基于UBS对NVMe SSD进行管理的方法及系统技术方案

技术编号：43918421 阅读：3 留言：0更新日期：2025-01-03 13:23

本申请涉及一种基于UBS对NVMe SSD进行管理的方法及系统，其中，该方法包括：接收客户端通过同一工作线程传递的请求；基于所述请求对UBS所管理的多个NVMe SSD进行资源管理。通过本申请，基于UBS能够对底层的NVMe SSD直接进行读/写、申请资源以及释放资源等操作，实现了在用户态进行NVMe SSD的读写和资源管理，对上层提供了简便的读写接口。与现有技术中需要在内核态和用户态之间频繁实现切换的资源管理方式相比，延时有明显改善。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种基于ubs对nvme ssd进行管理的方法及系统。

技术介绍

1、在块存储的应用场景中，对于超高性能就要求底层读/写(io)尽可能快地落盘，对此，在现有的块存储中，后端存储节点通过文件系统或者操作系统下的块设备提供的接口，对nvmessd进行资源管理和读写操作。但是现有的这种模式下nvmessd设备管理都在内核态到用户态的业务层之间还有不少开销。

2、针对相关技术中的上述问题，目前尚未存在有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于ubs对nvme ssd进行管理的方法及系统，以解决现有技术中对nvmessd进行资源管理需要在内核态和用户态之间进行系统调用，导致延时较高的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种用户态块管理系统，所述用户态块管理系统ubs用于管理多个nvme ssd，每一个所述nvme ssd包括：头部区域、块元数据区域、标识区域和主体区域；其中，所述头部区域包括块管理系统静态区域和块管理系统动态区域；所述块元数据区域包括多个块元数据，每一个所述块元数据包括一个块的元数据；所述标识区域用于持久化簇元数据，并保存簇的物理地址和逻辑地址的映射关系；所述主体区域包括多个物理地址连续的簇；所述标识区域包括多个id，且所述多个id分别与主体区域中的簇一一对应。

3、第二方面，本申请提供了一种基于第一方面中的ubs对nvme ssd进行管理的方法，所述方法包括：接收客户端通过同一工作线程传递的请求；

4、第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：至少一个通信接口；与所述至少一个通信接口相连接的至少一个总线；与所述至少一个总线相连接的至少一个处理器；与所述至少一个总线相连接的至少一个存储器，其中，所述处理器被配置为执行第二方面中的方法步骤。

5、第四方面，本申请还提供了一种计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行本申请上述第二方面中的方法步骤。

6、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该方法，

7、本申请实施例中的ubs中的每一个盘底层布局了盘中块、簇的大小及其对应的id，而且保存了簇的物理地址和逻辑地址的映射关系，以及块与簇之间的关系，基于此，上层业务基于ubs能够对底层的nvme ssd直接进行读、写、申请资源(块或簇的申请)、释放资源(块或簇的释放)等操作，实现了在用户态进行nvme ssd的读写和资源管理，对上层提供了简便的读写接口。与现有技术中需要在内核态和用户态之间频繁实现切换的资源管理方式相比，本申请实施例中提供的基于ubs对nvme ssd进行管理的方法，对延时有明显改善。

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【技术保护点】

1.一种用户态块管理系统，其特征在于，所述用户态块管理系统UBS用于管理多个NVMeSSD，每一个所述NVMe SSD被分割成：头部区域、块元数据区域、标识区域和主体区域；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述UBS的内存中存储有用于记录索引和资源信息的目标数据结构，其中，所述目标数据结构中包括用于表征所述块元数据区域中所有空闲的块的位置的第十六字段、用于表征所有空闲的簇的位置的第十七字段。

5.基于权利要求1至4中任一项的UBS对NVMe SSD进行管理的方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于打开盘的第一接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于关闭盘的第二接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：</p>

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于写入数据的第三接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于读取数据的第四接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于分配块的第五接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于删除块的第六接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于释放块的第七接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于获取块信息的第八接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于获取块系统信息的第九接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于设置块状态的第十接口的情况下，所述基于所述请求对UBS所管理的多个所述NVMe SSD进行资源管理，包括：

16.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在对所述NVMe SSD中的簇进行管理时，所述方法包括：

17.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在对所述NVMe SSD中的块进行释放时，所述方法还包括：

18.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在对NVMe SSD中的块进行申请时，所述方法还包括：

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【技术特征摘要】

1.一种用户态块管理系统，其特征在于，所述用户态块管理系统ubs用于管理多个nvmessd，每一个所述nvme ssd被分割成：头部区域、块元数据区域、标识区域和主体区域；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ubs的内存中存储有用于记录索引和资源信息的目标数据结构，其中，所述目标数据结构中包括用于表征所述块元数据区域中所有空闲的块的位置的第十六字段、用于表征所有空闲的簇的位置的第十七字段。

5.基于权利要求1至4中任一项的ubs对nvme ssd进行管理的方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于打开盘的第一接口的情况下，所述基于所述请求对ubs所管理的多个所述nvme ssd进行资源管理，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于关闭盘的第二接口的情况下，所述基于所述请求对ubs所管理的多个所述nvme ssd进行资源管理，包括：

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于写入数据的第三接口的情况下，所述基于所述请求对ubs所管理的多个所述nvme ssd进行资源管理，包括：

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述请求调用用于读取数据的第四接口的情况下，所述基于所述请求对ubs所管理的多个所述nvme ssd进行资源管理，包括：

10.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏启超，
申请(专利权)人：北京金山云网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人