發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例的所發(fā)明硬件和軟件環(huán)境的最為基本的結(jié)構(gòu)組件，圖3、圖4、圖5和圖6圖示了在所發(fā)明的回收處理期間更新的具有塊映射表的表304的示例，圖7圖示了所發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例中最為重要的步驟的控制流程，圖8A圖示了根據(jù)SCSI TlO標(biāo)準(zhǔn)的MODE SELECT命令，圖SB圖示了根據(jù)所發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例、依據(jù)M0DESELECT命令發(fā)送并且被用來指示VTL執(zhí)行回收的模式頁面25h，圖SC圖示了根據(jù)所發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例、依據(jù)M0DESELECT命令發(fā)送并且被用來指示VTL刪除非活動(dòng)數(shù)據(jù)的模式頁面26h。
具體實(shí)施例方式總體上參考附圖并且現(xiàn)在特別參考圖2，磁帶管理系統(tǒng)300的所發(fā)明實(shí)施例包括在主機(jī)計(jì)算系統(tǒng)202上運(yùn)行的存儲管理應(yīng)用204。存儲管理系統(tǒng)對虛擬磁帶庫(VTL) 310中所包括的虛擬磁帶進(jìn)行管理。針對其上寫有數(shù)據(jù)的每個(gè)虛擬磁帶，存儲管理系統(tǒng)204維護(hù)將諸如文件(列I)的對象映射到VOLSER所表示的所述虛擬磁帶(列3)上的主機(jī)塊地址(列2)的表208-V0LSER唯一識別VTL中的每個(gè)虛擬磁帶-這是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)。存儲管理系統(tǒng)204經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)220連接到虛擬磁帶庫系統(tǒng)310，網(wǎng)絡(luò)220可能是基于光纖信道的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)或者基于以太網(wǎng)的局域網(wǎng)(LAN)，等等。虛擬磁帶庫系統(tǒng)310包括運(yùn)行虛擬化程序的計(jì)算系統(tǒng)212以及用來存儲虛擬磁帶的數(shù)據(jù)的磁盤系統(tǒng)214。所發(fā)明的虛擬磁帶庫系統(tǒng)進(jìn)一步包括管理表304的所發(fā)明的回收邏輯302。在表304中，所發(fā)明的回收邏輯將VOLSER所表示的每個(gè)虛擬磁帶(列3)的主機(jī)塊(列2)唯一映射到磁盤系統(tǒng)214的磁盤塊(列I)。磁盤塊可以是VTL系統(tǒng)中所包括的磁盤設(shè)備上的塊，或者其可以由根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在VTL系統(tǒng)310的磁盤系統(tǒng)上存儲數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)所代表。主機(jī)塊是存儲管理應(yīng)用204向虛擬磁帶進(jìn)行寫入的塊。如圖3的表I所示(第二行)，磁盤塊(列I)包含與具有VOLSER 123456 (列3)的虛擬磁帶相關(guān)的主機(jī)塊0(列2)的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，磁盤塊I (第三行)包含虛擬磁帶123456的主機(jī)塊I的數(shù)據(jù)。磁盤塊3 (第四行)包含虛擬磁帶123456的主機(jī)塊3的數(shù)據(jù)。第五行表示針對VOLSER 123456或其它VOLSER的主機(jī)塊至磁盤塊的映射的繼續(xù)，直至磁盤塊227。磁盤塊228 (第六行)包含與具有VOLSER 654321的另一個(gè)虛擬磁帶相關(guān)的主機(jī)塊O的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，磁盤塊229 (第七行)包含針對虛擬磁帶654321的主機(jī)塊I的數(shù)據(jù)，等等。接下來，另外參考圖7，將通過所發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例更為詳細(xì)地描述所發(fā)明的活動(dòng)數(shù)據(jù)的回收處理。圖7圖示了其最為重要的步驟的控制流程。
在第一步驟710中，存儲管理應(yīng)用204確定VOLSER所表示的源虛擬磁帶要求回收過程的必要性。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這可以基于與用戶所定義的回收閾值的比較。在步驟720，存儲管理應(yīng)用204識別所述源虛擬磁帶中包含活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有主機(jī)塊并且以升序?qū)υ摿斜磉M(jìn)行排序，步驟730。其由此使用表208，該表208將所述源虛擬磁帶上所存儲的所有對象(文件)映射到實(shí)際對象相關(guān)的數(shù)據(jù)在所述源虛擬磁帶上存儲的主機(jī)塊。因此，存儲在存儲管理應(yīng)用的知識庫206中的表208包括所述源虛擬磁帶的所有活動(dòng)數(shù)據(jù)塊。在步驟740，存儲管理應(yīng)用204識別VOLSER所表示的目標(biāo)虛擬磁帶以及要寫入活動(dòng)數(shù)據(jù)的開始塊地址。所述目標(biāo)虛擬磁帶的開始塊地址從表208得出，并且等同于已經(jīng)寫入最后數(shù)據(jù)的主機(jī)塊地址遞增I。在步驟760，存儲管理應(yīng)用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)220向虛擬磁帶系統(tǒng)310的回收邏輯302發(fā)送回收命令，回收命令包括活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的列表、源和目標(biāo)虛擬磁帶的VOLSER以及目標(biāo)虛、擬磁帶上的開始主機(jī)塊地址?；厥彰羁梢允请S后跟有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SCSI TlO標(biāo)準(zhǔn)的定制模式頁面的MODE SELECT (模式選擇)命令。隨后使用圖8A和8B對所述SCSI模式選擇命令進(jìn)行解釋。響應(yīng)于接收到該回收命令，回收邏輯302在步驟770中通過將具有源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的主機(jī)塊在表304中的開始主機(jī)塊地址處開始映射到目標(biāo)虛擬磁帶的主機(jī)塊。在步驟780，根據(jù)過程770中的回收處理更新表304，并且根據(jù)回收命令更新表208，由此源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊被指定給目標(biāo)虛擬磁帶?；厥者壿?02所執(zhí)行的該回收過程770自身包括步驟I.接收模式選擇命令500 (圖8A)并且基于模式頁面600將其識別為回收命令(圖8B)，步驟 770。2.從所述命令確定源和目標(biāo)虛擬磁帶并且驗(yàn)證這些磁帶存在于虛擬磁帶庫中。3.從所述命令確定與源虛擬磁帶相關(guān)的活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的列表并且驗(yàn)證這些塊存在于表304中(第二列和第三列)。4.從所述命令確定目標(biāo)虛擬磁帶的開始主機(jī)塊地址，并且使用表304的第二列和第三列驗(yàn)證開始塊地址沒有超出目標(biāo)虛擬磁帶處的數(shù)據(jù)的末尾。在該上下文中應(yīng)當(dāng)注意的是，數(shù)據(jù)的末尾由已經(jīng)被最后寫入目標(biāo)虛擬磁帶的主機(jī)塊地址所識別。5.通過更新表304將源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)塊在目標(biāo)虛擬磁帶的開始塊地址處開始以連續(xù)順序弓I用至目標(biāo)虛擬磁帶。6.任選地從表304的列2和列3刪除源虛擬磁帶的所有主機(jī)塊。7.利用適當(dāng)?shù)耐瓿上⑼瓿擅睢！┙邮盏酵瓿上ⅲ鎯芾響?yīng)用204就通過將步驟760中所發(fā)送的回收命令中包括的所有活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊地址(表208的列2)在開始主機(jī)塊地址處開始指定給目標(biāo)虛擬磁帶(表208的列3)，并且從表208去除源虛擬卷的所有活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊地址來更新表 208。例如-根據(jù)圖3，表I-存儲管理應(yīng)用確定具有V0LSER123456的源虛擬磁帶要求回收?；顒?dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊是塊O和塊2。存儲管理應(yīng)用進(jìn)一步識別出目標(biāo)虛擬磁帶654321具有兩個(gè)將塊2指示為開始地址的塊(O和I)。存儲管理應(yīng)用向所發(fā)明的VTL系統(tǒng)發(fā)送隨后跟有圖8B的模式頁面600的模式選擇命令(圖8A中的500)，其包括以下模式頁面參數(shù)-源volser 123456 (圖 8B 中的⑶6)-活動(dòng)數(shù)據(jù)塊:0,2( 8B中的612和614)-目標(biāo)volser :654321 (圖部中的⑶8)-目標(biāo)開始塊地址2(圖8B中的610)以上所解釋的所發(fā)明方法更新表1，產(chǎn)生圖4所描繪的表2。在表2中(第二和第四行)，存在于磁盤塊O和2上的源虛擬磁帶123456的活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊O和2被附加地映射到虛擬磁帶654321的主機(jī)塊2和3，這是因?yàn)樘摂M磁帶654321的開始地址是2。因此磁盤塊O和2被具有VOLSER 123456和654321的虛擬磁帶所共享。 在跟隨于步驟780之后的任選步驟中，源虛擬磁帶123456的所有主機(jī)塊地址被回收邏輯從表304刪除。該操作的結(jié)果在圖5的表3中示出。通過去除VOLSER 123456的主機(jī)塊更新表3中列2的第二、第三和第四行，這使得磁盤塊I變?yōu)榭臻e并且可用于新數(shù)據(jù)。接下來，將更為詳細(xì)地對一般的讀和寫處理進(jìn)行描述所發(fā)明的VTL系統(tǒng)310實(shí)施一種方法，其中存儲管理應(yīng)用每次對虛擬磁帶進(jìn)行寫入時(shí)，就通過將所寫入的主機(jī)塊映射到存儲數(shù)據(jù)的磁盤塊來更新表304。寫入命令由此沒有被改變并且因此對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)，例如SCSI寫命令。所發(fā)明的VTL系統(tǒng)310、特別是所發(fā)明的回收邏輯302攔截相應(yīng)的寫命令，更新表304并且隨后執(zhí)行寫命令。寫命令一直被指向特定的虛擬磁帶。寫命令在虛擬磁帶已經(jīng)被定位的位置處執(zhí)行。所發(fā)明的方法包括以下步驟I.接收寫命令，2.識別當(dāng)前位置并且將其轉(zhuǎn)換為開始主機(jī)塊地址，3.識別虛擬磁帶序列號，4.識別沒有使用的開始磁盤塊地址(表304中的列2和列3為空)，5.通過將數(shù)據(jù)從開始主機(jī)塊地址連續(xù)寫入在所述開始磁盤塊地址開始的相對應(yīng)的磁盤塊地址來執(zhí)行寫命令，6.識別表304中等于或大于所述開始主機(jī)塊地址的所有主機(jī)塊地址(處于之前所確定的當(dāng)前位置處的地址)，7.從表304刪除所述虛擬磁帶的所述所識別主機(jī)塊地址。以上的步驟6和步驟7確保了當(dāng)主機(jī)塊被重寫時(shí)，它們被從表304中消除。例如，當(dāng)虛擬磁帶被從開頭(主機(jī)塊O)寫入時(shí)，所有之前所寫入的主機(jī)塊都為空并且將通過步驟6和7被刪除。所發(fā)明的VTL系統(tǒng)310實(shí)施另外的方法，其處理讀命令。當(dāng)接收到讀命令時(shí)_諸如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SCSI讀命令-VTL系統(tǒng)確定遭受讀命令的虛擬磁帶的當(dāng)前位置，將該當(dāng)前位置映射到開始主機(jī)塊，使用表304的列I和2識別被映射到所述開始主機(jī)塊的磁盤塊，并且根據(jù)讀命令所請求的塊數(shù)目以連續(xù)順序從所述開始磁盤塊讀取數(shù)據(jù)。非活動(dòng)數(shù)據(jù)處理除了以資源節(jié)約的模式執(zhí)行回收之外，本發(fā)明可以被擴(kuò)展到從虛擬磁帶系統(tǒng)的磁盤系統(tǒng)刪除與虛擬磁帶相關(guān)的非活動(dòng)數(shù)據(jù)。這通過刪除不再需要的數(shù)據(jù)而有助于減少所使用的磁盤容量。以下對用于非活動(dòng)數(shù)據(jù)處理的處理進(jìn)行描述存儲管理應(yīng)用204識別VOLSER所表示的給定虛擬磁帶的包含非活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有主機(jī)塊。由此使用將給定虛擬磁帶上所存儲的所有對象(例如，文件)映射到磁帶上存儲與對象相關(guān)的數(shù)據(jù)的塊的表208。存儲在存儲管理應(yīng)用的知識庫206中的表208包括所述虛擬磁帶的所有活動(dòng)數(shù)據(jù)塊。確定非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊實(shí)質(zhì)上是通過從與給定虛擬磁帶相關(guān)的所有數(shù)據(jù)主機(jī)塊減去活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的集合來進(jìn)行的。存儲管理應(yīng)用204向所發(fā)明的VTL系統(tǒng)310發(fā)送諸如圖8A中的SCSI模式選擇命令500的命令，該命令后跟有包括源虛擬磁帶(圖SC中的806)的volser和所述所識別的與源虛擬卷相關(guān)的非活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊(圖8C中的808-812)的列表的模式頁面800。響應(yīng)于接收到該命令，回收邏輯302從表304刪除該非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的列表中所識別的主機(jī)塊，這包括以下步驟 I.接收圖8A中的模式選擇命令500和模式頁面800 (圖8C)，并且將其識別為用來基于模式頁面代碼刪除虛擬磁帶的非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的命令。2.從所述模式頁面800 (圖8C)確定源虛擬磁帶(圖8C中的806)并且驗(yàn)證該磁帶存在于虛擬磁帶庫中。3.從所述模式頁面800 (圖SC)確定與源虛擬磁帶相關(guān)的非活動(dòng)數(shù)據(jù)(圖SC中的808-812)的列表并且驗(yàn)證這些塊存在于表304中(第二和第三列)。4.從表304的列2刪除所述列表所識別的每個(gè)塊地址。5.以適當(dāng)狀態(tài)完成命令。例如，假設(shè)虛擬磁帶654321在主機(jī)塊I和3具有非活動(dòng)數(shù)據(jù)。存儲管理應(yīng)用基于表208識別它并且向VTL系統(tǒng)300發(fā)送后跟有模式頁面800 (圖8C)的模式選擇命令500 (圖8A)，模式頁面800包括磁帶654321的VOLSER以及非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊I和3的列表。響應(yīng)于此，所發(fā)明的回收邏輯從表304去除這些塊，如圖6中的表4所圖示。在表4中，通過去除主機(jī)塊3(列2)和VOLSER 654321 (列3)來更新第四行。通過去除主機(jī)塊I (列2)和VOLSER 654321 (列3)來更新第七行。因此，磁盤塊2和229被釋放并且能夠被用于新數(shù)據(jù)。存儲管理應(yīng)用204能夠使用SCSI模式選擇命令來指示虛擬磁帶庫根據(jù)圖7的步驟760執(zhí)行回收。這樣的SCSI模式的示例在圖8A中示出。SCSI模式選擇命令(500)基本從現(xiàn)有技術(shù)所知。模式選擇命令允許存儲管理應(yīng)用204向虛擬磁帶庫310發(fā)送模式頁面。該命令具有15h的命令代碼502，其中后綴h表示十六進(jìn)制或基數(shù)16。該命令代碼向虛擬磁帶庫指示這是模式選擇命令。參數(shù)列表長度504指定了以字節(jié)為單位的所要傳輸?shù)哪Ｊ巾撁?00或800的大小。在發(fā)送該命令之后，存儲管理應(yīng)用將發(fā)送實(shí)際的模式頁面600或800。模式選擇命令500后跟有模式參數(shù)報(bào)頭(現(xiàn)有技術(shù)，未示出)、塊描述符(現(xiàn)有技術(shù)，未示出)以及一個(gè)或多個(gè)模式頁面，諸如圖8B的模式頁面600或圖SC的800。圖8B的模式頁面600被存儲管理應(yīng)用用來指示VTL系統(tǒng)執(zhí)行回收。模式頁面600具有25h的頁面代碼(602)，其中后綴h表示十六進(jìn)制或基數(shù)16。字段參數(shù)頁面長度(604)指定了以字節(jié)為單位的模式頁面的長度。在該示例中，模式頁面600的長度為(22+2*N)字節(jié)，其中N表示圖7的步驟720中所識別的活動(dòng)數(shù)據(jù)塊地址的數(shù)目。字段606指定了圖7的步驟710中所確定的被回收的VOLSER所表示的源虛擬磁帶。字段608指定了圖7的步驟740所確定的VOLSER所表示的目標(biāo)虛擬磁帶。字段610包括圖7的步驟740所確定的目標(biāo)虛擬磁帶的開始主機(jī)塊地址。字段612、614和618包括已經(jīng)在圖7的步驟720中被識別的源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊地址1、2和N。N是步驟720中所確定的最后的主機(jī)塊地址的編號。一旦接收到后跟有模式頁面25h(600)的模式選擇命令500，回收邏輯302就執(zhí)行如圖7的步驟770中所概述的回收。圖SC的模式頁面800被存儲管理應(yīng)用用來指示VTL系統(tǒng)刪除非活動(dòng)數(shù)據(jù)。模式頁面800具有頁面代碼(802) 26h，其中后綴h表示十六進(jìn)制或基數(shù)16。字段參數(shù)頁面長度(804)指定了以字節(jié)為單位的模式頁面的長度。在該示例中，模式頁面的長度為(10+2*N)字節(jié)，其中N表示圖7的步驟720中所識別的非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊地址的數(shù)目。字段806指定了要針對其刪除非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的VOLSER所表示的源虛擬磁帶。字段808、810和812包括與源虛擬磁帶相關(guān)的應(yīng)當(dāng)被刪除的非活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊地址。一旦接收到后跟有模式頁面26h(800)的模式選擇命令500，回收邏輯302根據(jù)源卷(字段806)(表304的列3)從表304 (列2)去除所有非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊地址(圖8中的模式頁面26h的字段808,810和812)。本發(fā)明可以采取完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例或者包含硬件和軟件元素二者的實(shí)施例的形式。在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明以軟件實(shí)現(xiàn)，其包括但不限于固件、常駐軟件、微代碼等。此外，本發(fā)明可以采取從計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可訪問的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，其提供程序代碼以便由計(jì)算機(jī)或任意指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或接合計(jì)算機(jī)或任意指令執(zhí)行系統(tǒng)使用。出于該描述的目的，計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、存儲、傳輸、傳播或傳送程序以便被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備所使用或者與之相結(jié)合使用的任意裝置。介質(zhì)可以是電、磁、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或者裝置或設(shè)備)或者傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲器、磁帶、可移動(dòng)計(jì)算機(jī)卡帶、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、固化磁盤和光盤。光盤的當(dāng)前示例包括緊致盤-只讀存儲器(CD-ROM)、緊致盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。適于存儲和/或執(zhí)行程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將包括至少一個(gè)直接或通過系統(tǒng)總線間接耦合到存儲器元件的處理器。存儲器元件可以包括在程序代碼的實(shí)際執(zhí)行期間所采用的本地存儲器、大容量存儲，以及提供至少一些程序代碼的臨時(shí)存儲以便減少在執(zhí)行期間必須從大容量存儲檢索代碼的次數(shù)的高速緩存存儲器。輸入/輸出或I/O設(shè)備(包括但不限于鍵盤、顯示器、指示設(shè)備等)可以直接或者通過中間的I/o控制器耦合到系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)適配器也可以耦合到系統(tǒng)以使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠變得通過中間的私有或公眾網(wǎng)絡(luò)耦合到其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或遠(yuǎn)程打印機(jī)或存儲設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和以太網(wǎng)卡僅是一些當(dāng)前可用類型的網(wǎng)絡(luò)適配器。
權(quán)利要求
1.一種用于管理虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)中的虛擬磁帶的方法，其中存儲管理應(yīng)用(204)能夠使用塊映射表(208)識別給定源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且其中所述存儲管理應(yīng)用(204)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(220)連接到所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)并且能夠發(fā)送指示所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)執(zhí)行回收過程的命令，其特征在于 回收邏輯(302)在主機(jī)塊至磁盤塊的映射表(304)中將所述存儲管理應(yīng)用(204)所寫入的每個(gè)主機(jī)塊唯一地映射到所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)的磁盤系統(tǒng)上的相應(yīng)磁盤塊，在該方法中執(zhí)行以下步驟 a)所述存儲管理應(yīng)用確定(710)源虛擬磁帶要求回收， b)所述存儲管理應(yīng)用識別(720)源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且以升序?qū)λ鰤K地址進(jìn)行排序(730)， c)所述存儲管理應(yīng)用識別(740)具有足夠的空閑容量來存儲所述源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的目標(biāo)虛擬磁帶以及所述目標(biāo)虛擬磁帶上最后寫入的塊地址， d)所述存儲管理應(yīng)用向所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)發(fā)送(760)指示其執(zhí)行回收的回收命令，所述回收命令包括關(guān)于所述源、所述目標(biāo)虛擬磁帶、活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的所述列表以及所述目標(biāo)虛擬磁帶的所述最后寫入的塊地址的信息， e)一旦接收到所述回收命令，所發(fā)明的回收邏輯僅通過更新(780)所述主機(jī)塊至磁盤塊的映射表而將所述源卷的所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊在開始塊地址處開始引用至所述目標(biāo)虛擬磁帶(步驟770)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)ー步包括步驟 一旦所述回收命令完成(780)，所述存儲管理應(yīng)用通過去除所述源卷的所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊并且將所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊在所述開始主機(jī)塊地址處開始添加到所述目標(biāo)卷來更新所述塊映射表(208)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)ー步包括另外的步驟 所述回收邏輯識別所述源虛擬磁帶的所有主機(jī)塊地址并且從所述主機(jī)塊至磁盤塊的映射表去除所述地址以便釋放所述VTL系統(tǒng)中的空間。
4.分別根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其中所述回收步驟利用模式頁面通過SCSI模式選擇命令來實(shí)施，所述模式頁面包括分別執(zhí)行回收或非活動(dòng)數(shù)據(jù)處理所必需的信O
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的方法，進(jìn)ー步包括另外的步驟 a)所述存儲管理應(yīng)用(204)識別VOLSER所表示的給定源虛擬磁帶的包含非活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有主機(jī)塊， b)所述存儲管理應(yīng)用(204)向所述虛擬庫(VTL)系統(tǒng)(310)發(fā)送所述源虛擬磁帶的所述volser以及所述所識別的非活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的列表， c)響應(yīng)于接收到所述列表，所述VTL系統(tǒng)(310)的所述回收邏輯(302)從所述表(304)刪除該非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的列表中所識別的所述所有主機(jī)塊，其中所述刪除通過以下步驟執(zhí)行 1)接收命令并且將所述命令識別為用來基于命令代碼刪除虛擬磁帶的非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊的命令， 2)從所述命令確定相關(guān)聯(lián)的源虛擬磁帶并且驗(yàn)證所述磁帶存在于所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)中， 3)從所述命令確定與所述源虛擬磁帶相關(guān)的所述非活動(dòng)數(shù)據(jù)的列表并且驗(yàn)證所述塊存在于所述表(304)中， 4)刪除表304的所述列表所識別的每個(gè)塊地址， 5)以適當(dāng)狀態(tài)完成所述命令。
6.一種用于管理虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)中的虛擬磁帶的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中存儲管理應(yīng)用(204)能夠識別給定源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且其中所述存儲管理應(yīng)用(204)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)并且能夠發(fā)送指示所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)執(zhí)行自治回收的命令，其中所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)的特征在于回收邏輯 (302)，其將所述存儲管理應(yīng)用(204)所寫入的每個(gè)主機(jī)塊唯一地映射到所述虛擬磁帶庫 系統(tǒng)(310)的磁盤系統(tǒng)上的磁盤塊。
7.一種用于管理虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)中的虛擬磁帶的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中存儲管理應(yīng)用(204)能夠識別給定源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且其中所述存儲管理應(yīng)用(204)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(220)連接到所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)并且能夠發(fā)送指示所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)執(zhí)行回收過程的命令，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括包含計(jì)算機(jī)可讀程序的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可讀程序包括功能性回收邏輯組件(302)，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，所述功能性回收邏輯組件(302)使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行步驟 所述回收邏輯(302)在主機(jī)塊至磁盤塊的映射表(304)中將所述存儲管理應(yīng)用(204)所寫入的每個(gè)主機(jī)塊唯一地映射到所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)的磁盤系統(tǒng)上的相應(yīng)磁盤塊，在所述邏輯中執(zhí)行以下步驟 a)所述存儲管理應(yīng)用確定(710)源虛擬磁帶要求回收， b)所述存儲管理應(yīng)用識別(720)源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址，并且以升序?qū)λ鰤K地址進(jìn)行排序(730)， c)所述存儲管理應(yīng)用識別(740)具有足夠的空閑容量來存儲所述源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的目標(biāo)虛擬磁帶以及所述目標(biāo)虛擬磁帶上最后寫入的塊地址， d)所述存儲管理應(yīng)用向所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)(310)發(fā)送(760)指示其執(zhí)行回收的回收命令，所述回收命令包括關(guān)于所述源、所述目標(biāo)虛擬磁帶、活動(dòng)數(shù)據(jù)主機(jī)塊的所述列表以及所述目標(biāo)虛擬磁帶的所述最后寫入的塊地址的信息， e)一旦接收到所述回收命令，所發(fā)明的回收邏輯僅通過更新(780)所述主機(jī)塊至磁盤塊的映射表而將所述源卷的所述活動(dòng)數(shù)據(jù)塊在開始塊地址處開始引用至所述目標(biāo)虛擬磁帶(步驟770)。
全文摘要
本發(fā)明涉及時(shí)序媒體的存儲管理的領(lǐng)域，更具體地，其涉及諸如虛擬磁帶庫中的虛擬磁帶之類的虛擬化時(shí)序媒體的自治回收處理。為了提供一種用于對虛擬磁帶庫系統(tǒng)中的虛擬磁帶進(jìn)行管理的改進(jìn)方法和系統(tǒng)，所發(fā)明的系統(tǒng)包括對虛擬磁帶庫系統(tǒng)(VTL系統(tǒng))中的虛擬磁帶進(jìn)行管理的存儲管理應(yīng)用，其能夠識別給定源虛擬磁帶的活動(dòng)數(shù)據(jù)的所有塊地址；所述存儲管理應(yīng)用經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接至所述虛擬磁帶庫系統(tǒng)，并且能夠發(fā)送指示所述VTL系統(tǒng)執(zhí)行自治回收的命令。VTL系統(tǒng)的特征在于所發(fā)明的回收邏輯，其將存儲管理應(yīng)用所寫入的每個(gè)主機(jī)塊唯一地映射至所述VTL系統(tǒng)的磁盤系統(tǒng)上的塊。結(jié)合存儲管理系統(tǒng)，其執(zhí)行一種用于執(zhí)行自治回收的方法。
文檔編號G06F3/06GK102667703SQ201080052602
公開日2012年9月12日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者N·豪斯汀, S·內(nèi)夫 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司