基于行为监控的SSD优化管理方法、装置及计算机设备与流程

基于行为监控的ssd优化管理方法、装置及计算机设备
技术领域
1.本发明涉及存储系统技术领域，特别是涉及一种基于行为监控的ssd优化管理方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.ssd作为独立的存储设备，依据标准协议与主机通信(数据交互)，完成从主机端系统发送的各种命令。目前，ssd研发方向大多围绕ssd自身或内部设计展开，如pcie/nand flash迭代更新、控制器/固件设计优化，以期获得更高的读写访问速度、性能响应，达到功耗调整、温度控制等。
3.另一方面，主机端也更关注在操作系统和应用程序自身上，与ssd的交互，除了一些通用的系统行为(如reset，shutdown等)，主要侧重于纯粹的数据读写访问上。其存储数据与上层系统或应用程序的关联，并不会被传递到存储设备。因此，在现有技术中ssd基本都是处于被动接受命令的管理方式，无法对上层来源提出要求，没有建立起与上层行为的有效沟通。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于行为监控的ssd优化管理方法、装置、计算机设备及存储介质。
5.一种基于行为监控的ssd优化管理方法，所述方法包括：
6.获取基于行为监控的ssd优化管理请求；
7.根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块，所述监控模块监控的对象包括系统行为、应用程序行为以及文件访问行为；
8.通过所述监控模块对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块；
9.当所述接收模块获得分析结果后，判断当前ssd的工作状态；
10.所述接收模块根据当前ssd的工作状态进行需求分发或者屏蔽。
11.在其中一个实施例中，所述根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块，所述监控模块监控的对象包括系统行为、应用程序行为以及文件访问行为的步骤还包括：
12.所述系统行为包括当前操作系统关机、重启、modern standby以及hibernation行为；
13.所述应用程序行为包括监测特定程序是否被运行，当所述特定程序一旦启动则通知ssd避免进入低功耗状态；
14.所述文件访问行为包括分析文件访问频率，对于访问度高的文件通过优化数据在nand flash中的存储位置或者改善映射管理方法以提高加载速度。
15.在其中一个实施例中，所述通过所述监控模块对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块的步骤还包括：
16.通过所述监控模块根据事先设计的关注点定义收集和跟踪事件，根据系统安全性要求进行事件记录；
17.通过所述监控模块对采集信息进行智能分析，从历史事件分析出具有特征的表述信息，以提供ssd优化参考的信息；
18.通过所述监控模块积累系统以及应用的使用情况，分析用户使用场景的特点及偏好形成完整的用户画像，以构建适合的ssd数据管理和响应模式；
19.通过所述监控模块按照约定通讯方式，发送信息给接收模块。
20.在其中一个实施例中，所述方法还包括：
21.根据上层行为需求以及ssd当前的工作状态，所述接收模块可选择终止需求或者发送给ssd内部子模块进行即时处理以实现算法和策略优化。
22.一种基于行为监控的ssd优化管理装置，所述装置包括：
23.获取模块，所述获取模块用于获取基于行为监控的ssd优化管理请求；
24.构建模块，所述构建模块用于根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块；
25.监控模块，所述监控模块用于监控的对象包括系统行为、应用程序行为以及文件访问行为；所述监控模块还用于对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块；
26.当所述接收模块获得分析结果后，判断当前ssd的工作状态；所述接收模块还用于根据当前ssd的工作状态进行需求分发或者屏蔽。
27.在其中一个实施例中，所述监控模块监控的系统行为、应用程序行为以及文件访问行为包括：
28.当前操作系统关机、重启、modern standby以及hibernation行为；
29.监测特定程序是否被运行，当所述特定程序一旦启动则通知ssd避免进入低功耗状态；
30.分析文件访问频率，对于访问度高的文件通过优化数据在nand flash中的存储位置或者改善映射管理方法以提高加载速度。
31.在其中一个实施例中，所述监控模块还用于：
32.通过所述监控模块根据事先设计的关注点定义收集和跟踪事件，根据系统安全性要求进行事件记录；
33.通过所述监控模块对采集信息进行智能分析，从历史事件分析出具有特征的表述信息，以提供ssd优化参考的信息；
34.通过所述监控模块积累系统以及应用的使用情况，分析用户使用场景的特点及偏好形成完整的用户画像，以构建适合的ssd数据管理和响应模式；
35.通过所述监控模块按照约定通讯方式，发送信息给接收模块。
36.在其中一个实施例中，所述接收模块还用于：
37.根据上层行为需求以及ssd当前的工作状态，所述接收模块可选择终止需求或者发送给ssd内部子模块进行即时处理以实现算法和策略优化。
38.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
39.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执
行时实现上述任意一项方法的步骤。
40.上述基于行为监控的ssd优化管理方法、装置、计算机设备及存储介质构建了上层系统和底层ssd设备的交互系统，在主机端设立监控模块，监控模块可以主动监视那些影响ssd策略的行为和动作，并及时传递给ssd接收模块，进而可根据ssd内部工作状态进行处理，以实现ssd内部算法和策略的优化。本发明改变了ssd被动接受命令的管理方式，将与ssd有关联的上层行为纳入监控主动传递到ssd端，监控范围可包括操作系统行为、应用程序行为、文件行为或状态等，根据不同对象ssd可以在不同角度进行优化，提升ssd系统工作能力。
附图说明
41.图1为本发明中基于行为监控的ssd优化管理方法的发明构思图；
42.图2为一个实施例中基于行为监控的ssd优化管理方法的流程示意图；
43.图3为另一个实施例中基于行为监控的ssd优化管理方法的流程示意图；
44.图4为再一个实施例中基于行为监控的ssd优化管理方法的流程示意图；
45.图5为一个实施例中监控模块的功能示意图；
46.图6为一个实施例中监控模块与接收模块进行通讯的示意图；
47.图7为一个实施例中基于行为监控的ssd优化管理装置的结构框图；
48.图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
49.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
50.目前，在现有技术中ssd基本都是处于被动接受命令的管理方式，无法对上层来源提出要求，没有建立起与上层行为的有效沟通。
51.基于此，本发明提供了一种基于行为监控的ssd优化管理方法。具体地，参考图1所示的基于行为监控的ssd优化管理方法的发明构思图。其中上层为设备平台和应用层，设备可以是pc，也可以是服务器，搭载了相应的操作系统，包含应用程序。下层为ssd，操作系统与ssd按照标准协议进行命令传输。为协同主机端与ssd端的工作。
52.具体地，首先依据ssd关心的内容和对象，在主机端构建监控模块，可以收集和分析包括系统和应用程序在内的行为，进行提炼分析，并发送给ssd端的接收模块。接收模块获得信息后，判断ssd此时工作状态进行需求分发或屏蔽。从设计考虑，该系统以实时响应为目标，因此根据上层行为需求/ssd端工作状态，接收模块可选择终止需求或发送给ssd内部子模块进行即时处理实现算法和策略优化。
53.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于行为监控的ssd优化管理方法，该方法包括：
54.步骤202，获取基于行为监控的ssd优化管理请求；
55.步骤204，根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块，监控模块监控的对象包括系统行为、应用程序行为及文件访问行为；
56.步骤206，通过监控模块对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块；
57.步骤208，当接收模块获得分析结果后，判断当前ssd的工作状态；
58.步骤210，接收模块根据当前ssd的工作状态进行需求分发或者屏蔽。
59.在本实施例中，提供了一种基于行为监控的ssd优化管理方法，该方法的具体实现过程如下：
60.首先，获取基于行为监控的ssd优化管理请求。在该请求中可以包含ssd关注的内容和对象，待优化的目标等。然后，根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块，监控模块监控的对象包括系统行为、应用程序行为及文件访问行为。
61.具体地，监控模块的主要观察对象，包括但不限于：系统行为，例如目前操作系统关机、重启、modern standby、hibernation等都会通知到ssd；应用程序行为，例如可以监控特定的程序(游戏程序)是否被运行；文件访问行为，例如分析文件访问频率。
62.接着，通过监控模块对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块。具体地，监控模块的功能除了进行特定信息事件的监控以外，还可以对事件进行记录分析，从历史事件挖掘抽象出具有特征的表述信息，提供具备ssd优化参考的信息。
63.最后，当接收模块获得分析结果后，判断当前ssd的工作状态；接收模块根据当前ssd的工作状态进行需求分发或者屏蔽。
64.根据不同的优化目标，监控事件可以涉及功耗，温控，存储数据管理等各方面，通过对上层系统和应用软件的相关行为分析，传递给ssd完成相应优化或者策略调整。以下为几个典型的应用场景：
65.场景一、在用户允许的前提下，监控电脑工作状态，根据不同场景进行ssd优化。例如，允许监控用户锁屏或者关闭笔记本盖等操作，这类行为代表用户暂时不需要使用电脑了，当前业内的实现需要等到操作系统自行判定功耗需求之后，再发送指令给ssd进行相应处理。若建立上下层直接通信的机制，就可以迅速发送功耗调整需求给ssd，提示ssd电源管理模块积极进行数据暂态维护，进入低功耗模式，从而快速响应。
66.场景二、在用户允许的前提下，监控系统和应用软件的使用情况，如不同类型软件使用的频度、时长、软件数据访问的特点等，确定用户特征，进而由ssd调整工作模式或数据管理方式。对于不同偏好的用户来说，对存储设备的需求是不同的。比如游戏用户倾向快速响应，不关注系统功耗；则系统监控模块可实时发现用户启动游戏时，通知ssd此间不再进入低功耗模式，确保数据读取响应最快；当游戏数据已经加载到系统内存后，ssd才进入常规工作状态。而对日常办公用户，可根据用户对数据访问情况，在上层分析数据访问的冷热情况，并记录数据的逻辑地址信息发送给ssd。ssd可设计适合的冷热数据管理方式，后台调整冷热数据的存储区域等。
67.场景三、利用系统交互通道，实现状态同步，例如时间、运行状态、等，以便ssd有效根据上层状态实现内部优化。当然，该方法的管理需兼容考虑用户数据安全和隐私，对系统和应用软件的行为监控都不涉及用户数据内容。
68.在一个实施例中，该方法还包括：根据上层行为需求以及ssd当前的工作状态，接收模块可选择终止需求或者发送给ssd内部子模块进行即时处理以实现算法和策略优化。
69.具体地，可参考图6所示，接收模块的功能包括信息接收和事件响应处理。信息接收，是指从上层监控模块接收信息。事件响应处理，是指对ssd状态跟踪和上层事件处理，根据ssd内部固件工作状态和上层信息优先级进行协调判定，以保证ssd有序工作为前提，确定任务分发。对于优先级高的任务，及时分发；反之，对于与ssd内部当前处理相悖的需求，也可舍弃并反馈给监控模块。
70.在本实施例中，构建了上层系统和底层ssd设备的交互系统，在主机端设立监控模块，监控模块可以主动监视那些影响ssd策略的行为和动作，并及时传递给ssd接收模块，进而可根据ssd内部工作状态进行处理，以实现ssd内部算法和策略的优化。本方案改变了ssd被动接受命令的管理方式，将与ssd有关联的上层行为纳入监控主动传递到ssd端，监控范围可包括操作系统行为、应用程序行为、文件行为或状态等，根据不同对象ssd可以在不同角度进行优化，提升ssd系统工作能力。
71.在一个实施例中，如图3所示，提供了一种基于行为监控的ssd优化管理方法，该方法中根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块，监控模块监控的对象包括系统行为、应用程序行为以及文件访问行为的步骤还包括：
72.步骤302，系统行为包括当前操作系统关机、重启、modern standby以及hibernation行为；
73.步骤304，应用程序行为包括监测特定程序是否被运行，当特定程序一旦启动则通知ssd避免进入低功耗状态；
74.步骤306，文件访问行为包括分析文件访问频率，对于访问度高的文件通过优化数据在nand flash中的存储位置或者改善映射管理方法以提高加载速度。
75.在本实施例中，监控模块的主要观察对象，包括但不限于：
76.系统行为：目前操作系统关机、重启、modern standby、hibernation等都会通知到ssd。通过分析相应系统操作下ssd的优化空间，引入监控需求。
77.应用程序行为：如程序是否被运行。例如，游戏用户对响应速度有极高的要求，监控游戏软件被启动，一旦启动，可通知ssd避免进入低功耗状态；
78.文件访问行为：如分析文件访问频率。对访问度高的文件，优化其数据在nand flash中的存储位置，或者改善映射管理方法，提高加载速度等。
79.在一个实施例中，如图4所示，提供了一种基于行为监控的ssd优化管理方法，该方法中通过监控模块对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块的步骤还包括：
80.步骤402，通过监控模块根据事先设计的关注点定义收集和跟踪事件，根据系统安全性要求进行事件记录；
81.步骤404，通过监控模块对采集信息进行智能分析，从历史事件分析出具有特征的表述信息，以提供ssd优化参考的信息；
82.步骤406，通过监控模块积累系统以及应用的使用情况，分析用户使用场景的特点及偏好形成完整的用户画像，以构建适合的ssd数据管理和响应模式；
83.步骤408，通过监控模块按照约定通讯方式，发送信息给接收模块。
84.在本实施例中，参考图5所示，监控模块的功能包括：
85.典型事件的采集：根据事先设计的关注点，定义收集和跟踪事件，依照系统安全性
要求进行事件记录(既接受os层对用户安全和隐私的保护需求)。
86.事件监控分析：对采集信息进行智能分析，可以是单事件，也可以是多事件，还可以从历史事件挖掘抽象出具有特征的表述信息，提供具备ssd优化参考的信息。
87.用户行为模式分类：积累系统或应用使用情况，分析用户使用场景的特点及偏好，形成完整的用户画像，从而可以为ssd提供输入，构建适合的ssd数据管理和响应模式。
88.信息通知：按照约定通讯方式，发送信息给接收模块。
89.应该理解的是，虽然图1-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
90.在一个实施例中，如图7所示，提供了一种基于行为监控的ssd优化管理装置700，该装置包括：
91.获取模块701，用于获取基于行为监控的ssd优化管理请求；
92.构建模块702，用于根据ssd关注的内容和对象在主机端构建监控模块；
93.监控模块703，用于监控的对象包括系统行为、应用程序行为以及文件访问行为；监控模块703还用于对系统行为、应用程序行为以及文件访问行为进行分析，并将分析结果发送给ssd接收模块704；
94.当接收模块704获得分析结果后，判断当前ssd的工作状态；接收模块704还用于根据当前ssd的工作状态进行需求分发或者屏蔽。
95.在一个实施例中，监控模块703监控的系统行为、应用程序行为以及文件访问行为包括：
96.当前操作系统关机、重启、modern standby以及hibernation行为；
97.监测特定程序是否被运行，当所述特定程序一旦启动则通知ssd避免进入低功耗状态；
98.分析文件访问频率，对于访问度高的文件通过优化数据在nand flash中的存储位置或者改善映射管理方法以提高加载速度。
99.在一个实施例中，监控模块703还用于：
100.通过所述监控模块根据事先设计的关注点定义收集和跟踪事件，根据系统安全性要求进行事件记录；
101.通过所述监控模块对采集信息进行智能分析，从历史事件分析出具有特征的表述信息，以提供ssd优化参考的信息；
102.通过所述监控模块积累系统以及应用的使用情况，分析用户使用场景的特点及偏好形成完整的用户画像，以构建适合的ssd数据管理和响应模式；
103.通过所述监控模块按照约定通讯方式，发送信息给接收模块。
104.在一个实施例中，接收模块704还用于：
105.根据上层行为需求以及ssd当前的工作状态，所述接收模块可选择终止需求或者
发送给ssd内部子模块进行即时处理以实现算法和策略优化。
106.关于基于行为监控的ssd优化管理装置的具体限定可以参见上文中对于基于行为监控的ssd优化管理方法的限定，在此不再赘述。
107.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于行为监控的ssd优化管理方法。
108.本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
109.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
110.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
111.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
112.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
113.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。