本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在基于閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法和裝置。

背景技術(shù)：

使用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，并采用電子讀寫的ssd(solidstatedrives，固態(tài)硬盤)有著優(yōu)異的讀寫性能，已經(jīng)成為個(gè)人電腦以及服務(wù)器存儲(chǔ)的主流硬件。ssd的存儲(chǔ)介質(zhì)是nandflash閃存顆粒，其每一位(bit)的物理特性是可以通過(guò)對(duì)晶體管充電使該位的值由1變?yōu)?，而只能通過(guò)擦除來(lái)將其值由0重置為1。擦除操作以block(塊)為單位進(jìn)行。

而nandflash閃存顆粒的壽命通過(guò)其擦寫次數(shù)來(lái)衡量，某個(gè)block達(dá)到了這個(gè)擦寫次數(shù)后，該block無(wú)法再用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，成為壞塊。隨著壞塊的增多，ssd的使用壽命就會(huì)銳減。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中采用ftl(flashtranslationlevel，閃存轉(zhuǎn)換層)均衡擦寫算法或具有均衡擦寫功能的文件系統(tǒng)層，來(lái)盡可能實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)ssd上各個(gè)塊的均衡擦寫，以延長(zhǎng)單個(gè)ssd的使用壽命。例如，ftl層動(dòng)態(tài)均衡策略、ftl層的靜態(tài)均衡策略、jaff2(journallingflashfilesystemversion2，日志閃存文件系統(tǒng)第2版)、yaffs(yetanotherflashfilesystem，另一種閃存文件系統(tǒng))等。

但是，對(duì)于有多個(gè)ssd可供使用的系統(tǒng)，常常會(huì)發(fā)生對(duì)某個(gè)或某些ssd的擦寫次數(shù)過(guò)多，遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)另外某個(gè)或某些ssd的情形，從而導(dǎo)致使用過(guò)多的ssd提前損壞。如果該ssd上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)沒有采用高可用性方案，可能造成數(shù)據(jù)丟失；對(duì)采用了高可用性存儲(chǔ)方案的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，則會(huì)因額外的數(shù)據(jù)遷移降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N在基于閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，應(yīng)用在對(duì)至少兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位進(jìn)行寫入控制的中控功能模塊上，包括：

獲取每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)；

在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)物理存儲(chǔ)單位上。

本申請(qǐng)還提供了一種在基于閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置，應(yīng)用在對(duì)至少兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位進(jìn)行寫入控制的中控功能模塊上，包括：

累計(jì)擦除總次數(shù)單元，用于獲取每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)；

物理存儲(chǔ)單位單元，用于在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)物理存儲(chǔ)單位上。

由以上技術(shù)方案可見，本申請(qǐng)的實(shí)施例中，由中控功能模塊基于各個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)，在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中選擇累計(jì)擦除總次數(shù)最少的進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寫入，從而在不同的物理存儲(chǔ)單位之間實(shí)現(xiàn)了均衡擦寫，避免了對(duì)單個(gè)物理存儲(chǔ)單位擦寫過(guò)多導(dǎo)致的該物理存儲(chǔ)單位的提前損壞，在非高可用性場(chǎng)景中能夠降低丟失數(shù)據(jù)的可能性，在高可用性場(chǎng)景中能夠提高所在系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例第一種應(yīng)用場(chǎng)景示例的一種主機(jī)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例第二種應(yīng)用場(chǎng)景示例的一種集群組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例一中一種寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法的流程圖；

圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例二中一種在集群中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法的流程圖；

圖5是本申請(qǐng)實(shí)施例所在設(shè)備的一種硬件結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置的邏輯結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種集群的邏輯結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)的實(shí)施例提出一種新的在基于閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，以每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，選擇具有最小累計(jì)擦除總次數(shù)的一個(gè)到多個(gè)物理存儲(chǔ)單位，來(lái)寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了不同物理存儲(chǔ)單位之間的均衡擦寫，使得不同物理存儲(chǔ)單位的使用壽命更為接近，降低了因單個(gè)物理存儲(chǔ)單位的提前損壞造成的丟失數(shù)據(jù)、或影響系統(tǒng)穩(wěn)定的可能性，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

本申請(qǐng)的實(shí)施例中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理存儲(chǔ)單位由一個(gè)中控功能模塊來(lái)進(jìn)行寫入控制，即由該中控功能模塊決定將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到哪個(gè)或哪些物理存儲(chǔ)單位上。其中，物理存儲(chǔ)單位是在物理上獨(dú)立于其他物理存儲(chǔ)單位、采用基于閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)的實(shí)體，可以是一個(gè)獨(dú)立的基于閃存的物理存儲(chǔ)部件(如flash閃存芯片、硬盤等)、一個(gè)包括至少一個(gè)獨(dú)立的基于閃存的物理存儲(chǔ)部件的主機(jī)(如一個(gè)磁盤陣列柜、一臺(tái)個(gè)人電腦、一臺(tái)服務(wù)器)等等；中控功能模塊采用軟件、或軟件和硬件相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，可以運(yùn)行在某個(gè)物理存儲(chǔ)單位上，也可以運(yùn)行在獨(dú)立于其控制的所有物理存儲(chǔ)單位的其他主機(jī)上。

圖1所示為本申請(qǐng)實(shí)施例應(yīng)用場(chǎng)景的一個(gè)例子，一臺(tái)主機(jī)上安裝有若干個(gè)硬盤(本應(yīng)用場(chǎng)景中的物理存儲(chǔ)單位)，并且在該主機(jī)上運(yùn)行有存儲(chǔ)控制模塊(本應(yīng)用場(chǎng)景中的中控功能模塊)，用來(lái)對(duì)所有硬盤進(jìn)行讀寫控制，包括確定將哪些數(shù)據(jù)存放在哪個(gè)硬盤上。

圖2所示為本申請(qǐng)實(shí)施例應(yīng)用場(chǎng)景的另一個(gè)例子，在一個(gè)以若干臺(tái)主機(jī)(本應(yīng)用場(chǎng)景中的物理存儲(chǔ)單位)組成的集群中，其中一臺(tái)主機(jī)是主控節(jié)點(diǎn)，其他主機(jī)是工作節(jié)點(diǎn)。集群的集群控制模塊(本應(yīng)用場(chǎng)景中的中控功能模塊)運(yùn)行在主控節(jié)點(diǎn)上，對(duì)若干臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行分配和管理。當(dāng)作為主控節(jié)點(diǎn)的主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，其他的某臺(tái)主機(jī)能夠升級(jí)為主控節(jié)點(diǎn)繼續(xù)集群的運(yùn)行。

本申請(qǐng)實(shí)施例應(yīng)用的中控功能模塊可以運(yùn)行在任何具有計(jì)算和存儲(chǔ)能力的設(shè)備上，例如可以是平板電腦、pc(personalcomputer，個(gè)人電腦)、筆記本、服務(wù)器等設(shè)備。

本申請(qǐng)的實(shí)施例一中，寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法的流程如圖3所示。

步驟310，獲取每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)。

塊是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中存儲(chǔ)空間分配的最小單位，當(dāng)某個(gè)塊被分配后會(huì)對(duì)該塊進(jìn)行擦除操作，以便得到該塊空間的應(yīng)用程序(或線程、進(jìn)程等)能夠使用該塊寫入數(shù)據(jù)。因此，塊被分配的次數(shù)就是該塊的累計(jì)擦除次數(shù)。

對(duì)物理上獨(dú)立的存儲(chǔ)部件(如硬盤、閃存芯片等)而言，塊的分割通常在對(duì)該存儲(chǔ)部件進(jìn)行初始化時(shí)進(jìn)行，以硬盤為例，在絕大多數(shù)文件系統(tǒng)中，管理員可以在硬盤初始化時(shí)指定塊的大小。假設(shè)由該硬盤所在主機(jī)的存儲(chǔ)控制模塊對(duì)該硬盤進(jìn)行存儲(chǔ)管理，在完成初始化后，存儲(chǔ)控制模塊可以用該硬盤范圍內(nèi)唯一的塊標(biāo)識(shí)來(lái)代表硬盤上的每個(gè)塊，并且維護(hù)該硬盤的每個(gè)塊標(biāo)識(shí)與累計(jì)擦除次數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每次將某個(gè)塊分配后則在該塊塊標(biāo)識(shí)的累計(jì)擦除次數(shù)上加1；當(dāng)該硬盤作為應(yīng)用場(chǎng)景中的物理存儲(chǔ)單位時(shí)，可以將所有塊的累計(jì)擦除次數(shù)相加，得到該硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)?；蛘?，存儲(chǔ)控制模塊也可以在該硬盤的超級(jí)塊(superblock)中維護(hù)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)，每次有塊分配時(shí)，則在累計(jì)擦除總次數(shù)上增加該次分配的塊數(shù)量；換言之，在每個(gè)塊被分配后都在累計(jì)擦除總次數(shù)上加1。通過(guò)上述方式，可以得到物理上獨(dú)立的存儲(chǔ)部件的所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)。

對(duì)物理存儲(chǔ)單位是包括至少一塊獨(dú)立物理存儲(chǔ)部件的主機(jī)的情形，可以由每個(gè)主機(jī)上的存儲(chǔ)控制模塊統(tǒng)計(jì)其控制的物理存儲(chǔ)部件的累計(jì)擦除總次數(shù)，并上報(bào)給中控功能模塊。具體的上報(bào)方式可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)來(lái)確定，例如，假設(shè)所有主機(jī)組成一個(gè)集群，該集群的集群控制模塊為該應(yīng)用場(chǎng)景中的中控功能模塊，則可以由每個(gè)主機(jī)以預(yù)定周期主動(dòng)向集群控制模塊上報(bào)該主機(jī)上所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)，或者也可以由集群控制模塊以預(yù)定周期向各個(gè)主機(jī)輪詢所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)，集群控制模塊即可以預(yù)定周期收到每個(gè)主機(jī)的所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)。

步驟320，在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)物理存儲(chǔ)單位上。

假設(shè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要寫入到n(n為自然數(shù))個(gè)物理存儲(chǔ)單位上，現(xiàn)有技術(shù)中，如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上物理存儲(chǔ)單位可以用來(lái)寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，會(huì)采用某個(gè)或某些條件來(lái)確定將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入哪個(gè)或哪幾個(gè)物理存儲(chǔ)單位。例如，要滿足的條件通常包括剩余存儲(chǔ)空間足以容納要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本申請(qǐng)的實(shí)施例中，可以根據(jù)上述某個(gè)或某些條件的可接受范圍來(lái)生成預(yù)定寫入條件，以下用兩個(gè)例子說(shuō)明：

第一個(gè)例子，在若干個(gè)硬盤中選擇剩余存儲(chǔ)空間最大的n個(gè)來(lái)用作寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的硬盤，則本申請(qǐng)實(shí)施例中，可以將剩余存儲(chǔ)空間不小于預(yù)定值或不小于硬盤容量的預(yù)定比例來(lái)作為預(yù)定寫入條件。

第二個(gè)例子，在若干個(gè)主機(jī)中，選擇剩余存儲(chǔ)空間足以容納要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、并且對(duì)主機(jī)上已保存數(shù)據(jù)的訪問(wèn)量最小的n個(gè)主機(jī)來(lái)寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，則本申請(qǐng)實(shí)施例中，可以將剩余存儲(chǔ)空間足以容納要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、并且對(duì)主機(jī)上已保存數(shù)據(jù)的訪問(wèn)量不超過(guò)某個(gè)閾值來(lái)作為預(yù)定寫入條件。

要寫入物理存儲(chǔ)單位的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以是在進(jìn)行文件保存時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也可以是在進(jìn)行文件遷移時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)中控功能模塊而言，在進(jìn)行文件保存時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通常是新增加的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而文件遷移時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)則是對(duì)已保存的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的具體實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行文件保存時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可能是一份，也可能是兩份或兩份以上、并且通常要將每份寫入到不同的物理存儲(chǔ)單位上。文件遷移包括兩種情形，一種是更換保存文件的物理存儲(chǔ)單位，即將已保存的文件寫入新的物理存儲(chǔ)單位并從原來(lái)保存該文件的物理存儲(chǔ)單位上刪除；另一種是在保存兩份以上文件的應(yīng)用場(chǎng)景中，當(dāng)其中某一份文件損壞或其中某一份文件所在的物理存儲(chǔ)單位故障時(shí)，需要將該文件拷貝一份到工作正常的物理存儲(chǔ)單位上，以滿足整個(gè)系統(tǒng)高可用性的要求。在進(jìn)行文件遷移時(shí)，可以采用預(yù)定寫入條件來(lái)排除已保存有該文件拷貝的物理存儲(chǔ)單位、和/或發(fā)生故障的物理存儲(chǔ)單位。

可見，不論是在文件保存還是在文件遷移中，需要用來(lái)寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)單位都可能超過(guò)1個(gè)。因此，中控功能模塊在得到各個(gè)物理存儲(chǔ)單位的所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)后，在有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行寫入操作時(shí)，基于預(yù)定寫入條件確定可供選擇的若干個(gè)物理存儲(chǔ)單位，并在其中選擇累計(jì)擦除總次數(shù)最小的n(n為自然數(shù))個(gè)物理存儲(chǔ)單位來(lái)寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這樣，可以在不同的物理存儲(chǔ)單位之間實(shí)現(xiàn)均衡擦寫。

本申請(qǐng)的實(shí)施例中，中控功能模塊除了在有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入時(shí)進(jìn)行各物理存儲(chǔ)單位之間的均衡擦寫外，還可以在各物理存儲(chǔ)單位的擦寫差異較大時(shí)，主動(dòng)進(jìn)行文件遷移，以平衡各個(gè)物理存儲(chǔ)單位的使用情況。具體而言，中控功能模塊可以對(duì)各個(gè)物理存儲(chǔ)單位的擦寫情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)某兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)預(yù)定偏差范圍的情形時(shí)，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從上述兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的物理存儲(chǔ)單位遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的物理存儲(chǔ)單位。

可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中存儲(chǔ)文件的大小、對(duì)擦寫均衡的要求等因素來(lái)確定物理存儲(chǔ)單位間的預(yù)定偏差范圍。在一種應(yīng)用場(chǎng)景中，可以根據(jù)所有物理存儲(chǔ)單位的累計(jì)擦除總次數(shù)的平均值來(lái)確定預(yù)定偏差范圍，例如，將該平均值的20％作為預(yù)定偏差范圍。

可見，本申請(qǐng)的實(shí)施例一中，由中控功能模塊以每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，選擇累計(jì)擦除總次數(shù)最少的物理存儲(chǔ)單位進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寫入，實(shí)現(xiàn)了不同物理存儲(chǔ)單位之間的均衡擦寫，避免了對(duì)單個(gè)物理存儲(chǔ)單位擦寫過(guò)多導(dǎo)致的該物理存儲(chǔ)單位的提前損壞，使得不同物理存儲(chǔ)單位的使用壽命更為接近，在非高可用性場(chǎng)景中能夠降低丟失數(shù)據(jù)的可能性，在高可用性場(chǎng)景中能夠提高所在系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

需要說(shuō)明的是，在一個(gè)由若干主機(jī)組成的集群中，如果至少部分主機(jī)帶有兩個(gè)以上的硬盤或其他獨(dú)立的物理存儲(chǔ)部件，則可以在集群層面和主機(jī)層面分別應(yīng)用本申請(qǐng)的實(shí)施例，即：在集群層面實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)之間的擦寫均衡，在主機(jī)層面實(shí)現(xiàn)單個(gè)主機(jī)上不同硬盤或其他物理存儲(chǔ)部件的擦寫均衡。此外，還可以在單個(gè)硬盤或其他物理存儲(chǔ)部件上采用現(xiàn)有技術(shù)中的ftl均衡擦寫算法或采用具有均衡擦寫功能的文件系統(tǒng)層，來(lái)在物理存儲(chǔ)部件的層面實(shí)現(xiàn)擦寫均衡，從而在整個(gè)集群系統(tǒng)的各個(gè)層面都達(dá)到均衡擦寫，延長(zhǎng)集群系統(tǒng)中存儲(chǔ)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)提高集群系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本申請(qǐng)的實(shí)施例二中，一種在集群中寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法的流程如圖4所示。本實(shí)施例中的集群包括至少兩臺(tái)主機(jī)，這些主機(jī)由集群控制模塊進(jìn)行存儲(chǔ)管理；每臺(tái)主機(jī)包括至少兩個(gè)采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)的硬盤，每臺(tái)主機(jī)上的硬盤由該主機(jī)上的存儲(chǔ)控制模塊進(jìn)行存儲(chǔ)管理。實(shí)施例二給出了一種在兩個(gè)層面(集群層面和主機(jī)層面)同時(shí)應(yīng)用實(shí)施例一的具體實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)各個(gè)步驟的詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參見實(shí)施例一中的描述，不再重復(fù)。

步驟410，由集群控制模塊獲取每臺(tái)主機(jī)上所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)。

步驟420，由每臺(tái)主機(jī)的存儲(chǔ)控制模塊分別獲取所在主機(jī)上每個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)。

步驟430，在滿足主機(jī)預(yù)定寫入條件的主機(jī)中，集群控制器選擇主機(jī)的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一臺(tái)主機(jī)作為目標(biāo)主機(jī)。

當(dāng)集群有需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，例如當(dāng)有進(jìn)行文件遷移時(shí)、和/或進(jìn)行文件保存時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，假設(shè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要寫入到n臺(tái)主機(jī)上，集群控制器在滿足主機(jī)預(yù)定寫入條件的主機(jī)中，選擇主機(jī)的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的n臺(tái)主機(jī)作為目標(biāo)主機(jī)，即要寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主機(jī)。

步驟440，在每臺(tái)目標(biāo)主機(jī)上，該主機(jī)的存儲(chǔ)控制器將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到滿足硬盤預(yù)定寫入條件、硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)硬盤上。

當(dāng)某臺(tái)主機(jī)被選擇作為目標(biāo)主機(jī)后，假設(shè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要寫入該主機(jī)上的m(m為自然數(shù))個(gè)硬盤中，該主機(jī)上的存儲(chǔ)控制器在滿足硬盤預(yù)定寫入條件的硬盤中，選擇m個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的硬盤作為目標(biāo)硬盤，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到目標(biāo)硬盤中。

可以由集群控制器對(duì)各臺(tái)主機(jī)間累計(jì)擦除總次數(shù)的差異進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)某兩臺(tái)主機(jī)的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)主機(jī)預(yù)定偏差范圍時(shí)，集群控制器將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從這兩臺(tái)主機(jī)中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的主機(jī)上，遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的主機(jī)上。作為寫入遷移存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的主機(jī)，可以由其上的存儲(chǔ)控制器將數(shù)據(jù)寫入到滿足硬盤預(yù)定寫入條件、硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的硬盤上。

可以各臺(tái)主機(jī)的存儲(chǔ)控制器對(duì)該主機(jī)上各個(gè)硬盤間累計(jì)擦除總次數(shù)的差異進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)某臺(tái)主機(jī)上的某兩個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)硬盤預(yù)定偏差范圍時(shí)，該主機(jī)的存儲(chǔ)控制器可以將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從這兩個(gè)硬盤中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的硬盤上，遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的硬盤上。

可見，本申請(qǐng)實(shí)施例二通過(guò)在集群層面(各個(gè)主機(jī)之間)和主機(jī)層面(每臺(tái)主機(jī)上的各個(gè)硬盤之間)分別應(yīng)用實(shí)施例一中的方法，使得整個(gè)集群系統(tǒng)的物理存儲(chǔ)部件都達(dá)到均衡擦寫，延長(zhǎng)集群系統(tǒng)中存儲(chǔ)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)提高集群系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在本申請(qǐng)的一個(gè)應(yīng)用示例中，一個(gè)高可用性集群系統(tǒng)包括k(k為大于3的自然數(shù))臺(tái)主機(jī)，每臺(tái)主機(jī)包括至少3塊采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)的硬盤。存儲(chǔ)在該集群中的每個(gè)文件應(yīng)該在3個(gè)不同的主機(jī)上分別保存一份。該集群的集群控制器運(yùn)行在集群的主控節(jié)點(diǎn)(其中一臺(tái)主機(jī))上，用來(lái)控制文件存儲(chǔ)在哪3臺(tái)主機(jī)上；每臺(tái)主機(jī)上運(yùn)行有存儲(chǔ)控制器，用來(lái)控制文件存儲(chǔ)在該主機(jī)的哪塊硬盤上。

在每臺(tái)主機(jī)上，存儲(chǔ)控制器在每個(gè)硬盤的超級(jí)塊中維護(hù)有該硬盤上每個(gè)塊的累計(jì)擦除次數(shù)block_wear_count和該硬盤所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)disk_wear_count。當(dāng)該硬盤上的某個(gè)塊被分配后，在該塊的塊標(biāo)識(shí)block_num對(duì)應(yīng)的累計(jì)擦除次數(shù)block_wear_count上加1，并且在該硬盤所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)disk_wear_count上加1。

另外，存儲(chǔ)控制器維護(hù)有該主機(jī)上所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)server_wear_count，server_wear_count等于該主機(jī)上每個(gè)硬盤的disk_wear_count的總和。集群中每臺(tái)工作節(jié)點(diǎn)要定時(shí)向主控節(jié)點(diǎn)發(fā)送心跳信號(hào)，工作節(jié)點(diǎn)所在主機(jī)的server_wear_count可以在周期性的心跳信號(hào)中上報(bào)給集群控制器，主控節(jié)點(diǎn)上的存儲(chǔ)控制器也以與心跳信號(hào)相同的周期將主控節(jié)點(diǎn)所在主機(jī)的server_wear_count上報(bào)給集群控制器。

當(dāng)集群中有新文件寫入時(shí)，集群控制器在k個(gè)主機(jī)中確定符合主機(jī)預(yù)定寫入條件的若干個(gè)主機(jī)，本應(yīng)用示例中寫入新文件的主機(jī)預(yù)定寫入條件為：剩余存儲(chǔ)容量超過(guò)主機(jī)存儲(chǔ)總?cè)萘康?5％、并且對(duì)已保存數(shù)據(jù)的訪問(wèn)量不超過(guò)既定閾值。在符合寫入新文件的主機(jī)預(yù)定寫入條件的主機(jī)中，集群控制器選擇server_wear_count數(shù)目最小的3臺(tái)主機(jī)作為寫入新文件的主機(jī)。

在被選中的3臺(tái)主機(jī)上，每臺(tái)主機(jī)的存儲(chǔ)控制器在該主機(jī)上的硬盤中確定符合硬盤預(yù)定寫入條件的若干個(gè)硬盤，本應(yīng)用示例中硬盤預(yù)定寫入條件為：剩余存儲(chǔ)容量超過(guò)硬盤存儲(chǔ)總?cè)萘康?0％。在符合硬盤寫入條件的硬盤中，存儲(chǔ)控制器選擇disk_wear_count最小的硬盤，來(lái)寫入新的文件。

當(dāng)集群中某臺(tái)主機(jī)、或某臺(tái)主機(jī)上的某個(gè)硬盤發(fā)生故障時(shí)，集群控制器認(rèn)為該主機(jī)或該硬盤上保存的文件已不可使用，這樣集群中對(duì)這些文件的存儲(chǔ)份數(shù)不足3份。設(shè)遷移文件的主機(jī)預(yù)定寫入條件為：剩余存儲(chǔ)容量超過(guò)主機(jī)存儲(chǔ)總?cè)萘康?5％、對(duì)已保存數(shù)據(jù)的訪問(wèn)量不超過(guò)既定閾值、并且尚未保存有要寫入的文件，則集群控制器在符合遷移文件的主機(jī)預(yù)定寫入條件的主機(jī)中，選擇server_wear_count數(shù)目最小的主機(jī)作為寫入遷移文件的主機(jī)。在被選中的主機(jī)上，存儲(chǔ)控制器在符合硬盤寫入條件的硬盤中，選擇disk_wear_count最小的硬盤，來(lái)寫入遷移的文件。

集群控制器以一定的主機(jī)監(jiān)測(cè)周期來(lái)檢查各個(gè)主機(jī)的累計(jì)擦除總次數(shù)server_wear_count之間的差異程度，如果集群中server_wear_count的最大值與最小值的差異超過(guò)所有server_wear_count的平均值的20％，則將server_wear_count最大的主機(jī)上的文件遷移到server_wear_count最小的主機(jī)上，直到集群中server_wear_count的最大值與最小值的差異在所有server_wear_count的平均值的20％之內(nèi)。對(duì)遷移文件的選擇可參照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，不再贅述。

在每臺(tái)主機(jī)上，存儲(chǔ)控制器以一定的硬盤監(jiān)測(cè)周期來(lái)檢查該主機(jī)上各個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)disk_wear_count之間的差異程度，如果該主機(jī)上disk_wear_count的最大值與最小值的差異超過(guò)所有disk_wear_count的平均值的15％，則將disk_wear_count最大的硬盤上的文件遷移到disk_wear_count最小的硬盤上，直到該主機(jī)上disk_wear_count的最大值與最小值的差異在所有disk_wear_count的平均值的15％之內(nèi)。對(duì)遷移文件的選擇同樣可參照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

與上述流程實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)，本申請(qǐng)的實(shí)施例還提供了一種寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置。該裝置可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)硬件或者軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。以軟件實(shí)現(xiàn)為例，作為邏輯意義上的裝置，是通過(guò)所在設(shè)備的cpu(centralprocessunit，中央處理器)將對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序指令讀取到內(nèi)存中運(yùn)行形成的。從硬件層面而言，除了圖5所示的cpu、內(nèi)存以及非易失性存儲(chǔ)器之外，寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置所在的設(shè)備通常還包括用于進(jìn)行無(wú)線信號(hào)收發(fā)的芯片等其他硬件，和/或用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的板卡等其他硬件。

圖6所示為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置，應(yīng)用在對(duì)至少兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位進(jìn)行寫入控制的中控功能模塊上，包括累計(jì)擦除總次數(shù)單元和物理存儲(chǔ)單位單元，其中：累計(jì)擦除總次數(shù)單元用于獲取每個(gè)物理存儲(chǔ)單位內(nèi)所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)；物理存儲(chǔ)單位單元用于在滿足預(yù)定寫入條件的物理存儲(chǔ)單位中，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)物理存儲(chǔ)單位上。

一個(gè)例子中，所述裝置還包括偏差遷移單元，用于當(dāng)某兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)預(yù)定偏差范圍時(shí)，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從所述兩個(gè)物理存儲(chǔ)單位中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的物理存儲(chǔ)單位遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的物理存儲(chǔ)單位。

上述例子中，所述預(yù)定偏差范圍可以根據(jù)所有物理存儲(chǔ)單位的累計(jì)擦除總次數(shù)的平均值確定。

可選的，所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括：進(jìn)行文件遷移時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、和/或進(jìn)行文件保存時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

可選的，所述物理存儲(chǔ)單位包括：主機(jī)；所述中控功能模塊包括：包括所有主機(jī)的集群的集群控制模塊；所述累計(jì)擦除總次數(shù)單元具體用于：接收每個(gè)主機(jī)以預(yù)定周期上報(bào)的累計(jì)擦除總次數(shù)。

可選的，所述物理存儲(chǔ)單位包括：硬盤；所述中控功能模塊包括：主機(jī)的存儲(chǔ)控制模塊；所述累計(jì)擦除總次數(shù)單元具體用于：讀取每個(gè)硬盤的超級(jí)塊中維護(hù)的累計(jì)擦除總次數(shù)，所述累計(jì)擦除總次數(shù)在所述硬盤的每個(gè)塊被分配后加1。

圖7所示為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種集群，包括至少兩臺(tái)主機(jī)，每臺(tái)主機(jī)包括至少兩個(gè)采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)的硬盤，還包括集群控制模塊和每臺(tái)主機(jī)上的存儲(chǔ)控制模塊，其中：集群控制模塊用于獲取每臺(tái)主機(jī)上所有塊的累計(jì)擦除總次數(shù)，以及在需要寫入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，在滿足主機(jī)預(yù)定寫入條件的主機(jī)中，選擇主機(jī)的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一臺(tái)主機(jī)作為目標(biāo)主機(jī)；每臺(tái)主機(jī)上的存儲(chǔ)控制模塊用于獲取所在主機(jī)上每個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)，以及當(dāng)所在主機(jī)作為目標(biāo)主機(jī)時(shí)，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寫入到滿足硬盤預(yù)定寫入條件、硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)最少的至少一個(gè)硬盤上。

可選的，所述集群控制模塊還用于：當(dāng)某兩臺(tái)主機(jī)的的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)主機(jī)預(yù)定偏差范圍時(shí)，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從所述兩臺(tái)主機(jī)中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的主機(jī)遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的主機(jī)；所述每條主機(jī)上的存儲(chǔ)控制模塊還用于：當(dāng)某臺(tái)主機(jī)上的某兩個(gè)硬盤的累計(jì)擦除總次數(shù)的差異超過(guò)硬盤預(yù)定偏差范圍時(shí)，將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從所述兩個(gè)硬盤中累計(jì)擦除總次數(shù)較高的硬盤遷移到累計(jì)擦除總次數(shù)較低的硬盤。

可選的，所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括：進(jìn)行文件遷移時(shí)需要寫入的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。

在一個(gè)典型的配置中，計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)處理器(cpu)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。

內(nèi)存可能包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的非永久性存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲(chǔ)器(rom)或閃存(flashram)。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例。

計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括永久性和非永久性、可移動(dòng)和非可移動(dòng)媒體可以由任何方法或技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。信息可以是計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)的例子包括，但不限于相變內(nèi)存(pram)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)、其他類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、快閃記憶體或其他內(nèi)存技術(shù)、只讀光盤只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、數(shù)字多功能光盤(dvd)或其他光學(xué)存儲(chǔ)、磁盒式磁帶，磁帶磁磁盤存儲(chǔ)或其他磁性存儲(chǔ)設(shè)備或任何其他非傳輸介質(zhì)，可用于存儲(chǔ)可以被計(jì)算設(shè)備訪問(wèn)的信息。按照本文中的界定，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括暫存電腦可讀媒體(transitorymedia)，如調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)和載波。

還需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。