一种提高存储系统性能的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高存储系统性能的方法及装置，用于采用由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘的存储系统的性能提高，其实现过程为：配置读写规则：当存储系统接收读写请求时，首先对接收到的请求数据进行分析，并根据分析结果选择启用回写模式或禁用回写模式，完成读写请求；配置RAID机械盘重建规则：当RAID机械盘出现故障时，通过空闲的固态盘作为机械盘的缓存，并将该固态盘中的缓存写入到机械盘完成机械盘的重建。该一种提高存储系统性能的方法及装置与现有技术相比，通过采用固态盘作为机械盘的缓存来提升raid重建速度，并使存储系统获得最优的性能，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

A method and device to improve the performance of storage system

The invention discloses a method and device for improving the performance of a storage system, which is used for improving the performance of a hybrid hard disk storage system composed of a RAID mechanical disk and a SSD solid-state disk. According to the analysis results, select Enable Write-Back mode or Disable Write-Back mode to complete the read-write request; Configure the RAID rebuilding rules: When the RAID mechanical disk fails, use the idle solid-state disk as the mechanical disk cache, and write the cache in the solid-state disk to the mechanical disk to complete the mechanical disk rebuilding. Compared with the existing technology, the method and device of improving the performance of the storage system can improve the speed of raid reconstruction by using the solid-state disk as the buffer of the mechanical disk, and make the storage system obtain the best performance, strong practicability, wide application range and easy to popularize.

【技术实现步骤摘要】
一种提高存储系统性能的方法及装置
本专利技术涉及数据存储
，尤具体地说是一种实用性强、提高存储系统性能的方法及装置。
技术介绍
物理硬盘提供的IO是有限的，是整个存储系统存在瓶颈的最大根源。以前主流的存储系统都是以单一的机械盘为主，受限于机械盘结构和机械工艺的特点，存储系统的性能很低。由于SSD硬盘具有高性能、低功耗、体积小、重量轻和抗震动等优势，SSD硬盘的使用场景日益广泛。但是SSD硬盘的价格昂贵，且容易损坏，所以从节约成本的角度出发，一般将SSD固态盘作为基于混合介质的存储系统的cache来提高整体性能。除此之外，当前存储系统还一方面通过缓存异步处理IO，另一方面通过增加盘数，把IO分布到不同硬盘上提高系统的性能。缓存大小直接影响IOPS，缓存越大能cache的东西越多，在cache命中率保持的情况下IOPS会越高。存储系统性能在不同应用场景下的表现不同，不同应用的读写特性不同，包括读写比例、顺序还是随机以及依次IO请求的数据量大小。对于读操作，只要cache足够大，可有效减少物理IO，都在cache中进行；对于写操作，不论cache有多大，最终的写都会落到磁盘，100%写IOPS大致等同于存储设备能提供的物理IOPS。当前存储系统中存在两处影响性能发挥的环节：第一，存储系统采用的读写策略统一为回写或写透方式，统一开启或关闭缓存。此种单一的读写策略由于没有区分应用的读写特性，选用相应的读写策略，从而无法使存储系统获得最优的性能。第二，存储系统为增加可靠性，后端硬盘均采用raid方式进行组建，但随着硬盘容量的增加，增加了raid在进行重建时再次故障的风险。基于此，本专利技术提出了一种提高存储系统性能的技术。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、提高存储系统性能的方法及装置。一种提高存储系统性能的方法，用于采用由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘的存储系统的性能提高，其实现过程为：步骤一、配置读写规则：当存储系统接收读写请求时，首先对接收到的请求数据进行分析，并根据分析结果选择启用回写模式或禁用回写模式，完成读写请求；步骤二、配置RAID机械盘重建规则：当RAID机械盘出现故障时，通过空闲的固态盘作为机械盘的缓存，并将该固态盘中的缓存写入到机械盘完成机械盘的重建。所述步骤一中配置读写规则时，存储系统首先分析当前接收请求数据应用的读写扇区关联性，检测出当前读写特性是随机还是顺序，然后对于不同读写特性的应用自动选用不同的读写策略：当读写特性为顺序写时，禁用回写缓存；当读写特性为随机写时，恢复回写模式。所述步骤一中的读写特性检测过程为：存储系统对接收到的IO读写请求，首先记录其读写的扇区号和当前的IO数量；然后对于IO数量超过32并且扇区号连续的应用，判断其为顺序写，此时关闭回写缓存，直接将数据写入硬盘；对于扇区号不连续并且IO数量小于32的应用，判断其为随机写，开启回写缓存，将数据写入缓存后即响应主机端，并在后台将数据写入硬盘。所述步骤二中的RAID机械盘重建过程为：当RAID机械盘出现故障时，通过读取剩余RAID机械盘数据获得故障盘数据，将数据先写入空闲的固态盘作为机械盘的缓存，然后等系统空闲时，将固态盘数据写入机械盘完成RAID机械盘的重建。步骤二中将数据写入固态盘的具体过程为：当RAID机械盘故障时，查找系统中是否有空闲的固态盘；如果有，选用空闲的固态盘作为该RAID机械盘的缓存；如果没有直接采用RAID热备盘作为RAID重建的成员盘；从剩余的RAID成员盘中读取数据并计算得出故障盘上数据；将数据写入选出的缓存盘，如果缓存盘为固态盘，在系统空闲时将数据写入对应的机械盘并最终完成RAID重建。一种提高存储系统性能的装置，包括存储系统，该存储系统配置在由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘中，所述存储系统中还配置有：读写配置模块，用于收到读写请求时，对接收到的请求数据进行分析，并根据分析结果选择启用回写模式或禁用回写模式，完成读写请求；RAID重建模块，用于RAID机械盘出现故障时，通过空闲的固态盘作为机械盘的缓存，并将该固态盘中的缓存写入到机械盘完成机械盘的重建。所述读写配置模块中，配置有数据分析单元、策略配置单元，其中，数据分析单元用于分析当前接收到的请求数据的读写扇区关联性，检测出当前读写特性是随机还是顺序；策略配置单元用于对于不同读写特性的应用自动选用不同的读写策略：当读写特性为顺序写时，禁用回写缓存，直接将数据写入硬盘；当读写特性为随机写时，恢复回写模式。所述数据分析单元根据读写请求数量及扇区好来确定当前读写特性，即：数据分析单元记录IO读写请求对应的读写的扇区号和当前的IO读写请求数量，然后对于IO数量超过32并且扇区号连续的应用，判断其为顺序写；对于扇区号不连续并且IO数量小于32的应用，判断其为随机写。所述RAID重建模块中配置有缓存盘选择单元、数据读写单元，其中，缓存盘选择单元用于在RAID机械盘出现故障时，通过读取剩余RAID机械盘数据获得故障盘数据，然后选择空闲的固态盘或直接采用热备盘作为缓存盘；数据读写单元用于将数据写入选出的缓存盘，并在系统空闲时，将缓存盘中数据写入机械盘完成RAID机械盘的重建。所述缓存盘选择单元在RAID机械盘故障时，通过查找系统中是否有空闲的固态盘确定缓存盘，当存在空闲的固态盘时，选用该空闲固态盘作为RAID热备盘的缓存；如果没有直接采用RAID热备盘作为RAID重建的成员盘；相对应的，数据读写单元通过从剩余的RAID成员盘中读取数据并计算得出故障盘上数据，并将数据写入选出的缓存盘，如果缓存盘为固态盘，在系统空闲时将数据写入对应的热备盘并最终完成RAID重建。本专利技术的一种提高存储系统性能的方法及装置，具有以下优点：本专利技术的一种提高存储系统性能的方法及装置，通过分析当前应用的读写扇区关联性，检测出当前读写特性是随机还是顺序。然后对于不同读写特性的应用自动选用不同的读写策略；其次提出了一种通过固态盘提升raid重建速度的方法，通过采用固态盘作为机械盘的缓存来提升raid重建速度，并使存储系统获得最优的性能，实用性强，适用范围广泛，易于推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。附图1为本专利技术方法的步骤一实现流程图。附图2为本专利技术方法的步骤二实现流程图。附图3为本专利技术装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如附图1、图2所示，一种提高存储系统性能的方法，用于采用由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘的存储系统的性能提高。针对上述缺点一，存储系统采用的读写策略统一为回写或写透方式，统一开启或关闭缓存。此种单一的读写策略由于没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，用于采用由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘的存储系统的性能提高，其实现过程为：一、配置读写规则：当存储系统接收读写请求时，首先对接收到的请求数据进行分析，并根据分析结果选择启用回写模式或禁用回写模式，完成读写请求；二、配置RAID机械盘重建规则：当RAID机械盘出现故障时，通过空闲的固态盘作为机械盘的缓存，并将该固态盘中的缓存写入到机械盘完成机械盘的重建。

【技术特征摘要】
1.一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，用于采用由RAID机械盘、SSD固态盘组成的混合硬盘的存储系统的性能提高，其实现过程为：一、配置读写规则：当存储系统接收读写请求时，首先对接收到的请求数据进行分析，并根据分析结果选择启用回写模式或禁用回写模式，完成读写请求；二、配置RAID机械盘重建规则：当RAID机械盘出现故障时，通过空闲的固态盘作为机械盘的缓存，并将该固态盘中的缓存写入到机械盘完成机械盘的重建。2.根据权利要求1所述的一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，所述步骤一中配置读写规则时，存储系统首先分析当前接收请求数据应用的读写扇区关联性，检测出当前读写特性是随机还是顺序，然后对于不同读写特性的应用自动选用不同的读写策略：当读写特性为顺序写时，禁用回写缓存；当读写特性为随机写时，恢复回写模式。3.根据权利要求2所述的一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，所述步骤一中的读写特性检测过程为：存储系统对接收到的IO读写请求，首先记录其读写的扇区号和当前的IO数量；然后对于IO数量超过32并且扇区号连续的应用，判断其为顺序写，此时关闭回写缓存，直接将数据写入硬盘；对于扇区号不连续并且IO数量小于32的应用，判断其为随机写，开启回写缓存，将数据写入缓存后即响应主机端，并在后台将数据写入硬盘。4.根据权利要求1所述的一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，所述步骤二中的RAID机械盘重建过程为：当RAID机械盘出现故障时，通过读取剩余RAID机械盘数据获得故障盘数据，将数据先写入空闲的固态盘作为机械盘的缓存，然后等系统空闲时，将固态盘数据写入机械盘完成RAID机械盘的重建。5.根据权利要求4所述的一种提高存储系统性能的方法，其特征在于，步骤二中将数据写入固态盘的具体过程为：当RAID机械盘故障时，查找系统中是否有空闲的固态盘；如果有，选用空闲的固态盘作为该RAID机械盘的缓存；如果没有直接采用RAID热备盘作为RAID重建的成员盘；从剩余的RAID成员盘中读取数据并计算得出故障盘上数据；将数据写入选出的缓存盘，如果缓存盘为固态盘，在系统空闲时将数据写入对应的机械盘并最终完成RAID重建。6.一种提高存储系统性能的装置，其特征在于，包括存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，吴登勇，孙超，曲德源，
申请(专利权)人：山东超越数控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37