存储设备失效预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种存储设备失效预警方法及系统，所述方法包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效。本发明专利技术的存储设备失效预警方法及系统解决了现有技术的对磁盘健康状态的监控只是比较滞后地指出磁盘不健康的原因，无法对磁盘的健康状态进行预警，不能避免由于磁盘故障造成的数据丢失或损坏的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
存储设备失效预警方法及系统
本专利技术涉及存储设备
，具体涉及一种存储设备失效预警方法及系统。
技术介绍
随着信息技术的快速发展，大量的数据通过计算机系统来存储，形成了数据在IT环境中的高度集中存储。由于需要处理的数据量不断增加，导致对存储系统的容量和性能的巨大需求。单位面积下可以存储更多的文件、视频、影视、图片及声音等数据，在很大程度上提高了信息和数据管理的自动化，提高了效率、降低了成本，但同时数据安全的风险性也在不断增强。由于设备故障、操作失误、环境变化、病毒感染、人为破坏、自然灾难等所造成的数据丢失可能会导致巨大的损失。越来越多的企业认识到存储设备安全的重要性，因而也越来越重视存储设备安全以及数据保护。目前采用得较多的存储设备是磁盘阵列，它能提升存储设备性能、扩充存储容量、提高存储可靠性。磁盘阵列采用冗余技术提高存储系统可靠性，当磁盘产生故障时，系统进入降级状态。传统的数据保护方法多是通过采用冗佘技术以及各种数据备份来保证数据的可用性及可靠性，是在系统故障已经发生时进行数据的重建或者数据的恢复，备用磁盘需要反复执行输入/输出存取动作，从而导致系统性能降低和I/O资源浪费，并且由于其故障维护窗口容量较小，极易造成二次数据流失，也可能造成数据业务的中断。根据实际应用经验，使用时间相当、同批次磁盘中某一个磁盘一旦出现故障，其他磁盘也可能即将出现故障，极有可能由于其他成员盘再次产生故障而导致重建失败、阵列数据损毁的事故。如果能够事前根据存储设备的运行状态有效地预测系统的故障发生概率，在磁盘产生故障之前进行安全预警并采取相关的数据保护措施，不仅可以降低不必要的长期备份开销，缩小备份窗口，而且可以极大地减少数据丢失的风险。因此及时对磁盘阵列的运行情况进行预警，根据其运行、性能和健康状况，在系统即将产生故障之前进行数据保护、防患于未然是十分重要的。将安全预警技术引入存储系统中，能保证数据不丢失、系统尽快恢复运行。存储设备安全预警能够为数据存储提供最为基础的可用性保证，对提高存储系统可靠性和可维护性提供保障，最终保护存储系统数据安全。SMART技术是安全预警技术的一个重要研究方向。SMART是英文Self-MonitoringAnalysisandReportingTechnology(自动检测分析及报告技术)的简写，它能对磁盘的磁头单元、磁盘温度、盘片表面介质材料、马达及其驱动系统、磁盘内部电路等进行监测，及时分析并预报磁盘可能发生的问题。磁盘的每项SMART信息中都有一个临界值(阈值)，不同磁盘的临界值是不同的，SMART针对各项的当前值、最差值和临界值的比较结果以及数据值进行分析后，提供磁盘当前的评估状态，也是直观判断磁盘健康状态的重要信息。然而，SMART信息只是比较滞后地指出磁盘不健康的原因，大多数的SMART信息无法对磁盘的健康状态进行预警，不能使存储系统对磁盘故障具有预判能力，从而不能避免由于磁盘故障造成的数据丢失或损坏。
技术实现思路
为此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术的对磁盘健康状态的监控只是比较滞后地指出磁盘不健康的原因，无法对磁盘的健康状态进行预警，不能避免由于磁盘故障造成的数据丢失或损坏，从而提出一种存储设备失效预警方法及系统来解决该问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种存储设备失效预警方法，包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，所述“根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效”包括以下步骤：选取I/O操作的数量分布符合类正态分布特征的连续时间段，统计所述时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值；所述比值大于预设阈值时，预判该存储设备将失效。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，所述“根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效”包括以下步骤：选取对应各个时间点的I/O操作的数量大于第一预设阈值的连续时间段，当该时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值达到第二预设阈值时，分析该时间段内的I/O操作的数量分布；所述时间段内的I/O操作的数量分布符合类正态分布特征时，预判该存储设备将失效。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，所述“I/O操作的数量分布符合类正态分布特征”为I/O操作的数量呈现中间高、两侧逐渐降低的趋势。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，所述完成每个I/O操作的时间为：从操作系统向所述存储设备发出开始写或者读I/O操作请求，到操作系统被返回结束写或者读I/O操作请求的时间。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，还可以设置若干时间区段，统计I/O操作的完成时间位于各个时间区段的I/O操作的数量。作为本专利技术的存储设备失效预警方法的进一步改进，所述时间区段为以10ms为间隔在0ms-1000ms之间设置100个时间区段。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种存储设备失效预判系统，包含：I/O操作时间模块，用于获取存储设备完成每个I/O操作的时间；I/O操作数量模块，用于统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；预判模块，用于根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效。作为本专利技术的存储设备失效预判系统的进一步改进，所述预判模块包括：比值统计模块，用于选取I/O操作的数量分布符合类正态分布特征的连续时间段，统计所述时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值；阈值预判模块，用于在所述比值大于预设阈值时，预判该存储设备将失效。作为本专利技术的存储设备失效预判系统的进一步改进，所述预判模块包括：数量分布分析模块，用于选取对应各个时间点的I/O操作的数量大于第一预设阈值的连续时间段，当该时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值达到第二预设阈值时，分析该时间段内的I/O操作的数量分布；分布预判模块，用于在所述时间段内的I/O操作的数量分布符合类正态分布特征时，预判该存储设备将失效。本专利技术的存储设备失效预警方法及系统的有益效果为：(1)本专利技术的存储设备失效预警方法及系统，由于所述方法包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效。这样可以解决现有技术的对磁盘健康状态的监控只是比较滞后地指出磁盘不健康的原因，无法对磁盘的健康状态进行预警，不能避免由于磁盘故障造成的数据丢失或损坏的技术问题。(2)本专利技术的存储设备失效预警方法及系统，选取I/O操作的数量分布符合类正态分布特征的连续时间段，统计所述时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值；所述比值大于预设阈值时，预判该存储设备将失效。通过以上步骤实现“根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效”，易于实现，效率高。(3)本专利技术的存储设备失效预警方法及系统，选取对应各个时间点的I/O操作的数量大于第一预设阈值的连续时间段，当该时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值达到第二预设阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储设备失效预警方法，其特征在于，包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效。

【技术特征摘要】
1.一种存储设备失效预警方法，其特征在于，包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效；选取I/O操作的数量分布符合类正态分布特征的连续时间段，统计所述时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值；所述比值大于预设阈值时，预判该存储设备将失效。2.一种存储设备失效预警方法，其特征在于，包含以下步骤：获取存储设备完成每个I/O操作的时间；统计I/O操作的完成时间位于各个时间点的I/O操作的数量；根据I/O操作的数量及其分布，预判存储设备是否将失效；选取对应各个时间点的I/O操作的数量大于第一预设阈值的连续时间段，当该时间段内的I/O操作的数量占所有I/O操作的数量的比值达到第二预设阈值时，分析该时间段内的I/O操作的数量分布；所述时间段内的I/O操作的数量分布符合类正态分布特征时，预判该存储设备将失效。3.根据权利要求1或2所述的存储设备失效预警方法，其特征在于，所述“I/O操作的数量分布符合类正态分布特征”为I/O操作的数量呈现中间高、两侧逐渐降低的趋势。4.根据权利要求1或2所述的存储设备失效预警方法，其特征在于，所述完成每个I/O操作的时间为：从操作系统向所述存储设备发出开始写或者读I/O操作请求，到操作系统被返回结束写或者读I/O操作请求的时间。5.根据权利要求1或2所述的存储设备失效预警方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周麒，陈卫东，
申请(专利权)人：苏州科达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32