一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統的製作方法
2023-06-01 15:52:11 3
專利名稱：一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱備技術領域，具體涉及一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統。
背景技術：
當前，傳統的存儲系統通常利用廉價冗餘磁碟陣列(RedimdantArrays oflnexpensive Disks, RAID)技術來實現數據的可靠性以及並發性。為了實現RAID中數 據的安全冗餘，通常在RAID中會專門布置一個或多個熱備盤。一旦RAID中的某個磁碟出 現故障，就將故障盤上的數據重構至熱備盤上，實現對故障盤的熱備；當用新磁碟替換掉故 障盤之後，再將熱備盤上的數據回拷到新磁碟上。這樣，在RAID中有磁碟出現故障時，不會 影響整個磁碟陣列的使用。發明人在實踐中發現，上述的熱備盤只有在磁碟發生故障時才起到作用，正常情 況下，熱備盤上的空間不能用於數據存儲，極大地浪費了熱備盤的存儲空間，而且由於RAID 中每次只能容許一個磁碟進行重構或者回拷操作，因此RAID中每次只能對一個磁碟進行 熱備，RAID的熱備效率低。
發明內容
針對上述缺陷，本發明實施例提供了一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統，本發明 實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，而且可以提高RAID的熱備效率。本發明實施例提供一種磁碟熱備方法，包括將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包 含相同個數的磁碟；將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。相應的，本發明實施例還提供一種磁碟熱備裝置，包括劃分單元，用於將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每 一個存儲區域包含相同個數的磁碟；配置單元，用於將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。相應的，本發明實施例還提供一種存儲系統，包括廉價冗餘磁碟陣列；其中，所述廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟被劃分為至少二個存儲區域，每一個 存儲區域包含相同個數的磁碟；而且所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備 關係。本發明實施例中，將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，並且每一個存 儲區域包含相同個數的磁碟，以及將上述的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱 備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，各個存儲區域中的對應磁碟可以 相互熱備，使得磁碟熱備可以實現並發，從而可以提高RAID的熱備效率。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的 附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域 普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的一種磁碟熱備方法的流程示意圖；圖2為本發明實施例提供的另一種磁碟熱備方法的流程示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種存儲區域劃分的場景示意圖；圖4為本發明實施例提供的一種磁碟相互熱備的場景示意圖；圖5為本發明實施例提供的一種磁碟熱備裝置的結構示意圖；圖6為本發明實施例提供的另一種磁碟熱備裝置的結構示意圖；圖7為本發明實施例提供的一種存儲系統的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明實施例提供了一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統，本發明實施例不需要 預留額外的熱備存儲空間，而且可以提高RAID的熱備效率。以下分別進行詳細說明。實施例一請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的一種磁碟熱備方法的流程示意圖。如圖1 所示，該磁碟熱備方法可以包括如下步驟101、將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包含相同 個數的磁碟；本發明實施例中，RAID的類型可以是分布式奇偶校驗的RAID5、RAID6、RAID50等， 本發明實施例不做限定。102、將所上述的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。本發明實施例中，上述至少二個存儲區域中的對應磁碟具體可以為每一個存儲區 域中排序相同的磁碟；其中，每一個存儲區域中的磁碟是按照磁碟序號從小到大排序的。本發明實施例一中，將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，並且每一個 存儲區域包含相同個數的磁碟，以及將上述的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互 熱備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，各個存儲區域中的對應磁碟可 以相互熱備，使得多個磁碟同時可以實現並行熱備，從而可以提高RAID的熱備效率。實施例二請參閱圖2，圖2為本發明實施例提過的另一種磁碟熱備方法的流程示意圖。如圖 2所示，該磁碟熱備方法可以包括如下步驟201、將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包含相同 個數的磁碟；舉例來說，假設RAID中包括16個磁碟，分別是磁碟0 磁碟15，則可以將RAID中所有的磁碟劃分為4個存儲區域，分別是存儲區域0、存儲區域1、存儲區域2以及存儲區 域3，其中，每一個存儲區域包含4個磁碟。如圖3所示，RAID中所有的磁碟被劃分為存儲 區域0 存儲區域3之後，存儲區域0中包括4個磁碟，分別是磁碟0、磁碟1、磁碟2以及 磁碟3 ；存儲區域1中也包括4個磁碟，分別是磁碟4、磁碟5、磁碟6以及磁碟7 ；存儲區域 2也中包括4個磁碟，分別是磁碟8、磁碟9、磁碟10以及磁碟11 ；存儲區域3中同樣包括4 個磁碟，分別是磁碟12、磁碟13、磁碟14以及磁碟15。作為一個可選的實施方式，本發明實施例可以將RAID中的每一個磁碟劃分成多 個磁碟單元(Disk Unit, DU)。如圖3所示，本發明實施例可以將RAID中的存儲區域0內 的磁碟0、磁碟2、磁碟3分別劃分成m個DU，分別是DUOOTrn ；以及將磁碟1劃分成η個DU， 分別是DUO DUn ；其中，磁碟0劃分成的DUOOTrn可以看作是DU資源池0 ；磁碟2劃分成的 DUO 而m可以看作是DU資源池1 ；磁碟1劃分成的DUO DUn可以看作是DU資源池1 ； 磁碟2劃分成的DUO 而m可以看作是DU資源池2 ；磁碟3劃分成的DUO 而m可以看作 是DU資源池3;......；依此類推。如圖3所示，每一個DU的物理DU號由兩部分組成磁碟序號+磁碟內DU偏移號。 例如，存儲區域0內的磁碟2中的DUO的物理DU號為DU2 0 ；存儲區域1內的磁碟6中的 DUO的物理DU號為DU6:0 ；存儲區域2內的磁碟10中的DUO的物理DU號為DUlO :0 ；存儲 區域3內的磁碟14中的DUO的物理DU號為DU14:0。以DU2:0為例，其中「2」表示磁碟2 的磁碟序號，而「0」表示磁碟2中的DU偏移量。本發明實施例中，將每一個磁碟劃分成多個DU，每一個DU的物理DU號由該磁碟的 磁碟序號和該磁碟內磁碟單元偏移號構成，可以便於對RAID存儲系統進行虛擬化管理。其 中，RAID存儲系統採用寫時分配技術，當某一個DU接收到寫請求時，RAID存儲系統才會為 該DU分配物理DU號。本發明實施例中，每一個磁碟劃分的DU數量可以根據需要進行設置，本發明實施 例不作限定。202、將上述的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。以圖3所示的存儲區域劃分為例，存儲區域0、存儲區域1、存儲區域2以及存儲區 域3中的磁碟是按照磁碟序號從小到大排序的，因此，作為一個可選的實施方式，上述的至 少二個存儲區域中的對應磁碟具體可以是每一個存儲區域中排序相同的磁碟的集合。例 如，存儲區域0中的磁碟0、存儲區域1中的磁碟4、存儲區域2中的磁碟8以及存儲區域3 中的磁碟12在各自存儲區域中的排序均為1，所以存儲區域0中的磁碟0、存儲區域1中的 磁碟4、存儲區域2中的磁碟8以及存儲區域3中的磁碟12的集合可以作為對應磁碟；同 理，存儲區域0中的磁碟1、存儲區域1中的磁碟5、存儲區域2中的磁碟9以及存儲區域3 中的磁碟13的集合也可以作為對應磁碟。作為一個可選的實施方式，本發明實施例可以採用映射表的方式將上述的至少二 個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。以圖3所示的存儲區域劃分為例，可以採 用表1所示的映射表將圖3中的4個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。當然， 當RAID劃分的存儲區域數量、每一個存儲區域的磁碟數量不同時，表1所示的映射表也會 相應變化，本發明實施例不作限定。表1映射表
熱備關係存儲區域0存儲區域1存儲區域2存儲區域3磁碟0磁碟4磁碟8磁碟12磁碟1磁碟5磁碟9磁碟13磁碟2磁碟6磁碟10磁碟14磁碟3磁碟7磁碟11磁碟15
其中，根據表1所示的映射表可知，存儲區域0中的磁碟0與存儲區域1中的磁 盤4、存儲區域2中的磁碟8以及存儲區域3中的磁碟12相互熱備；而存儲區域0中的磁 盤1與存儲區域1中的磁碟5、存儲區域2中的磁碟9以及存儲區域3中的磁碟13相互熱 備；......；依此類推。請一併參閱圖4，圖4為圖3所示的4個存儲區域中對應磁碟相互熱備的場景示意 圖。如圖4所示，虛線表示存儲區域0中的磁碟0、存儲區域1中的磁碟4、存儲區域2中的 磁碟8以及存儲區域3中的磁碟12相互熱備；實線表示存儲區域0中的磁碟1與存儲區域 1中的磁碟5、存儲區域2中的磁碟9以及存儲區域3中的磁碟13相互熱備；單點劃線表示 存儲區域0中的磁碟2與存儲區域1中的磁碟6、存儲區域2中的磁碟10以及存儲區域3 中的磁碟14相互熱備；雙點劃線表示存儲區域0中的磁碟3與存儲區域1中的磁碟7、存 儲區域2中的磁碟11以及存儲區域3中的磁碟15相互熱備。203、檢測至少一個存儲區域中的磁碟是否發生故障，如果是，則執行步驟204 ；如 果否，則結束本流程。舉例來說，可以檢測是否接收到存儲區域中某一個磁碟發送的心跳數據，如果接 收到，則說明該磁碟正常；反之，如果沒有接收到該磁碟發送的心跳數據，則說明該磁碟發生故障。204、將發生故障的磁碟的數據重構至其餘的存儲區域中的對應磁碟中存儲。作為一個可選的實施方式，在RAID中可以採用專用奇偶校驗方式來重構發生故 障的磁碟中的數據。在專用奇偶校驗方式中，奇偶校驗數據分部在RAID存儲系統中的所有 的磁碟上，例如，在RAID5中，奇偶校驗數據分部在RAID5中的所有磁碟的第0帶區中。如 果一個磁碟發生故障，可以通過其他磁碟上的數據和奇偶校驗數據重構這個故障磁碟上的 數據。本發明實施例也可以採用其他類型的校驗方式重構故障磁碟上的數據，這是本領域 技術人員公知的常識，本發明實施例此處不作詳細介紹。作為一個可選的實施方式，本發明實施例在發生故障的磁碟恢復正常之後或者採 用新磁碟替換掉發生故障的磁碟之後，可以將其餘的存儲區域中的對應磁碟存儲的故障盤 的數據分別拷回至恢復正常的磁碟或者新磁碟中。本發明實施例中，將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，並且每一個存儲區域包含相同個數的磁碟，以及將上述的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱 備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，各個存儲區域中的對應磁碟可以 相互熱備，使得磁碟熱備可以實現並發，從而可以提高RAID的熱備效率。實施例三請參閱圖5，圖5為本發明實施例提過的一種磁碟熱備裝置的結構示意圖。其中， 該磁碟熱備裝置500可以包括劃分單元501，用於將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域， 每一個存儲區域包含相同個數的磁碟；配置單元502，用於將劃分單元501劃分的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置 成相互熱備關係。本發明實施例中，上述的對應磁碟具體可以為每一個存儲區域中排序相同的磁 盤；其中，每一個存儲區域中的磁碟按照磁碟序號從小到大排序。作為一個可選的實施方式，配置單元502具體可以用於採用映射表的方式將劃分 單元501劃分的至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。請一併參閱圖6，圖6為本發明實施例提過的另一種磁碟熱備裝置的結構示意圖。 其中，圖6所示的磁碟熱備裝置500是由圖5所示的磁碟熱備裝置500進行優化得到的。 圖6所示的磁碟熱備裝置500除了包括圖5中的劃分單元501和配置單502之後，還可以 包括檢測單元503，用於檢測劃分單元501劃分的至少一個存儲區域中的磁碟是否發生故障；重構單元504，用於在檢測單元503的檢測結果為是時，將發生故障的磁碟的數據 重構至其餘的存儲區域中的對應磁碟中存儲。本發明實施例中，劃分單元501所劃分的每一個存儲區域中，每一個磁碟可以由 多個DU構成，其中，每一個DU的物理DU號由該磁碟的磁碟序號和該磁碟內DU偏移號構成， 用於實現對RAID存儲系統的虛擬化管理。本發明實施例中，劃分單元501將RAID中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域， 並且每一個存儲區域包含相同個數的磁碟；配置單元502將上述的至少二個存儲區域中的 對應磁碟配置成相互熱備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，各個存儲 區域中的對應磁碟可以相互熱備，使得磁碟熱備可以實現並發，從而可以提高RAID的熱備效率。實施例四請參閱圖7，圖7為本發明實施例提過的一種存儲系統的結構示意圖。本發明實施 例提供的存儲系統可以應用各種伺服器、終端以及其他設備。其中，該存儲系統可以包括廉價冗餘磁碟陣列701 ；其中，廉價冗餘磁碟陣列701中所有的磁碟被劃分為至少二個存儲區域，每一個 存儲區域包含相同個數的磁碟；而且至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關 系。本發明實施例中，上述的對應磁碟具體可以為每一個存儲區域中排序相同的磁碟 的集合；其中，每一個存儲區域中的磁碟按照磁碟序號從小到大排序。
本發明實施例中，廉價冗餘磁碟陣列701的類型可以是分布式奇偶校驗的RAID5、 RAID6.RAID50等，本發明實施例不做限定。本發明實施例中，廉價冗餘磁碟陣列701被劃分的每一個存儲區域中，每一個磁 盤可以由多個DU構成，其中，每一個DU的物理DU號由該磁碟的磁碟序號和該磁碟內DU偏 移號構成，用於實現對RAID存儲系統的虛擬化管理。本發明實施例中，廉價冗餘磁碟陣列701中所有的磁碟被劃分為至少二個存儲區 域，並且每一個存儲區域包含相同個數的磁碟；以及將上述的至少二個存儲區域中的對應 磁碟配置成相互熱備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，各個存儲區域 中的對應磁碟可以相互熱備，使得磁碟熱備可以實現並發，從而可以提高RAID的熱備效率。本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序可以存儲於一計算機可讀存儲介質中，存儲 介質可以包括快閃記憶體盤、只讀存儲器(Read-OnlyMemory，ROM)、隨機存取器(Random Access Memory, RAM)、磁碟或光碟等。以上對本發明實施例所提供的磁碟熱備方法及裝置、存儲系統進行了詳細介紹， 本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用 於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的 思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為 對本發明的限制。
權利要求
1.一種磁碟熱備方法，其特徵在於，包括將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包含相 同個數的磁碟；將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。
2.根據權利要求1所述的磁碟熱備方法，其特徵在於，還包括檢測至少一個所述存儲區域中的磁碟是否發生故障，如果是，則將發生故障的磁碟的 數據重構至其餘的存儲區域中的對應磁碟中存儲。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟 配置成相互熱備關係，包括採用映射表的方式將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於，每一個磁碟由多個磁碟單元 構成，每一個磁碟單元的物理磁碟單元號由該磁碟的磁碟序號和該磁碟內磁碟單元偏移號 構成；所述對應磁碟具體為每一個所述存儲區域中排序相同的磁碟；每一個所述存儲區域中 的磁碟按照磁碟序號從小到大排序。
5.一種磁碟熱備裝置，其特徵在於，包括劃分單元，用於將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個 存儲區域包含相同個數的磁碟；配置單元，用於將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。
6.根據權利要求5所述的磁碟熱備裝置，其特徵在於，還包括檢測單元，用於檢測至少一個所述存儲區域中的磁碟是否發生故障；重構單元，用於在所述檢測單元的檢測結果為是時，將發生故障的磁碟的數據重構至 其餘的存儲區域中的對應磁碟中存儲。
7.根據權利要求5所述的磁碟熱備裝置，其特徵在於，所述配置單元，具體用於採用映射表的方式將所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配 置成相互熱備關係。
8.根據權利要求5-7中任一項所述的磁碟熱備裝置，其特徵在於，每一個磁碟由多個 磁碟單元構成，每一個磁碟單元的物理磁碟單元號由該磁碟的磁碟序號和該磁碟內磁碟單 元偏移號構成；所述對應磁碟具體為每一個所述存儲區域中排序相同的磁碟；每一個所述存儲區域中 的磁碟按照磁碟序號從小到大排序。
9.一種存儲系統，包括廉價冗餘磁碟陣列，其特徵在於所述廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟被劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包 含相同個數的磁碟；而且所述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。
10.根據權利要求9所述的存儲系統，其特徵在於，每一個磁碟由多個磁碟單元構成， 每一個磁碟單元的物理磁碟單元號由該磁碟的磁碟序號和該磁碟內磁碟單元偏移號構 成；所述對應磁碟具體為每一個所述存儲區域中排序相同的磁碟；每一個所述存儲區域中 的磁碟按照磁碟序號從小到大排序。
全文摘要
本發明實施例涉及熱備技術領域，公開了一種磁碟熱備方法及裝置、存儲系統。該磁碟熱備方法包括將廉價冗餘磁碟陣列中所有的磁碟劃分為至少二個存儲區域，每一個存儲區域包含相同個數的磁碟；將上述至少二個存儲區域中的對應磁碟配置成相互熱備關係。本發明實施例不需要預留額外的熱備存儲空間，而且可以提高廉價冗餘磁碟陣列的熱備效率。
文檔編號G06F3/06GK102053801SQ201010612869
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者方敏, 林宇 申請人:成都市華為賽門鐵克科技有限公司