一种基于ZNS固态硬盘的全闪存系统和地址映射方法与流程

技术特征：
1.一种基于zns固态硬盘的全闪存系统，其特征在于，所述全闪存系统包括：至少一个zns固态硬盘，所述至少一个zns固态硬盘的物理存储空间包括映射区和数据区；其中，所述映射区用于存储对象ftl映射表；所述对象ftl映射表包括目标对象的对象id字段、物理地址字段、大小字段，用于建立目标对象到对应物理地址之间的映射关系；所述目标对象包括任一构建在所述全闪存系统之上的存储系统操作单元，并通过所述对象ftl映射表实现分配、释放、管理或读写操作；所述数据区被虚拟化为连续的存储地址空间并用于存储数据；所述全闪存系统还包括前端接口模块，用于接收来自应用程序的命令，并与应用程序之间进行数据交换；以及对象ftl映射层，用于将所述命令对应的目标对象映射至所述目标对象对应的对象ftl映射表。2.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述将所述命令对应的目标对象映射至所述目标对象对应的对象ftl映射表，具体包括：当所述全闪存系统运行时，将所有对象ftl映射表进行缓存；根据所述目标对象对应的对象id字段进行hash运算的结果，得到所述目标对象对应的对象ftl映射表在缓存中的索引地址；根据所述索引地址定位到目标对象对应的对象ftl映射表。3.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述数据区中目标对象对应的存储数据被存储在多个内部连续的物理分区，所述物理分区内的存储数据是根据目标对象请求的写入顺序依次存放的；所述多个内部连续的物理分区的最后一部分分区空间用于存储对应的元数据，所述元数据包含了每个内部连续的物理分区的属性。4.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述对象id字段由构建在所述全闪存系统之上的存储系统统一分配。5.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述对象id字段由所述全闪存系统根据数据摘要生成。6.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述对象id为逻辑地址lba。7.根据权利要求1所述的全闪存系统，其特征在于，所述数据区被虚拟化为连续的存储地址空间，具体包括：根据raid0、raid1或raid5算法将所述至少一个zns固态硬盘的数据区虚拟化为连续的存储地址空间。8.一种基于zns固态硬盘的地址映射方法，应用于权利要求1-7任一项所述的全闪存系统，其特征在于，所述方法包括：由前端接口模块接收来自应用程序的命令；若所述命令为来自应用程序的读请求，在缓存中查询所述目标对象对应的对象ftl映射表；通过所述目标对象对应的对象ftl映射表获取对应的物理地址；向所述全闪存系统中的zns固态硬盘数据区发起读请求，并将读取到的数据由前端接口模块返回应用程序。
9.一种基于zns固态硬盘的地址映射方法，应用于权利要求1-7任一项所述的全闪存系统，其特征在于，所述方法包括：由前端接口模块接收来自应用程序的命令；若所述命令为来自应用程序的写请求，接收待写入数据到缓存；在全闪存系统中的zns固态硬盘数据区中，为缓存中的所述待写入数据分配物理地址；更新缓存中的对象ftl映射表，使其指向分配的物理地址。10.根据权利要求9所述的地址映射方法，其特征在于，所述方法还包括：定期将缓存中的对象ftl映射表写入全闪存系统中的zns固态硬盘映射区中。

技术总结
本发明提供了一种基于ZNS固态硬盘的全闪存系统和地址映射方法，系统包括：至少一个ZNS固态硬盘，至少一个ZNS固态硬盘的物理存储空间包括映射区和数据区；其中，所述映射区用于存储对象FTL映射表；对象FTL映射表包括用于建立目标对象到对应物理地址之间的映射关系；目标对象包括任一构建在所述全闪存系统之上的存储系统操作单元；所述数据区被虚拟化为连续的存储地址空间并用于存储数据。本发明实施例提供的基于ZNS固态硬盘的全闪存系统和地址映射方法，能消除SSD内部、全闪存系统内部和应用本身造成的多重写放大问题，基于对象的映射方式可以适应不同负载混合的复杂场景，同时简化整个存储系统设计。整个存储系统设计。整个存储系统设计。


技术研发人员：刘烈超 刘兴斌
受保护的技术使用者：武汉麓谷科技有限公司
技术研发日：2022.04.25
技术公布日：2022/5/30