分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)專(zhuān)利綜述

李嬌 鄧澤微

摘要：本文通過(guò)分析分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)的歷年申請(qǐng)趨勢(shì)、發(fā)展脈絡(luò)、優(yōu)缺點(diǎn)等，從判斷處理過(guò)程中數(shù)據(jù)遷移的單位對(duì)分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)數(shù)據(jù)遷移的觸發(fā)的時(shí)機(jī)的技術(shù)也進(jìn)行了分類(lèi)等，最后從分類(lèi)所得的技術(shù)分支對(duì)涉及分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：分級(jí)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)遷移；遷移策略

中圖分類(lèi)號(hào)：TP333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）05-0224-02

1 分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)概述

所謂分級(jí)存儲(chǔ)，顧名思義就是“按級(jí)別”存儲(chǔ)，就是根據(jù)數(shù)據(jù)不同的重要性、訪問(wèn)頻次等指標(biāo)分別存儲(chǔ)在不同性能的存儲(chǔ)設(shè)備上。通常將不經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)自動(dòng)移到存儲(chǔ)層次中較低的層次，釋放出較高成本的存儲(chǔ)空間給更頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。在分級(jí)存儲(chǔ)中，數(shù)據(jù)不可避免的要在各級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，即遷移數(shù)據(jù)。這樣一方面可大大減少非重要性數(shù)據(jù)在一級(jí)本地磁盤(pán)所占用的空間，還可加快整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)性能，總體實(shí)現(xiàn)整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本接近最低一級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備的價(jià)格，而數(shù)據(jù)存取訪問(wèn)速度接近性能最高一級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備。

2 分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)專(zhuān)利實(shí)證分析

專(zhuān)利信息實(shí)證分析是從專(zhuān)利文獻(xiàn)中采集專(zhuān)利信息，對(duì)其主要指標(biāo)進(jìn)行加工、整理和分析，這些主要指標(biāo)包括如專(zhuān)利類(lèi)型分析、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析、年度趨勢(shì)分析、地域性分析、申請(qǐng)人（發(fā)明人）分析、技術(shù)分支分析等等。本文首先確定所需的專(zhuān)利檢索的關(guān)鍵詞和分類(lèi)號(hào)，檢索出形成本文分析所需的中英文專(zhuān)利申請(qǐng)共100篇文獻(xiàn)，其中中文文獻(xiàn)70篇，外文文獻(xiàn)30篇，并標(biāo)引分析。

2.1 申請(qǐng)時(shí)間和數(shù)量

通過(guò)對(duì)檢索的100件國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行分析，得出國(guó)內(nèi)外分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)隨時(shí)間的申請(qǐng)量的變化的分析結(jié)果如圖1所示。

2.2 主要技術(shù)分支和數(shù)量

通過(guò)對(duì)檢索的100件國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行分析，得出國(guó)內(nèi)外分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分類(lèi)的技術(shù)分支的分析結(jié)果如圖2所示。針對(duì)分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)的研究，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可主要分為三個(gè)技術(shù)分支：主存輔存分級(jí)、緩存內(nèi)存分級(jí)以及輔助分級(jí)，由于申請(qǐng)的文獻(xiàn)中有較多文獻(xiàn)并未嚴(yán)格區(qū)分這幾種級(jí)別，而只是使用了高低性能存儲(chǔ)技術(shù)，因此最終這部分劃為了4個(gè)分支。

3 分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)的主要分類(lèi)與分析

以下從幾個(gè)角度對(duì)分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)以及分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)遷移進(jìn)行了分類(lèi)，并結(jié)合分析了每個(gè)類(lèi)型下的代表專(zhuān)利及同類(lèi)型專(zhuān)利。

3.1 分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的類(lèi)型

目前分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要包括基于文件的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)、基于邏輯卷的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)、基于塊的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)和基于對(duì)象的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。基于文件的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)是目前使用最廣泛的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，代表性專(zhuān)利有：CN201110225815；基于邏輯卷的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)每次遷移以整個(gè)邏輯卷為單位，迀移粒度顯的過(guò)大，代表性專(zhuān)利有：JP2012557110A；基于塊的分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)不適用于邏輯卷的大小在TB級(jí)或以上的情況下。代表性專(zhuān)利有：CN201110388104；對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)就是在存儲(chǔ)系統(tǒng)中以對(duì)象作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和組織管理的基本單位，向外提供對(duì)象資源和操作接口。在對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)以對(duì)象為單位存放，對(duì)象可以提供數(shù)據(jù)的完整性。對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)中以對(duì)象為粒度設(shè)計(jì)分級(jí)功能，以對(duì)象為粒度的分級(jí)架構(gòu)由于遷移的對(duì)象不再是文件而是文件中的熱點(diǎn)對(duì)象，這樣就減少了遷移的數(shù)據(jù)量，簡(jiǎn)化了遷移過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)的處理。代表性專(zhuān)利有：CN201310034756、CN201410595405等。

3.2 數(shù)據(jù)遷移分析

分級(jí)存儲(chǔ)之間的轉(zhuǎn)換只有兩種操作處理，即“數(shù)據(jù)遷移”和“數(shù)據(jù)回遷”。數(shù)據(jù)遷移（又稱降級(jí)遷移）是指數(shù)據(jù)由快速存儲(chǔ)設(shè)備或高一級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備往慢速設(shè) 備或低一級(jí)設(shè)備遷移，而數(shù)據(jù)回遷（又稱升級(jí)遷移）則恰好相反。對(duì)于數(shù)據(jù)遷移來(lái)說(shuō)， 遷移過(guò)程中可能不會(huì)有I/O請(qǐng)求，而數(shù)據(jù)回遷則恰恰是發(fā)生在I/O請(qǐng)求最密集的時(shí)候， 為了保證在數(shù)據(jù)回遷時(shí)，盡可能的減少遷移進(jìn)程對(duì)I/O請(qǐng)求的影響，可以采用讀寫(xiě)鎖來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性。遷移進(jìn)程為當(dāng)前遷移數(shù)據(jù)塊申請(qǐng)讀寫(xiě)鎖保護(hù)，以保證數(shù)據(jù)的一致性。在分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，均會(huì)同時(shí)存在數(shù)據(jù)遷移和數(shù)據(jù)回遷，因?yàn)楦鶕?jù)數(shù)據(jù)訪問(wèn)頻率的變化可能會(huì)成為熱數(shù)據(jù)，也可能會(huì)成為冷數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)在各級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行遷移操作時(shí)，一般是要在滿足遷移條件時(shí)，才會(huì)被選為遷移對(duì)象，進(jìn)入遷移隊(duì)列，進(jìn)行遷移操作。存儲(chǔ)例如規(guī)定在線存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)要求每天的用戶訪問(wèn)量為50人，或數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)次數(shù)要大于100次等，但是數(shù)據(jù)的實(shí)際用戶訪問(wèn)量或讀寫(xiě)次數(shù)達(dá)不到此標(biāo)準(zhǔn)，則表明該數(shù)據(jù)不適合存儲(chǔ)在該級(jí)別的存儲(chǔ)介質(zhì)中，需要進(jìn)行遷移。代表性專(zhuān)利有：CN201110311219、CN2012102 75170、CN201210590581。當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)空間已飽和或?qū)⒁_(dá)到飽和，數(shù)據(jù)就需要進(jìn)行遷移，例如定義的存儲(chǔ)介質(zhì)飽和度為總的空間的70%，當(dāng)空間存儲(chǔ)量達(dá)到這個(gè)值時(shí)，就需要將一定的數(shù)據(jù)遷移，否則，新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將不能及時(shí)存儲(chǔ)，嚴(yán)重影響存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體性能。代表性專(zhuān)利有：US20050036628A、CN201010609767。

4 技術(shù)綜述在審查實(shí)踐中的應(yīng)用

在撰寫(xiě)以上專(zhuān)利技術(shù)綜述的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)涉及分級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遷移的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利進(jìn)行集中收集、閱讀和梳理，審查員在較短時(shí)間內(nèi)了解了該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，掌握了國(guó)內(nèi)外主要申請(qǐng)人的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，有效提高了對(duì)于專(zhuān)利申請(qǐng)發(fā)明點(diǎn)的把握，為后續(xù)的審查實(shí)踐中處理實(shí)際案例提供了指導(dǎo)和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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