为映射独立盘冗余阵列(RAID)选择RAID级别的方法和设备技术

本公开的实施例公开了一种为映射独立盘冗余阵列(RAID)选择RAID级别的方法和设备。该方法包括：针对给定的RAID级别，基于映射RAID中的盘的数目和非映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率。该方法还包括基于映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的实际比率。此外，该方法还包括响应于实际比率在期望比率之上，为映射RAID选择给定的RAID级别。本公开的实施例通过比较映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率和实际比率，能够有效地评估映射RAID的可靠性，从而能够从可靠性角度为映射RAID选择合适的RAID级别。

【技术实现步骤摘要】
为映射独立盘冗余阵列(RAID)选择RAID级别的方法和设备
本公开的实施例总体上涉及存储
，并且更具体地涉及为映射RAID选择RAID级别的方法和设备。
技术介绍
独立盘冗余阵列(RAID)是一种数据备份技术，其能够把多块独立的物理盘按不同的方式组合起来形成一个盘的阵列(即，逻辑盘)，从而提供比单个盘更高的存储性能和更高的可靠性能。为了在RAID中的某个盘发生故障时对数据进行恢复，RAID中通常设置一个奇偶校验信息块(例如RAID1、RAID3或RAID5等)或多个奇偶校验信息块(例如RAID6)。以RAID5为例，如果RAID中的某个盘发生故障，一个新的盘被添加到RAID中。然后，RAID能够通过分布式校验信息计算出故障盘中的数据，并在新的盘中对数据进行重建以恢复数据。然而，在故障盘的重建过程中，如果第二个盘再发生故障，则会造成RAID中数据的丢失，使得RAID的可靠性降低。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种为映射RAID选择RAID级别的方法和电子设备。本公开的实施例通过比较映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率和实际比率，能够有效地评估映射RAID的可靠性，从而能够从可靠性角度为映射RAID选择合适的RAID级别。根据本公开的一个方面，提供了一种为RAID选择RAID级别的方法。该方法包括：针对给定的RAID级别，基于映射RAID中的盘的数目和非映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率。该方法还包括基于映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的实际比率。此外，该方法还包括响应于实际比率在期望比率之上，为映射RAID选择给定的RAID级别。根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理单元，该处理单元被配置为：针对给定的RAID级别，基于映射RAID中的盘的数目和非映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率。该处理单元还被配置为：基于映射RAID中的盘的数目，确定映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的实际比率；以及响应于实际比率在期望比率之上，为映射RAID选择给定的RAID级别。根据本公开的又一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在被执行时使机器执行本公开的实施例的方法中的步骤。提供
技术实现思路
部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的各个实施例的范围。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本公开的实施例的映射RAID的示例性布局100的示意图；图2示出了根据本公开的实施例的在重建故障盘之后的映射RAID的示例性布局200的示意图；图3示出了根据本公开的实施例的为RAID选择RAID级别的方法300的流程图；图4示出了根据本公开的实施例用于确定映射RAID的可靠性的方法400的流程图；图5示出了根据本公开的实施例的具有一个奇偶校验信息块的RAID的重建过程的时间轴的示意图；图6示出了根据本公开的实施例的具有两个奇偶校验信息块的RAID的重建过程的时间轴的示意图；图7示出了根据本公开的实施例的具有三个奇偶校验信息块的RAID的重建过程的时间轴的示意图；图8示出了根据本公开的实施例的针对不同RAID级别的映射RAID与非映射RAID之间的重建速度的期望比率的示例图示；以及图9示出了一个可以用来实施本公开的实施例的设备900的示意性框图。具体实施例下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。在本公开的实施例中，术语“映射RAID(mappedRAID)”表示能够使用RAID中的多个盘来并行重建故障盘的RAID，“非映射RAID”表示使用单个盘来重建故障盘的传统RAID。在本公开的实施例中，术语“盘(disk)”表示持久保存数据的非易失性存储器。盘的示例包括但不限于硬盘驱动器(HDD)、光盘驱动器以及固态盘(SSD)，等等。以RAID5为例，在传统的非映射RAID中，RAID5例如可以包括5个盘。RAID5由具有分布式校验信息的块级别条带构成，校验信息可以被分布在多个盘中，每个条带可以包括5个块，即4个数据块和1个奇偶校验信息块(即“4D+1P”)，当RAID中的一个盘发生故障时，后续的读取能够通过分布式校验信息来计算，使得数据能够被恢复并且不会被丢失。同时，热空闲盘将被选择以替代故障盘，并且故障盘上的所有数据将被重建并被写入到热空闲盘上。然而，仅仅一个热空闲盘参与RAID的重建，RAID的重建时间受制于热空闲盘的写带宽，因而在传统的非映射RAID中，故障盘的重建时间通常较长。图1示出了根据本公开的实施例的映射RAID的示例性布局100的示意图，其图示了在N个盘上使用“4D+1P”的RAID5的示例，其中N大于5。映射RAID可以由比传统RAID更多的盘构成，并且每个盘可以被视为是连续的、非重叠的、固定大小的区段(又称“盘区段”)的集合。如图1所示，映射RAID包括N个盘，分别被表示为盘D0、D1、D2、D3…D(N-1)。在图1所示出的映射RAID中，区段A1、A2、A3、A4和A5组成一个条带，以用于保存数据，其中A1-A4可以为数据块，而A5可以为奇偶校验信息块。此外，区段B1、B2、B3、B4和B5组成另一个条带，区段C1、C2、C3、C4和C5组成又一个条带。如图1所示，如果需要创建RAID条带，则可以随机地从5个不同的盘选择5个区段。因此，数据和校验信息将最终被分布到所有盘中的消耗的区段(在图1中以图案102示出)中。此外，还可以在每个盘上预留一些区段作为热空闲区段(在图1中以图案104示出)，而不是像传统RAID5那样预留整个盘来作为热空闲盘。当一个盘发生故障时，针对故障盘上的每个区段可以随机选择其他盘上的一个区段作为替代。图2示出了根据本公开的实施例的在重建故障盘之后的映射RAID的示例性布局200的示意图。如图2所示，当盘D4发生故障时，针对盘D4上的每个消耗的区段(在图2中以102示出，例如区段A4和C3)可以随机选择其他盘上的一个热空闲区段(在图2中以104示出)作为替代。例如，区段A4被重建并被写入到盘D3中的一个空闲的区段中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为映射独立盘冗余阵列(RAID)选择RAID级别的方法，所述映射RAID被配置为使用多个盘来重建发生故障的盘，所述方法包括：针对给定的RAID级别，基于所述映射RAID中的盘的数目和非映射RAID中的盘的数目，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率；基于所述映射RAID中的盘的所述数目，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的实际比率；以及响应于所述实际比率在所述期望比率之上，为所述映射RAID选择所述给定的RAID级别。

【技术特征摘要】
1.一种为映射独立盘冗余阵列(RAID)选择RAID级别的方法，所述映射RAID被配置为使用多个盘来重建发生故障的盘，所述方法包括：针对给定的RAID级别，基于所述映射RAID中的盘的数目和非映射RAID中的盘的数目，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率；基于所述映射RAID中的盘的所述数目，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的实际比率；以及响应于所述实际比率在所述期望比率之上，为所述映射RAID选择所述给定的RAID级别。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述RAID级别选自：具有一个奇偶校验信息块的RAID级别，具有两个奇偶校验信息块的RAID级别，以及具有三个奇偶校验信息块的RAID级别。3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率包括：将所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的所述期望比率R确定为：其中N表示所述映射RAID中的盘的所述数目，M表示所述非映射RAID中的盘的所述数目，K表示所述给定的RAID级别中的奇偶校验信息块的数目，以及“！”表示阶乘运算。4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的实际比率包括：基于所述映射RAID中的盘的所述数目，确定所述映射RAID的实际重建速度；以及基于所述映射RAID的所述实际重建速度和所述非映射RAID的实际重建速度，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的所述实际比率。5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率包括：至少部分地基于所述RAID级别中所具有的奇偶校验信息块的数目，来确定所述非映射RAID的第一数据丢失率和所述映射RAID的第二数据丢失率。6.根据权利要求5所述的方法，其中确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率还包括：进一步基于所述非映射RAID中的盘的所述数目、所述非映射RAID中的每个盘在预定时间点处发生故障的概率以及所述非映射RAID中的每个盘在重建时间段中发生故障的概率，确定所述非映射RAID的所述第一数据丢失率；以及进一步基于所述映射RAID中的盘的所述数目、所述映射RAID中的每个盘在预定时间点处发生故障的概率以及所述映射RAID中的每个盘在重建时间段中发生故障的概率，确定所述映射RAID的所述第二数据丢失率。7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的期望比率还包括：基于所述第一数据丢失率和所述第二数据丢失率，确定所述映射RAID与所述非映射RAID之间的重建速度的所述期望比率。8.一种电子设备，包括：处理单元，所述处理单元被配置为：针对给定的RAID级别，基于映射RAID中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩耕，高宏坡，董继炳，高健，徐鑫磊，
申请(专利权)人：伊姆西公司，
类型：发明
国别省市：美国,US