一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置，应用于存储设备，通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，先进行初步判断，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的高斯概率小于预设的震动阈值时，判断震动状态异常。通过上述方法维护震动状态寄存器的值，并在有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，根据该值通过缓存来执行数据读写。本发明专利技术的装置包括初步判断模块、异常判断模块和数据处理模块。本发明专利技术的方法及装置能够较好地保护硬盘，提高了读写性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置
本专利技术属于磁盘保护
，具体涉及一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置。
技术介绍
磁盘属于精密存储设备，磁盘内部磁头距离盘片表面的距离大约只有几微米。一旦遇到较大的震动，就容易造成磁头与盘面的碰撞，尤其是在磁盘进行读写工作时，常常会导致盘片数据存储区被划伤而损坏，使磁盘内所存储的重要数据丢失。随着大数据时代的到来，大型存储设备(如磁盘阵列)被广泛使用在各个领域，车载、舰载、机载等类型存储阵列日益增多。由于此类设备常常要随机移动，并具有小型存储设备所不具有的盘多、类型杂等特点，因此，设计一种结合存储阵列特点来防止磁盘因震动而损坏的方法已成为存储设备厂商的当务之急。当前现有的磁盘防震方法和设备多种多样，既有通过传统的液油、橡胶、弹簧等机械装置进行减震的方法，又有通过加速度传感器来检测车辆震动幅度并操纵磁头机械臂来避震的方法。但这些方法存在以下问题：1、传统机械方式的减震方法粗糙简单，缺乏自适应和智能性，很难定制减震策略，仅可作为辅助手段。2、现有基于加速度的方法一般针对小型的存储设备，没有结合大型存储阵列的特点进行抗震方法的设计。3、现有基于加速度的方法检测到震动就停止数据读写，在震动是常态的场景下，一方面大大影响了I/O性能，另一方面很可能错失重要数据。4、现有基于加速度的方法的三轴加速度的阈值是人为设定的，没有参考存储设备过往的加速度值分布趋势，并且只能孤立地考虑各个轴的加速度值，无法综合考虑三轴之间的相关性、相互作用关系等，设计粗糙，不够合理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置，克服现有机械方式减震方法缺乏自适应和智能性的问题，并避免现有基于加速度的方法所存在的人为指定阈值，检测到震动就停止数据读写所造成的影响读写性能、错失重要数据的问题。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种基于异常检测的磁盘防震保护方法，应用于存储设备，所述基于异常检测的磁盘防震保护方法，包括：步骤S1、通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，进入下一步，否则将震动状态寄存器复位为a，更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S2、根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的高斯概率小于预设的震动阈值时，判断震动状态异常，将震动状态寄存器置为b，更新震动状态判断高斯模型参数，否则将震动状态寄存器复位为a，然后更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S3、当有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，在震动状态寄存器的值为a时，正常执行数据读写，在震动状态寄存器的值为b时，通过缓存来执行数据读写。进一步地，所述步骤2中，当计算得到的高斯概率不小于预设的震动阈值时，还包括步骤：根据采集的三轴加速度值更新加速度阈值。从而可以实时更新加速度阈值，提高初步判断的准确性。进一步地，所述通过缓存来执行数据读写，包括：进一步判断所述数据读写是读还是写；当所述数据读写是读时，查询请求的数据是否在缓存中，如果命中缓存，则完成读的操作，并返回获取的数据，否则阻塞读的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，与磁盘间进行读的操作；当所述数据读写是写时，则尝试将数据直接写入缓存，如果成功提交，则直接返回，完成整个写的操作，如果缓存已满，则阻塞写的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，将数据写入磁盘。进一步地，所述缓存包括至少两块固态硬盘，分别作为读的缓存盘和写的缓存盘。本专利技术还提出了一种基于异常检测的磁盘防震保护装置，应用于存储设备，所述基于异常检测的磁盘防震保护装置包括初步判断模块、异常判断模块和数据处理模块，其中：所述初步判断模块，用于通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，进入到异常判断模块进行下一步判断，否则将震动状态寄存器复位为a，更新震动状态判断高斯模型参数；所述异常判断模块，用于根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的高斯概率小于预设的震动阈值时，判断震动状态异常，将震动状态寄存器置为b，更新震动状态判断高斯模型参数，否则将震动状态寄存器复位为a，然后更新震动状态判断高斯模型参数；所述数据处理模块，用于当有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，在震动状态寄存器的值为a时，正常执行数据读写，在震动状态寄存器的值为b时，通过缓存来执行数据读写。进一步地，所述异常判断模块，还用于当计算得到的高斯概率不小于预设的震动阈值时，根据采集的三轴加速度值更新加速度阈值。进一步地，所述数据处理模块在通过缓存来执行数据读写时，执行如下操作：进一步判断所述数据读写是读还是写；当所述数据读写是读时，查询请求的数据是否在缓存中，如果命中缓存，则完成读的操作，并返回获取的数据，否则阻塞读的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，与磁盘间进行读的操作；当所述数据读写是写时，则尝试将数据直接写入缓存，如果成功提交，则直接返回，完成整个写的操作，如果缓存已满，则阻塞写的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，将数据写入磁盘。进一步地，所述缓存包括至少两块固态硬盘，分别作为读的缓存盘和写的缓存盘。本专利技术提出的一种基于异常检测的磁盘防震保护方法及装置，在异常检测的基础上利用SSD固态硬盘来作二级缓存以进行磁盘保护，该方法观测三轴加速度传感器的当前数值，用基于高斯模型的异常检测机制来判断存储阵列当前的环境震动状态，维护震动状态寄存器的值，并在有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，根据该值通过缓存来执行数据读写。当出现异常时，利用读写SSD来缓存读写I/O数据，操纵硬盘磁头摆臂停泊在非数据区，从而达到保护硬盘的目的，提高了读写性能。附图说明图1为本专利技术一种基于异常检测的磁盘防震保护方法的流程图；图2为本专利技术进行震动状态异常判断的流程图；图3为本专利技术一种基于异常检测的磁盘防震保护装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本专利技术的限定。本实施例在存储阵列(以下称为存储设备)中采用混合存储架构，在此架构中磁盘池由少量SSD固态硬盘和多数HDD磁盘组成，在实现闪存的高性能的同时能够享受磁盘的低成本优势，具有大容量，低成本，高性能的特点。使用其中的SSD固态硬盘来作为数据读写(I/O)的缓存，采用HDD磁盘来作为RAID后备池。SSD具有速度快、抗震性好(相比于机械硬盘)的特点，又具有容量大、价格低(相比于内存)的优势。如图1所示，本技术方案一种基于异常检测的磁盘防震保护方法，包括：步骤S1、通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，进入下一步，否则将震动状态寄存器复位为a，更新震动状态判断高斯模型参数。步骤S2、根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于异常检测的磁盘防震保护方法，应用于存储设备，其特征在于，所述基于异常检测的磁盘防震保护方法，包括：步骤S1、通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，进入下一步，否则将震动状态寄存器复位为a，更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S2、根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的高斯概率小于预设的震动阈值时，判断震动状态异常，将震动状态寄存器置为b，更新震动状态判断高斯模型参数，否则将震动状态寄存器复位为a，然后更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S3、当有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，在震动状态寄存器的值为a时，正常执行数据读写，在震动状态寄存器的值为b时，通过缓存来执行数据读写。

【技术特征摘要】
1.一种基于异常检测的磁盘防震保护方法，应用于存储设备，其特征在于，所述基于异常检测的磁盘防震保护方法，包括：步骤S1、通过安装在存储设备上的加速度传感器，采集三轴加速度值，与加速度阈值进行比较，当采集的三轴加速度值大于加速度阈值时，进入下一步，否则将震动状态寄存器复位为a，更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S2、根据采集的三轴加速度值与震动状态判断高斯模型计算高斯概率并与预设的震动阈值进行比较，当计算得到的高斯概率小于预设的震动阈值时，判断震动状态异常，将震动状态寄存器置为b，更新震动状态判断高斯模型参数，否则将震动状态寄存器复位为a，然后更新震动状态判断高斯模型参数；步骤S3、当有数据读写到来时，读取震动状态寄存器的值，在震动状态寄存器的值为a时，正常执行数据读写，在震动状态寄存器的值为b时，通过缓存来执行数据读写。2.根据权利要求1所述的基于异常检测的磁盘防震保护方法，其特征在于，所述步骤2中，当计算得到的高斯概率不小于预设的震动阈值时，还包括步骤：根据采集的三轴加速度值更新加速度阈值。3.根据权利要求1所述的基于异常检测的磁盘防震保护方法，其特征在于，所述通过缓存来执行数据读写，包括：进一步判断所述数据读写是读还是写；当所述数据读写是读时，查询请求的数据是否在缓存中，如果命中缓存，则完成读的操作，并返回获取的数据，否则阻塞读的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，与磁盘间进行读的操作；当所述数据读写是写时，则尝试将数据直接写入缓存，如果成功提交，则直接返回，完成整个写的操作，如果缓存已满，则阻塞写的操作，并实时查询震动状态寄存器的值，等震动状态寄存器的值复位为a后，将数据写入磁盘。4.根据权利要求3所述的基于异常检测的磁盘防震保护方法，其特征在于，所述缓存包括至少两块固态硬盘，分别作为读的缓存盘和写的缓存盘。5.一种基于异常检测的磁盘防震保护装置，应用于存储设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：范长军，李昀，江云飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十二研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33