基於磁碟進行i/o請求緩存的方法和裝置以及san存儲設備的製作方法

2023-09-10 06:10:40 2

專利名稱：：基於磁碟進行i/o請求緩存的方法和裝置以及san存儲設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及存儲區域網絡
技術領域：
，尤其涉及一種基於磁碟進行I/O請求緩存的方法和裝置，還涉及一種SAN存儲設備。尿忮不SAN(StorageAreaNetwork,存儲區域網絡)是一種通過專用光纖通道網絡或者IP網絡將一個或多個網絡存儲設備與客戶端連接起來的專用存儲系統，用於提供客戶端與存儲系統之間的數據傳輸。SAN的工作原理為存儲設備為客戶端分配塊存儲資源，客戶端和存儲設備基於存儲協議，如FC(FibreChannel,光纖通道)、iSCSI(internetSmallComputerSystemInterface,Internet小型計算機系統接口)進行通信，實現存儲資源的數據讀寫操作。其中，存儲設備的基礎存儲單元是磁碟，而且出於可靠性、大容量等方面的考慮，存儲設備往往會使用多塊磁碟進行數據存儲。如圖1所示，顯示了存儲設備上的一種資源管理模型存儲設備使用RAID(RedundantArrayofIndependentDisks,獨立冗餘磁碟陣列)策略，如RAIDO、RAIDl、RAID5等，將多塊磁碟構成一個陣列；在陣列上創建LV(LogicalVolume,邏輯巻)；之後基於存儲協議把LV共享給客戶端，圖中以iSCSI協議為例。客戶端通過在分配給它的LV上進行數據讀寫操作實現在存儲設備上的數據存儲。但限於存儲設備自身的處理能力，或者磁碟接口的處理能力，對於客戶端的I/0(Input&Output,讀/寫操作)請求往往無法做到100%的及時響應和處理，因此必須先對客戶瑞的I/0請求進行隊列緩存，之後加以調度處理。現有技術中，1/0請求緩存技術是基於客戶端或者說LV進行的存儲設備基於LV為I/O請求建立緩存隊列；在接收到客戶端的I/O請求時，把不同LV的1/0請求分別放入不同的緩存隊列中；再由CPU輪詢不同緩存隊列，按先進先出的原則調度處理。這種基於LV進行I/0請求緩存的缺陷在於導致了磁碟I/O操作的隨機性。為了便於描述，在此基於圖1所示的資源管理模型提供一個資源管理示例以4塊磁碟(標記為Disk0/Disk1/Disk2/Disk3)創建一個RAID0陣列(標記為Array0)，之後在Array0上創建3個邏輯巻(標記為LV0，LV1和LV2)。由於磁碟和LV的基本存儲單位是扇區(每扇區固定512Byte)，如果按照通常的以多個(2的整數次方，如4K個)扇區為單位進行空間管理，那麼在每塊磁碟的地址空間為016384的情況下，陣列Army0的地址空間就是065535;則可以分配LV0的地址空間為032767，LV1禾QLV2的地址空間均為0~16383。本示例中LV、陣列和磁碟之間的映射關係如表1所示tableseeoriginaldocumentpage6表1在表1示例的基礎上，假定存儲設備把LV0，LV1禾BLV2分別分配給三個客戶端，則這三個客戶端掛載磁碟後開始進行數據的讀寫操作。其中，以Write(LVID，Address,Data,Length)來描述一個寫請求，以Read(LVID，Address,Length)來描述一個讀請求，LVID標識一個邏輯巻，Address標識開始寫入數據的起始地址空間，Data標識要寫入的數據內容，Length標識要寫入的數據長度。如果存儲設備以時間順序收到以下I/O請求Write(LV0,0,data,4096);Write(LV2，0，data,4096);Write(LV0，16384，data,4096);Write(LV1，0,data,4096);Read(LV2,0,4096);Read(LV0,0,4096);Read(LV1,0,4096);Write(LV0,16384，data,4096);......則根據表1的映射關係可以看出，這些I/O請求實際都是在DiskO上進行數據讀寫。但如果按照現有技術進行I/O請求緩存並按照先進先出的原則進行順序處理的話，上述I/O請求將被分配進入不同的I/O緩存隊列，並在磁碟DiskO上按照以下起始地址進行I/O操作0—>12288—>4096—>8192—>12288—〉0—>8192—〉4096，具有相當大的隨機性。對於磁碟接口而言，1/0請求的地址越有順序，磁碟接口的性能就越高；反之，1/0請求的地址越隨機無序，磁碟接口的性能就越低。顯然，現有技術中並未將磁碟、RAID陣列和LV關聯起來，在緩存和調度I/0請求時沒有考慮到磁碟因素，因此導致磁碟上的I/O操作隨機性很高，磁碟磁頭需要頻繁跳轉，並由此導致磁碟接口的性能嚴重下降。由於磁碟接口性能，或者說磁碟接口的I/O處理能力，是影響存儲設備讀寫性能的一個重要因素，因此現有的進行I/O請求緩存的方案無疑導致了存儲設備性能的下降。特別是隨著存儲技術的發展，SAN的應用領域日益廣泛，比如在監控應用中，編碼設備不斷採集圖像生成媒體數據，而且這些媒體數據需要長時間持續不斷地寫入到存儲設備中保存起來，以支持後續的點播回放。這類應用表現出的特點是(1)每路圖像數據讀寫所佔用的帶寬小，但平穩、持續時間長；(2)每路圖像數據需要的存儲空間一般較小，一塊磁碟的空間可能存儲幾十路媒體流錄像；(3)每次讀寫的數據量都比較大。在上述應用場合下，1/0請求的隨機性表現的更為明顯，磁碟接口的I/O處理能力將嚴重下降，成為存儲設備的性能瓶頸。
發明內容本發明的實施例旨在提供能夠基於磁碟進行I/O請求緩存的技術方案，以提高對同一塊磁碟的I/O請求的執行順序性，從而提高磁碟接口的I/O處理能力，進而提高存儲設備的性能。為實現上述目的，本發明的實施例提供了一種基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，適用於包括多個磁碟的SAN存儲設備，包括為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列，並記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係；當接收到客戶端I/0請求時，執行以下步驟51、提取該I/0請求所攜帶的邏輯巻標識和邏輯巻地址；52、根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；53、按照預設的磁碟地址排序方式，將該I/O請求插入到該磁碟的1/0請求緩存隊列中。本發明的實施例還提供r-種基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，應用於包括多個磁碟的SAN存儲設備，包括緩存隊列建立單元，用於為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/0請求緩存隊列；1/0請求緩存隊列，由該緩存隊列建立單元所建立，分別與SAN存儲設備每一個磁碟對應；映射關係記錄單元，用於記錄磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係；邏輯巻信息提取單元，用於提取客戶端I/O請求所攜帶的邏輯巻標識和邏輯巻地址；磁碟及地址獲取單元，與該邏輯巻信息提取單元和映射關係記錄單元連接，用於根據所記錄的地址映射關係，査找獲得對應的磁碟和磁碟地址；I/O請求緩存控制單元，分別與該i/o請求緩存隊列以及該磁碟及地址獲取單元連接，用於按照預設的磁碟地址排序方式，將該I/O請求插入到該磁碟的I/O請求緩存隊列中。本發明的實施例還提供了一種SAN存儲設備，包括多個磁碟以及數據輸入輸出裝置，還包括如上所述的基於磁碟進行i/o請求緩存的裝置，該基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置分別與該數據輸入輸出裝置和該多個磁碟連接。由上述技術方案可知，本發明的實施例通過基於磁碟建立10請求緩存隊列，採用在緩存隊列中為I/O請求排序的方式，具有以下有益效果1、在一定程度上保證了1/0請求磁碟處理的順序性；2、提高了磁碟接口的I/0處理能力；3、提高了存儲設備的性能。通過以下參照附圖對優選實施例的說明，本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更加明顯。圖1為現有技術中一種資源管理模型的示意圖；圖2為本發明提供的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法一實施例的流程圖；圖3為圖2所示方法中記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係一實施例的流程圖；圖4為木發明提供的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法另一實施例的流程圖；圖5為本發明提供的基於磁碟進行I/0請求緩存的裝置--實施例的框圖；圖6為圖5所示I/O請求緩存控制單元一實施例的框圖；圖7為本發明提供的SAN存儲設備一實施例的框圖。具體實施方式下面將詳細描述本發明的具體實施例。應當注意，這裡描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。首先，本發明的發明構思在於提高對同一塊磁碟的I/O請求的執行順序性，從而提高磁碟接口的I/0處理能力。為了實現這一發明構思，本發明提供了基於磁碟管理I/O請求緩存隊列，並根據I/O請求對應的磁碟地址對隊列中的I/O請求進行排隊的技術方案，下面結合附圖和實施例加以具體說明。請結合圖2，顯示了本發明提供的基於磁碟進行I/0請求緩存的方法一實施例的流程圖，包括Al、為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列；當然，在建立之初，也就是初始隊列時，該隊列為空；A2、記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係；具體的，如圖3所示，本步驟A2可以包括A21、檢測到磁碟上線時，為磁碟生成一全局唯一標識；比如，可以根據磁碟所在機框號和槽位號來生成標識，如0號機框1號槽位的磁碟標識為01，以便後續的記錄；A22、創建RAID陣列，並記錄每一磁碟相應的陣列標識和陣列地址；需要指出，本步驟A22中RAID陣列的創建是進行邏輯巻創建之前的中間環節，SAN存儲設備基於所創建的RAID陣列為客戶端分配邏輯資源，進行邏輯巻的創建。這一歩驟是本領域技術人員的常用技術手段，在此不再贅述。但是，本歩驟A22中對於陣列標識和陣列地址的記錄是可選的，比如當所有的磁碟僅創建一個陣列，那麼就無需記錄相應的陣列標識；當然，在多個陣列的情況下，為了區分不同的磁碟地址，需要相應記錄陣列標識和陣列地址，以保證後續查找的順利進行。A23、基於RAID陣列為客戶端創建邏輯巻，且對於每一磁碟，採用一定的數據格式記錄其全局唯一標識和其對應不同邏輯巻的磁碟地址，以及記錄相應的邏輯巻標識和邏輯巻地址；雖然採用不同的RAID策略創建陣列式時，邏輯巻和磁碟之間的地址映射關係會存在區別，但該地址映射關係的存在卻是必然的，也就是說，SAN存儲設備中天然存在著磁碟和邏輯巻之間的地址映射關係；可以採用一定的數據結構來記錄這種邏輯關係，如表1所示的二維表形式，也可以採用其他的記錄形式；由於如何採用數據結構來描述數據之間的對應關係是本領域技術人員所熟知的手段，在此不再贅述。需要指出的是，當記錄有陣列標識和陣列地址時，上述數據結構事實上記錄的是LV、RAID陣列和磁碟三者之間的映射關係。經過上述步驟之後，本發明所提供的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法可以對I/O請求進行基於磁碟的緩存處理，當接收到客戶端i/o請求時，執行以下步驟Sl、提取該I/O請求所攜帶的LV標識和LV地址；52、根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；53、按照預設的磁碟地址排序方式，將該1/0請求插入到磁碟的1/0請求緩存隊列中；具體的，可以根據磁碟標識查找到對應的I/O請求緩存隊列，如果隊列為空，則直接把該I/O請求寫入緩存隊列；如果不為空，則根據1/o請求的磁碟地址在隊列中進行排隊處理。在一個具體實施例中，本步驟S3可以包括從磁碟的I/0請求緩存隊列隊尾開始依次進行與該I/O請求的磁碟地址比較，直至將該I/O請求插入到磁碟的I/O請求緩存隊列中，使該I/O請求緩存隊列中的全部I/O請求按照預設的磁碟地址排序方式排列；該預設的磁碟地址排序方式可以包括按照I/0請求的磁碟地址進行從大到小排序，或者，按照i/o請求的磁碟地址進行從小到大排序，其中後者更佳。通俗一點說，如果按照從小到大來排序，就是從I/O請求緩存隊列的隊尾開始比較已有的I/O請求如果最後一個節點對應的磁碟地址小於或者等於待插入的I/O請求，則直接把該I/O請求插入到緩存隊列的隊尾；否則，把該I/O請求插入到隊列中兩個已有節點之間，條件是前一個節點的磁碟地址小於或者等於該I/O請求的磁碟地址，而後一個節點的磁碟地址大於該I/O請求的磁碟地址。仍以前文示例為例，假定存儲設備把LV0，LV1和LV2分別分配給三個客戶端，這三個客戶端掛載磁碟後開始進行數據的讀寫操作。如果存儲設備以時間順序收到以下I/O請求Write(LV0，0,data,4096);Write(LV2,0,data,4096);Write(LV0,16384，data,4096);Write(LV1,0,data，4096);Read(LV2,0,4096);Read(LV0,0，4096);Read(LV1,0,4096);Write(LV0,16384,data,4096);......那麼依照本發明提供的技術方案，假設Diskl的I/O請求緩存隊列為空，則按照磁碟地址由小到大的排序方式，上述I/O請求在Diskl的I/O請求緩存隊列中的順序會是Write(LV0,0,data,4096);Read(LV0，0,4096);Write(LV0,16384,data,4096);Write(LV0,16384,data,4096);Write(LV1,0,data,4096);Read(LV1,0,4096);Write(LV2,0,data,4096);Read(LV2，0,4096);……可見，經排序處理後，磁碟Diskl上的I/O操作起始地址依次是0—>0—>4096—>4096—>8192—>8192—>12288—>12288。可以看出，通過本發明所提供的基於磁碟進行i/o請求緩存的方法，能夠使磁碟I/O操作順序執行，減少隨機性，磁碟磁頭不需要多次頻繁跳轉，從而提高磁碟接口的讀寫能力，進而提高SAN存儲設備的性能。需要指出，本發明所提供的基於磁碟進行i/o請求緩存的方法在一定程度上會犧牲響應的及時性。對於傳統的I/O請求緩存技術而言，其主要面對的是企業級的應用環境，如資料庫應用等，具有I/O請求突發性較大的特點，因此主要滿足存儲設備快速響應客戶端I/O請求的要求；但對於應用領域日益廣泛的存儲設備而言，特別是對於監控應用來說，由於I/O操作的隨機性比較明顯，存儲設備的性能瓶頸不再是CPU、接口帶寬和內存等，而集中於磁碟接口的I/O處理能力，因此對於存儲設備的要求也就隨之變化對持續讀/寫性能的要求大為提高，而對及時響應的要求可以適當降低，以更好的滿足視頻監控類應用的要求。這也是本發明所提供方法的現實基礎。但作為較佳的實施例，可以考慮對順序性和及時性進行折中處理，即在隊列深度超過N時，使新到的I/O請求不插入到前N個位置，從而保證緩存隊列前面的i/o請求可以很快得到調度處理，其處理延時不至於過長。可以參見圖4，顯示了相應實施例的流程圖。具體的，在圖3所示實施例的基礎上，步驟S3可以包括S3K識別磁碟的I/O請求緩存隊列中已有的I/O請求數目是否大於預設的閾值N，比如10個；532、是則，保持隊列中前N個I/0請求的排列次序不變，再從隊尾至隊列中已有的第N+l個I/O請求的區間內依次進行與所述I/O請求的磁碟地址比較，直至將該I/O請求插入到所述I/O請求緩存隊列中，使I/O請求緩存隊列中從N+l開始的I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列；533、否則，從磁碟的I/O請求緩存隊列隊尾開始逐一進行與I/O請求的磁碟地址比較，直至將該i/o請求插入到磁碟的i/o請求緩存隊列中，使I/O請求緩存隊列中的全部I/O請求按照預設的磁碟地址排序方式排從本實施例可以看出，對於一個I/0請求的緩存隊列而言，前N個I/O請求的順序不會被打亂，因此這幾個I/O請求將得到較快的執行。由於這N個I/O請求之間也是按照預設的磁碟地址排序方式排列，因此雖然第N個I/O請求和第N+l個I/O請求之間會存在磁碟磁頭跳轉的可能，但這種跳轉無疑不會過於頻繁的發生。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，包括為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列，並記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係；當接收到客戶端I/0請求時，執行如下步驟51、提取所述I/0請求所攜帶的邏輯巻標識和邏輯巻地址；52、根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；53、按照預設的磁碟地址排序方式，將所述I/O請求插入到所述磁碟的I/0請求緩存隊列中；所述的存儲介質包括ROM/RAM(ReadOnlyMemory/Random-AccessMemory,只讀存儲器/隨機訪問內存)、磁碟或者光碟等。相應的，本發明還提供了一種基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置100，應用於包括多個磁碟的SAN存儲設備，請結合圖5，包括緩存隊列建立單元101，用於為存儲設備的每一個磁碟建立一個1/0請求緩存隊列102;1/0請求緩存隊列102，由該緩存隊列建立單元101所建立，分別與SAN存儲設備每一個磁碟對應，初始隊列為空；映射關係記錄單元103，用於記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射具體的，映射關係記錄單元103可以包括磁碟標識生成模塊(圖中未示)，用於在檢測到磁碟上線時為磁碟生成一全局唯一標識；以及記錄模塊(圖中未示)，與該磁碟標識生成模塊連接，用於對於每一磁碟，採用一定的數據格式記錄其全局唯一標識和其對應不同邏輯巻的磁碟地址，以及記錄相應的邏輯巻標識和邏輯巻地址，該數據格式可以為二維表。需要指出，記錄模塊是在現有SAN設備創建RAID陣列以及進一歩創建邏輯巻的基礎上，進行磁碟和邏輯巻之間地址映射關係的記錄的。至於SAN設備如何創建RAID陣列以及如何基於RAID陣列創建邏輯巻，作為本領域技術人員的常用技術手段，在此不再贅述。但是，如果SAN設備創建的RAID陣列不只一個，那麼記錄模塊還需要記錄相應的陣列標識和陣列地址，即記錄LV、RAID陣列和磁碟三者之間的映射關係，以保證磁碟及地址獲取單元105能夠查找獲得正確的磁碟和磁碟地址。邏輯巻信息提取單元104，用於提取客戶端I/O請求所攜帶的LV標識和LV地址；磁碟及地址獲取單元105，與邏輯巻信息提取單元104和映射關係記錄單元103連接，用於根據所記錄的地址映射關係，査找獲得對應的磁碟和磁碟地址，該磁碟地址將作為在相應磁碟I/O請求緩存隊列102中排序的依據；1/0請求緩存控制單元106，分別與I/0請求緩存隊列102以及磁碟及地址獲取單元105連接，用於按照預設的磁碟地址排序方式，將I/0請求插入到該磁碟的I/0請求緩存隊列102中。在一個具體實施例中，1/0請求緩存控制單元106可以包括排序方式保存模塊1061，用於保存預設的磁碟地址排序方式，推薦為按照磁碟地址從小到大進行排序，當然按照磁碟地址由大至小排序，或者採用其他排序方式亦可；緩存隊列比較模塊1062，用於從該磁碟的1/0請求緩存隊列102隊尾開始依次進行與I/O請求的磁碟地址比較；1/0請求插入模塊1063，與排序方式保存模塊1061和緩存隊列比較模塊1062連接，用於接收緩存隊列比較模塊1062的比較結果，並在某一位置將該I/O請求插入到I/O請求緩存隊列102中，使I/O請求緩存隊列102中的全部I/O請求按照預設的磁碟地址排序方式排列；當然，為了避免緩存隊列比較模塊1062繼續進行無益的比較，1/0請求插入模塊1063可以在合適的位置向緩存隊列比較模塊1062發送--指令，使其停止繼續比較。可以看出，通過I/0請求緩存控制單元106進行I/0請求插入後，能夠使磁碟I/0操作順序執行，減少隨機性，磁碟磁頭不需要多次頻繁跳轉，從而提高磁碟接口的讀寫能力，進而提高SAN存儲設備的性能。上述實施例中是I/0請求緩存隊列102內所有的節點都按照磁碟地址排序，這往往在一定程度上對部分I/0請求處理的及時性造成較大影響；作為一較佳的具體實施例，可以考慮對順序性和及時性進行折中處理，即在隊列深度超過N時，使新到的I/0請求不插人到前N個位置，從而保證緩存隊列102前面的I/O請求可以很快得到調度處理，其處理延時不至於過長。可以參見圖6，上述描述的I/O請求緩存控制單元106進一步包括隊列縱深識別模塊1064，用於識別磁碟的I/O請求緩存隊列102中已有的I/O請求數目是否大於預設的閾值N，並在已有I/0請求數目大於預設的閾值N的情況下相應指令緩存隊列比較模塊1062;則緩存隊列比較模塊1062與隊列縱深識別模塊1064連接，用於根據隊列縱深識別模塊1064的指令，在從隊尾至隊列中已有的第N+1個I/0請求的區間內，依次進行與待插入I/0請求的磁碟地址比較;I/0請求插入模塊1063在某一位置將該待插入I/O請求插入到I/O請求緩存隊列102中，使所述I/O請求緩存隊列102中從N+l開始的I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列。當然，如果己有I/0請求數目不大於預設的閾值N，那麼隊列縱深識別模塊1064可以通知不大於閾值的結果或者不通知，由緩存隊列比較模塊1062和I/O請求插入模塊1063實現全隊列的排序插入。相應的，本發明還提供了一種SAN存儲設備10的實施例，如圖7所示，包括多個磁碟200以及數據輸入輸出裝置300，還包括如上所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置100，該基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置100分別與數據輸入輸出裝置300和多個磁碟200連接，通過儘可能保證同一塊磁碟上I/O操作的磁碟地址的順序性，獲得更好的磁碟接口I/O性能，從而保證SAN存儲設備的高性能。雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。權利要求1.一種基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，適用於包括多個磁碟的SAN存儲設備，其特徵在於，包括為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列，並記錄各磁碟與邏輯卷之間的地址映射關係；當接收到客戶端I/O請求時，執行以下步驟S1、提取所述I/O請求所攜帶的邏輯卷標識和邏輯捲地址；S2、根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；S3、按照預設的磁碟地址排序方式，將所述I/O請求插入到所述磁碟的I/O請求緩存隊列中。2.根據權利要求1所述的基於磁碟進行I/0請求緩存的方法，其特徵在於，所述記錄磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係的步驟包括檢測到磁碟上線時，為磁碟生成一全局唯一標識；創建RAID陣列；基於RAID陣列為客戶端創建邏輯巻，且對於每一磁碟，採用一定的數據格式記錄其全局唯一標識和其對應不同邏輯巻的磁碟地址，以及記錄相應的邏輯巻標識和邏輯巻地址。3.根據權利要求2所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，其特徵在於，所述創建RAID陣列的步驟還包括記錄每一磁碟相應的陣列標識和陣列地址。。4.根據權利要求1所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，其特徵在於，所述步驟S3包括從所述磁碟的I/0請求緩存隊列隊尾開始依次進行與所述I/O請求的磁碟地址比較，直至將所述I/O請求插入到所述磁碟的I/O請求緩存隊列中，使所述I/O請求緩存隊列中的全部I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列。5.根據權利要求1所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，其特徵在於，所述歩驟S3包括S31、識別所述磁碟的1/0請求緩存隊列中已有的1/0請求數目是否大於預設的閾值N;S32、是則，保持隊列中前N個I/0請求的排列次序不變，在從隊尾至隊列中己有的第N+l個I/O請求的區間內依次進行與所述I/O請求的磁碟地址比較，直至將所述i/o請求插入到所述i/o請求緩存隊列中，使所述I/O請求緩存隊列中從N+l開始的I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列；S33、否則，從所述磁碟的I/0請求緩存隊列隊尾開始逐一進行與所述I/O請求的磁碟地址比較，直至將所述I/O請求插入到所述磁碟的I/O請求緩存隊列中，使所述I/O請求緩存隊列中的全部I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列。6.根據權利要求4或5所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的方法，其特徵在於，所述預設的磁碟地址排序方式包括按照I/O請求的磁碟地址進行從大到小排序，或者，按照i/o請求的磁碟地址進行從小到大排序。7.—種基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，應用於包括多個磁碟的SAN存儲設備，其特徵在於，包括緩存隊列建立單元，用於為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列；I/O請求緩存隊列，由所述緩存隊列建立單元所建立，分別與所述SAN存儲設備每一個磁碟對應；映射關係記錄單元，用於記錄各磁碟與邏輯巻之間的地址映射關係；邏輯巻信息提取單元，用於提取客戶端I/O請求所攜帶的邏輯巻標識和邏輯巻地址；磁碟及地址獲取單元，與所述邏輯巻信息提取單元和映射關係記錄單元連接，用於根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；I/O請求緩存控制單元，分別與所述I/O請求緩存隊列以及所述磁碟及地址獲取單元連接，用於按照預設的磁碟地址排序方式，將所述I/O請求插入到所述磁碟的1/o請求緩存隊列中。8.根據權利要求7所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，其特徵在於，所述映射關係記錄單元包括磁碟標識生成模塊，用於在檢測到磁碟上線時為磁碟生成一全局唯一標識；記錄模塊，與所述磁碟標識生成模塊連接，用於對於每一磁碟，採用一定的數據格式記錄其全局唯一標識和其對應不同邏輯巻的磁碟地址，以及記錄相應的邏輯巻標識和邏輯巻地址。9.根據權利要求7所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，其特徵在於，所述I/0請求緩存控制單元包括排序方式保存模塊，用於保存預設的磁碟地址排序方式；緩存隊列比較模塊，用於從所述磁碟的I/O請求緩存隊列隊尾開始依次進行與所述I/O請求的磁碟地址比較；1/0請求插入模塊，與所述排序方式保存模塊和緩存隊列比較模塊連接，用於接收所述緩存隊列比較模塊的比較結果，並在某一位置將所述I/O請求插入到所述I/O請求緩存隊列中，使所述I/O請求緩存隊列中的全部I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列。10.根據權利要求9所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，其特徵在於，所述I/0請求緩存控制單元還包括隊列縱深識別模塊，用於識別所述磁碟的I/O請求緩存隊列中已有的I/O請求數目是否大於預設的閾值N，並在已有I/O請求數H大於預設的閾值N的情況下相應指令所述緩存隊列比較模塊；所述緩存隊列比較模塊與所述隊列縱深識別模塊連接，用於根據所述隊列縱深識別模塊的指令，在從隊尾至隊列中已有的第N+l個I/O請求的區間內，依次進行與所述I/O請求的磁碟地址比較；所述I/O請求插入模塊在某一位置將所述I/O請求插入到所述I/O請求緩存隊列中，使所述I/O請求緩存隊列中從N+l開始的I/O請求按照所述預設的磁碟地址排序方式排列。11.一種SAN存儲設備，包括多個磁碟以及數據輸入輸出裝置，其特徵在於，還包括如權利要求7-10任一所述的基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置，所述基於磁碟進行I/O請求緩存的裝置分別與所述數據輸入輸出裝置和所述多個磁碟連接。全文摘要本發明公開了一種基於磁碟進行I/O請求緩存的方法和裝置，適用於包括多個磁碟的SAN存儲設備。該方法包括為存儲設備的每一個磁碟建立一個I/O請求緩存隊列，並記錄各磁碟與邏輯卷之間的地址映射關係；當接收到客戶端I/O請求時，執行以下步驟提取該I/O請求所攜帶的邏輯卷標識和邏輯捲地址；根據所記錄的地址映射關係，查找獲得對應的磁碟和磁碟地址；按照預設的磁碟地址排序方式，將該I/O請求插入到該磁碟的I/O請求緩存隊列中。本發明還公開了一種SAN存儲設備。通過本發明，在一定程度上保證了I/O請求磁碟處理的順序性；提高了磁碟接口的I/O處理能力；提高了存儲設備的性能。文檔編號G06F3/06GK101299181SQ20081013263公開日2008年11月5日申請日期2008年7月8日優先權日2008年7月8日發明者張曉琳申請人:杭州華三通信技術有限公司