用于選擇性地路由高速緩存的對象的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的引用
[0002] 本申請要求2013年3月14日提交的美國申請No. 13/803,721的權(quán)益，所述美國 申請No. 13/803, 721要求2012年12月31日提交的美國臨時申請No. 61/747, 547的權(quán)益， 兩者通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請一般地涉及在系統(tǒng)中管理數(shù)據(jù)。更具體地，本申請涉及在系統(tǒng)中選擇性地 路由高速緩存的對象。
【背景技術(shù)】
[0004] 圖1示出了主機(jī)系統(tǒng)100,其包括應(yīng)用105、內(nèi)核I/O管理器110、文件系統(tǒng)120、122 和裝置驅(qū)動器130、132,并示出了多個存儲器組件138 (示出為盤C :134和盤Y :136)。在 操作中，當(dāng)應(yīng)用105尋求對文件"Z"的訪問時，應(yīng)用向內(nèi)核I/O管理器110發(fā)送對于到文件 "Z"的句柄的請求。作為應(yīng)答，內(nèi)核I/O管理器110-一動作為應(yīng)用和存儲器裝置之間的接 口一一解析到文件"Z"的路徑以便獲得句柄，并將句柄發(fā)送到應(yīng)用。
[0005] 圖1中的箭頭示出了在系統(tǒng)的不同部分之中的通信的邏輯路徑，其中應(yīng)用105向 內(nèi)核I/O管理器110發(fā)送請求，并且其中內(nèi)核I/O管理器110通過檢查根目錄140來解析 路徑，所述根目錄140包括關(guān)于去往文件"Z"的路徑的信息。
[0006] 如圖1中所示，系統(tǒng)包括多個存儲器裝置，所述存儲器裝置諸如以盤C :134和盤 Y :136的形式。寫在操作系統(tǒng)層之上的應(yīng)用、諸如應(yīng)用105通常不知道可以被它們使用的 優(yōu)化的分區(qū)，并且因此將文件寫入預(yù)定位置而不考慮被寫入到的位置的屬性。例如，許多操 作系統(tǒng)定義特定應(yīng)用的數(shù)據(jù)目錄，并且應(yīng)用將把它們的所有數(shù)據(jù)寫入到這些目錄。臨時文 件的使用在大多操作系統(tǒng)中被類似地定義，并且應(yīng)用將為此目的而簡單地使用由操作系統(tǒng) 接口定義的文件名和位置。這可能導(dǎo)致次優(yōu)地使用多分區(qū)布局。使用可以提供性能和容量 改善的外部存儲器導(dǎo)致其更復(fù)雜。
[0007] 但是，內(nèi)核文件系統(tǒng)和應(yīng)用堆?？梢员恍薷囊员闶謩拥剡x擇在每個情況中應(yīng)該使 用哪一個分區(qū)或掛載點(diǎn)，從而使能改善的性能。例如，應(yīng)用可以通過用戶配置（即，用戶選 擇保存文件的目錄）或者通過在應(yīng)用中的檢測并使用外部存儲器的代碼，來明確地尋址外 部存儲器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供了一種對解析到文件系統(tǒng)對象的路徑的操作系統(tǒng)透明的將文件系統(tǒng)對象從 第一存儲器裝置路由到第二存儲器裝置的系統(tǒng)和方法。
[0009] 在一方面，提供了用于對操作系統(tǒng)透明地選擇性地路由文件系統(tǒng)對象的方法。所 述方法包括：由處理器進(jìn)行如下步驟，所述處理器被配置為在監(jiān)控應(yīng)用的控制之下實行選 擇性路由，所述監(jiān)控應(yīng)用可通過操作系統(tǒng)操作并且包括具有重定向信息的中間分區(qū)，其中 所述處理器具有與第一和第二存儲器裝置的可操作連接以用于這樣的選擇性路由：確定是 否將文件系統(tǒng)對象從所述第一存儲器裝置路由到所述第二存儲器裝置；響應(yīng)于確定路由所 述文件系統(tǒng)對象，使得所述文件系統(tǒng)對象被路由到所述第二存儲器裝置中的位置；以及用 文件系統(tǒng)對象在所述第二存儲器裝置中的位置來更新用于所述文件系統(tǒng)對象的中間分區(qū) 的重定向信息，其中，所述第一存儲器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第 一存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象的路徑的目錄，其中，所述目錄包括重定向到所述中間分 區(qū)的信息，并且其中，使用所述中間分區(qū)的重定向信息，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使用在所述第一 存儲器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象的路徑，使得 將所述文件系統(tǒng)對象路由到所述第二存儲器裝置對所述操作系統(tǒng)透明。
[0010] 所述第一存儲器裝置可以包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲 器裝置中的文件系統(tǒng)對象的路徑的與此相關(guān)聯(lián)的目錄，其中所述目錄包括表示重定向到所 述中間分區(qū)的中間分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，使用所述中間分區(qū)重定向，所述操作系統(tǒng) 繼續(xù)使用在所述第一存儲器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲器裝置中的文件 系統(tǒng)對象的路徑，使得將所述文件系統(tǒng)對象復(fù)制到所述第二存儲器裝置對所述操作系統(tǒng)透 明。
[0011] 所述中間分區(qū)可以基于將文件從所述第一存儲器裝置路由（例如，復(fù)制）到所述 第二存儲器裝置而動態(tài)地改變，而所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲器裝置 中的文件系統(tǒng)對象的路徑的目錄不需要改變。例如，在復(fù)制所述文件系統(tǒng)對象之前，所述目 錄可以包括重定向到中間分區(qū)的所述中間分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，在復(fù)制之前，操作系 統(tǒng)訪問所述目錄，被重定向到所述中間分區(qū)，并且反過來再次被重定向貯存在所述第一存 儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象。
[0012] 所述第一存儲器裝置和所述第二存儲器裝置可以在一個或多個方面不同，這些方 面諸如位置、速度、大小、耐受力或性能。所述第二存儲器裝置可以是高速緩存，使得將文件 系統(tǒng)對象復(fù)制進(jìn)所述第二存儲器裝置中提高訪問所述文件系統(tǒng)對象的速度。
[0013] 在另一方面，提供了用于對操作系統(tǒng)透明地選擇性地路由文件系統(tǒng)對象的監(jiān)控裝 置。所述監(jiān)控裝置包括：一個或多個存儲器，其被配置為貯存中間分區(qū)，所述中間分區(qū)包括 重定向信息；以及處理器，其與所述一個或多個存儲器通信。所述處理器被配置為在所述 監(jiān)控裝置的控制之下實行選擇性路由，所述監(jiān)控裝置可通過所述操作系統(tǒng)操作，其中所述 處理器具有與第一和第二存儲器裝置的可操作連接以用于這樣的選擇性路由，并且被配置 為：確定是否將文件系統(tǒng)對象從所述第一存儲器裝置路由到所述第二存儲器裝置；響應(yīng)于 確定路由所述文件系統(tǒng)對象，使得所述文件系統(tǒng)對象被路由到所述第二存儲器裝置中的位 置；以及用在所述第二存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象的所述位置更新用于所述文件系統(tǒng)對 象的中間分區(qū)的重定向信息，其中，所述第一存儲器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于 貯存在所述第一存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象的路徑的目錄，其中，所述目錄包括重定向 到所述中間分區(qū)的信息，并且其中，使用所述中間分區(qū)的重定向信息，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使 用在所述第一存儲器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對 象的路徑，使得將所述文件系統(tǒng)對象路由到所述第二存儲器裝置對所述操作系統(tǒng)透明。
[0014] 所述第一存儲器裝置包括所述操作系統(tǒng)用來解析用于貯存在所述第一存儲器裝 置中的文件系統(tǒng)對象的路徑的目錄，其中所述目錄包括表示重定向到所述中間分區(qū)的中間 分區(qū)重定向。就這一點(diǎn)而言，使用所述中間分區(qū)重定向，所述操作系統(tǒng)繼續(xù)使用在所述第一 存儲器裝置中的目錄以解析到貯存在所述第二存儲器裝置中的文件系統(tǒng)對象的路徑，使得 將所述文件系統(tǒng)對象路由到所述第二存儲器裝置對所述操作系統(tǒng)透明。
[0015] 在瀏覽下述附圖、詳細(xì)說明以及權(quán)利要求之后，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。此 外，公開了其它實施例，并且每個實施例可以被單獨(dú)或者組合使用?，F(xiàn)將參考附圖描述實施 例。
【附圖說明】
[0016] 參考下述附圖和說明可以更好地理解所述系統(tǒng)。在附圖中，相似的參考標(biāo)號表示 貫穿不同的視圖的相對應(yīng)的部分。
[0017] 圖1示出了現(xiàn)有系統(tǒng)，其中內(nèi)核I/O管理器解析到文件"Z"的路徑。
[0018] 圖2示出了在系統(tǒng)中的不同的層，其包括應(yīng)用層、操作系統(tǒng)層和存儲器裝置層，以 及可以在該系統(tǒng)中操作的監(jiān)控應(yīng)用。
[0019] 圖3A示出了系統(tǒng)，其包括應(yīng)用、內(nèi)核I/O管理器、根目錄、中間分區(qū)、多個文件系 統(tǒng)、多個裝置驅(qū)動器、盤C :和盤Y :。
[0020] 圖3B示出了使用根目錄和中間分區(qū)以解析到盤C :上的文件"Z"的路徑的內(nèi)核1/ 0管理器。
[0021] 圖3C示出了將文件"Z"復(fù)制到盤Y:，以及對中間分區(qū)的改變以反映將文件"Z" 復(fù)制到盤Y :。
[0022] 圖3D示出了利用根目錄和中間分區(qū)以解析到盤Y :上的文件"Z"的路徑的內(nèi)核1/ 0管理器。
[0023] 圖4是監(jiān)控應(yīng)用確定是否移動文件并對其作出應(yīng)答、更新中間分區(qū)以反映文件的 移動的流程圖。
[0024] 圖5是監(jiān)控應(yīng)用確定在遠(yuǎn)程盤上的文件使用的頻率并對其作出應(yīng)答、將文件復(fù)制 到高速緩存的流程圖。
[0025] 圖6是內(nèi)核I/O管理器利用根目錄和中間分區(qū)解析文件的路徑的流程圖。
[0026]圖7是被編程為特定計算機(jī)系統(tǒng)的通用計算機(jī)系統(tǒng)，其可以表示這里引用的任何 計算裝置、諸如監(jiān)控應(yīng)用或內(nèi)核I/O管理器。
【具體實施方式】
[0027] 圖2示出了在系統(tǒng)中的不同的層，包括應(yīng)用層200、操作系統(tǒng)層210、存儲器裝置層 220、以及可以在系統(tǒng)中操作的監(jiān)控應(yīng)用230。應(yīng)用層200包括一個或多個應(yīng)用。如圖2所 示，應(yīng)用層包括應(yīng)用1202到應(yīng)用N 204。操作系統(tǒng)層210包括內(nèi)核212。
[0028] 一般來說，內(nèi)核212被用作操作系統(tǒng)的一部分，提供硬件（諸如在存儲器裝置層 220中的存儲器裝置）以及在應(yīng)用層200中運(yùn)行的應(yīng)用程序之間的層。
[0029] 內(nèi)核212通過請求使其服務(wù)對在系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用是可用的。請求之一涉及對 在存儲器裝置上的數(shù)據(jù)的訪問，諸如打開0 (openO)、關(guān)閉（）（closeO)、讀取（）（readO) 和寫入0 (write ())請求。響應(yīng)于請求，內(nèi)核212用作應(yīng)用和硬件之間的接口，提供硬件提 取使得應(yīng)用不需要知道具體細(xì)節(jié)以尋址硬件，并提供文件系統(tǒng)提取使得應(yīng)用可以打開文件 而不需要知道文件系統(tǒng)的特定結(jié)構(gòu)。例如，響應(yīng)于該請求，內(nèi)核可以解析到硬件的路徑，并 向應(yīng)用發(fā)送路徑的表示（諸如以句柄的形式）使得應(yīng)用可以與在存儲器裝置層中的存儲器 裝置通信。以此方法，應(yīng)用在尋址硬件時不需要知道細(xì)節(jié)，而是依賴于內(nèi)核來解析尋址的細(xì) T。
[0030] 如圖2所示，系統(tǒng)可以包括存儲器裝置層220,所述存儲器裝置層220 -般表示在 系統(tǒng)中的一個或多個存儲器裝置。存儲器裝置層220可以包括多個存儲器裝置，諸如存儲 器裝置1222到存儲器裝置M 224。例如，一個存儲器裝置可以是硬盤盤，并且另一個存儲器 裝置可以是可拆卸存儲器貯存裝置。硬盤盤可以具有一組規(guī)則以最優(yōu)化數(shù)據(jù)的高速緩存。 然而，可拆卸NAND閃速存儲器貯存裝置可以具有不同的一組規(guī)則以基于某些讀取/寫入模 式來最優(yōu)化數(shù)據(jù)的高速緩存。因此，在具有不同屬性的存儲器裝置中可以采用為所使用的 特定類型的數(shù)據(jù)以及其耐受力、錯誤校正和性能要求而優(yōu)化的不同的物理分區(qū)。
[0031] 圖2還示出了監(jiān)控應(yīng)用230。監(jiān)控應(yīng)用230可以包括兩個部分：（1)被配置為管理 在存儲器裝置層中的文件系統(tǒng)對象（包括文件系統(tǒng)對象的移動（例如，復(fù)制））的軟件（其 一示例是對在存儲器裝置層中的文件和對中間分區(qū)軟件234的管理，下文討論）；以及（2) 一個或多個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以使得對文件系統(tǒng)對象的管理對應(yīng)用層200和/或操作系統(tǒng)層210透 明（其一示例是中間分區(qū)232,如下所討論的