提高磁盘地址转换速度的方法、系统、设备和存储介质

摘要

本发明提供一种提高磁盘地址转换速度的方法、系统、设备和存储介质，方法包括：将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。本发明通过实现阵列逻辑地址规律化，提高地址转化的求解速度。

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘领域，更具体地，特别是指一种提高磁盘地址转换速度的方法、系统、设备和存储介质。

背景技术

独立的磁盘组成的具有冗余性的阵列广泛应用于存储系统中，冗余性磁盘阵列中含有多余磁盘即热备盘，当这一组磁盘阵列中出现故障盘时，热备盘通过重构任务代替坏盘，含有热备盘的阵列称为DRAID。简略介绍一下阵列空间分布的一种方式：磁盘阵列由10块磁盘组成。其中，每个条带由数据块Di和校验盘P、Q组成。条带中数据块校验块顺次排序。第一个条带stride 0排满后，接着继续排下一个条带的数据块和校验块。其中Q校验盘比其他盘均大一些，这是为了满足校验算法的需求而成，这样的空间分布构成每个pack（包）对齐。这样的空间分布形式，针对一块磁盘，strip（分块）的纵向关系是毫无规律的。

空间分布地址转化中常用的是给出磁盘地址，求出所在分块编号。具体算法较为复杂，需要求所在磁盘地址在所在pack的条带分布情况，例如：给定第三块磁盘以及磁盘地址，需要求解所在的分块编码。那么求解分块的编码的流程为：将stride 0的分块空间分布具体位置求出，计算出最后一个分块的磁盘地址若小于给定磁盘地址，继续计算stride 1的分块空间分布情况，按照规律一直计算。直到计算到stride 4内的分块最后一个分块的磁盘地址，等于给定磁盘地址。那么输出该分块的编码信息以及所在的条带信息输出结果。如上可见，实现该功能的算法相当复杂也非常耗时影响存储的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种提高磁盘地址转换速度的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本发明通过对冗余阵列的分块的空间位置进行散列分布，分块纵向顺次排序，实现阵列逻辑地址规律化，提高地址转化的求解速度。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种提高磁盘地址转换速度的方法，包括如下步骤：将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：在每个磁盘纵向分布中，分块编码递增，响应于超过条带的最大分块编码，从零开始循环。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：所述基准条带的最大分块编码对应磁盘的最大编码，所述基准条带的其他分块编码与磁盘编码一一对应；以及下一条带的分块编码相对上一条带相同的分块编码向第一方向移动一格。

在一些实施方式中，所述根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码包括：计算所述第一分块编码和所述偏移量的和，并将所述和对所述条带宽度进行取余运算以得到所述第二分块编码。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：判断所述第一磁盘编码是否大于所述第二磁盘编码；以及响应于所述第一磁盘编码大于所述第二磁盘编码，计算所述第一磁盘编码和最大磁盘编码的第一差值，并计算所述第二磁盘编码与最小磁盘编码的第二差值，根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号包括：将所述第一差值、所述第二差值和一相加以得到所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：响应于所述第一磁盘编码不大于所述第二磁盘编码，将所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码相减以得到所述待转换分块的条带号。

本发明实施例的另一方面，提供了一种提高磁盘地址转换速度的系统，包括：设置模块，配置用于将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；获取模块，配置用于获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；计算模块，配置用于确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及执行模块，配置用于确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。

本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。

本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。

本发明具有以下有益技术效果：通过对冗余阵列的分块的空间位置进行散列分布，分块纵向顺次排序，实现阵列逻辑地址规律化，提高地址转化的求解速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明提供的提高磁盘地址转换速度的方法的实施例的示意图；

图2为本发明提供的提高磁盘地址转换速度的系统的实施例的示意图；

图3为本发明提供的提高磁盘地址转换速度的计算机设备的实施例的硬件结构示意图；

图4为本发明提供的提高磁盘地址转换速度的计算机存储介质的实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明实施例的第一个方面，提出了一种提高磁盘地址转换速度的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的提高磁盘地址转换速度的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：

S1、将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；

S2、获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；

S3、确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及

S4、确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。

下表为本申请实施例中的随机矩阵的示例，根据以下示例对本申请实施例进行说明：

将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：在每个磁盘纵向分布中，分块编码递增，响应于超过条带的最大分块编码，从零开始循环。例如，磁盘编码为0的这一列，分块编码从0开始递增，磁盘编码为3的这一列，分块编码从3开始递增，当超过条带的最大分块编码4又从零开始循环，本发明实施例中的最大分块编码为4，但是这并不是对最大分块编码的限制，其他实施例中最大分块编码可以设置为其他的数值。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：所述基准条带的最大分块编码对应磁盘的最大编码，所述基准条带的其他分块编码与磁盘编码一一对应；以及下一条带的分块编码相对上一条带相同的分块编码向第一方向移动一格。例如，stride 0中strip 4在磁盘编号5上，那么下一条带的strip 4在磁盘4上，磁盘4上的packoffset=0位置上若无数据块，则strip4在packoffset=0的位置上，否则就会顺次排在packoffset=1的位置上。按照规律可排列接下来的条带分块空间的分布地址。表中第一行（即stride 0的strip 0所在的行）表示packoffset=0，第二行（即stride 1的strip 1所在的行）表示packoffset=1，以此类推。

获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量。本发明实施例中以stride3的strip0为例进行说明。第一磁盘编码为3，偏移量为2。

确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码。确定基准条带中磁盘编码为3对应的第一分块编码为3，并根据第一分块编码3、偏移量2和条带宽度5计算得到第二分块编码。

在一些实施方式中，所述根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码包括：计算所述第一分块编码和所述偏移量的和，并将所述和对所述条带宽度进行取余运算以得到所述第二分块编码。第二分块编码=（3+2）%5=0。

确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。基准条带中第二分块编码0对应的第二磁盘编码为0，根据第二磁盘编码0和第一磁盘编码3确定所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：判断所述第一磁盘编码是否大于所述第二磁盘编码；以及响应于所述第一磁盘编码大于所述第二磁盘编码，计算所述第一磁盘编码和最大磁盘编码的第一差值，并计算所述第二磁盘编码与最小磁盘编码的第二差值，根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号。本发明实施例中第一磁盘编码3大于第二磁盘编码0，计算所述第一磁盘编码3和最大磁盘编码5的第一差值2，并计算所述第二磁盘编码0与最小磁盘编码0的第二差值0，根据所述第一差值2和所述第二差值0确定所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号包括：将所述第一差值、所述第二差值和一相加以得到所述待转换分块的条带号。将所述第一差值2、所述第二差值0和一相加以得到所述待转换分块的条带号3。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：响应于所述第一磁盘编码不大于所述第二磁盘编码，将所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码相减以得到所述待转换分块的条带号。如果第一磁盘编码不大于第二磁盘编码，则直接将第一磁盘编码和第二磁盘编码的差值作为待转换分块的条带号。

需要特别指出的是，上述提高磁盘地址转换速度的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于提高磁盘地址转换速度的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种提高磁盘地址转换速度的系统。如图2所示，系统200包括如下模块：设置模块，配置用于将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；获取模块，配置用于获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；计算模块，配置用于确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及执行模块，配置用于确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。

在一些实施方式中，所述设置模块配置用于：在每个磁盘纵向分布中，分块编码递增，响应于超过条带的最大分块编码，从零开始循环。

在一些实施方式中，所述设置模块配置用于：所述基准条带的最大分块编码对应磁盘的最大编码，所述基准条带的其他分块编码与磁盘编码一一对应；以及下一条带的分块编码相对上一条带相同的分块编码向第一方向移动一格。

在一些实施方式中，所述计算模块配置用于：计算所述第一分块编码和所述偏移量的和，并将所述和对所述条带宽度进行取余运算以得到所述第二分块编码。

在一些实施方式中，所述执行模块配置用于：判断所述第一磁盘编码是否大于所述第二磁盘编码；以及响应于所述第一磁盘编码大于所述第二磁盘编码，计算所述第一磁盘编码和最大磁盘编码的第一差值，并计算所述第二磁盘编码与最小磁盘编码的第二差值，根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述执行模块进一步配置用于：将所述第一差值、所述第二差值和一相加以得到所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述执行模块配置用于：响应于所述第一磁盘编码不大于所述第二磁盘编码，将所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码相减以得到所述待转换分块的条带号。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S1、将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵；S2、获取待转换分块的磁盘地址和第一磁盘编码，并根据所述磁盘地址确定偏移量；S3、确定基准条带中所述第一磁盘编码对应的第一分块编码，并根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码；以及S4、确定所述基准条带中所述第二分块编码对应的第二磁盘编码，根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号，并输出所述第二分块编码和所述条带号。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：在每个磁盘纵向分布中，分块编码递增，响应于超过条带的最大分块编码，从零开始循环。

在一些实施方式中，所述将多个条带的每个分块按照预设规律设置在磁盘上以生成随机矩阵包括：所述基准条带的最大分块编码对应磁盘的最大编码，所述基准条带的其他分块编码与磁盘编码一一对应；以及下一条带的分块编码相对上一条带相同的分块编码向第一方向移动一格。

在一些实施方式中，所述根据所述第一分块编码、所述偏移量和条带宽度计算得到第二分块编码包括：计算所述第一分块编码和所述偏移量的和，并将所述和对所述条带宽度进行取余运算以得到所述第二分块编码。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：判断所述第一磁盘编码是否大于所述第二磁盘编码；以及响应于所述第一磁盘编码大于所述第二磁盘编码，计算所述第一磁盘编码和最大磁盘编码的第一差值，并计算所述第二磁盘编码与最小磁盘编码的第二差值，根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一差值和所述第二差值确定所述待转换分块的条带号包括：将所述第一差值、所述第二差值和一相加以得到所述待转换分块的条带号。

在一些实施方式中，所述根据所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码确定所述待转换分块的条带号包括：响应于所述第一磁盘编码不大于所述第二磁盘编码，将所述第一磁盘编码和所述第二磁盘编码相减以得到所述待转换分块的条带号。

如图3所示，为本发明提供的上述提高磁盘地址转换速度的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。

以如图3所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302。

处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的提高磁盘地址转换速度的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现提高磁盘地址转换速度的方法。

存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据提高磁盘地址转换速度的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一个或者多个提高磁盘地址转换速度的方法对应的计算机指令303存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的提高磁盘地址转换速度的方法。

执行上述提高磁盘地址转换速度的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行提高磁盘地址转换速度的方法的计算机程序。

如图4所示，为本发明提供的上述提高磁盘地址转换速度的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图4所示的计算机存储介质为例，计算机可读存储介质401存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序402。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，提高磁盘地址转换速度的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（ROM）或随机存储记忆体（RAM）等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。