冷存储系统的数据保护技术方案

冷存储系统包括数据存储设备，用于存储数据块；以及奇偶性存储设备，用于存储保护块。所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的多维矩阵。控制器接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求。所述控制器选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备，并将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中。每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带。在所述控制器生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块之后，所述控制器将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。所述冷存储系统运行能够通过更少奇偶性存储设备提高保护率。

Data Protection of Cold Storage System

The cold storage system includes data storage devices for storing data blocks and parity storage devices for storing protection blocks. The data storage device and the parity storage device constitute a multidimensional matrix with multiple rows and columns. The controller receives a data write request to write multiple data blocks to the system. The controller selects a data storage device for storing the plurality of data blocks, and sequentially writes the data blocks into the memory blocks of the selected data storage device. Each data block belongs to a row strip distributed on a row of the matrix and a column strip distributed on a column of the matrix. After the controller generates the row protection block of the row strip and the column protection block of the column strip, the controller writes the row protection block into the parity storage device in the row and writes the column protection block into the parity storage device in the column. The operation of the cold storage system can improve the protection rate by fewer parity storage devices.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷存储系统的数据保护相关申请案交叉申请本申请要求于2016年10月4日递交的专利技术名称为“冷存储系统的数据保护”的第15/285,128号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。
技术介绍
冷存储是用于存储大量很少访问或修改的数据的存储范式。例如，冷存储可以用于存储感应器输出、监控录像、物联网(InternetofThings，简称IoT)相关数据、存档的电子消息或其它存档数据。冷存储根据以下推定运作：大量数据待存储以及大部分数据都很少或者根本不会被修改。冷存储系统设计用于以空间和能量高效的方式提供大量存储空间。在保持高数据密度并最小化功耗的同时，冷存储系统的数据访问时间应合理。多址访问对于大数据量搜索也是有益的。同样，冷存储系统应被保护免受硬件故障，并且在硬件组件故障时提供高效的硬件更换和数据恢复机制。
技术实现思路
本说明书描述冷存储系统的数据存储装置/方法/系统，以在更少或相同数量的附加存储设备的情况下提高数据保护等级。此处描述的主题的某些方面可以实现为冷存储系统中控制器执行的方法。所述系统包括数据存储设备，用于存储数据块；以及奇偶性存储设备，用于存储保护块；其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备。所述控制器接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求，并选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备。所述控制器将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备。每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带。然后，所述控制器针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块，并将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。在一个实施例中，控制器应用于冷存储系统。所述系统包括数据存储设备，用于存储数据块；以及奇偶性存储设备，用于存储保护块；其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备。所述控制器包括接收元件，其接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择元件，其选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；写元件，其将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；以及生成元件，其针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块。所述写元件还用于将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。此处描述的主题的某些方面可以实现为用于进行此处描述的操作的控制器。所述控制器应用于冷存储系统。所述系统包括数据存储设备，用于存储数据块；以及奇偶性存储设备，用于存储保护块；其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备。所述控制器包括处理器；以及存储器，耦合到所述处理器，用于存储由所述处理器执行的程序。所述处理器用于执行所述程序以进行以下操作：接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块；以及将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。此处描述的主题的某些方面可以实现为一个系统，包括控制器；数据存储设备，用于存储数据块；以及奇偶性存储设备，用于存储保护块。所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备。所述控制器用于接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块；以及将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。此处描述的主题的某些方面可以实现为计算机可读介质，用于存储一个或多个处理器可执行的指令，以进行此处描述的操作。因此，冷存储方案保护存储设备免受故障，在更低成本的情况下实现更可靠更高的保护率，减少功耗和组件磨损。本说明书所述主题的一个或多个实施方式的细节在附图和下面的描述中阐明。通过所述说明及附图以及权利要求书，本主题的其他特征、方面及优点将显而易见。附图说明为了更透彻地理解本专利技术，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。图1是一种冷存储系统的实施例的示意图；图2是一种用于执行冷数据存储功能的网元(networkelement，简称NE)的实施例的示意图；图3是存储设备组成的2D矩阵的实施例的示意图；图4a是2D矩阵内数据设备Dij的行条带的实施例的示意图；图4b是2D矩阵内数据设备Dij的列条带的实施例的示意图；图5是冷存储系统的数据写入方法的实施例的流程图；图6是冷存储系统的数据写入方法的另一实施例的流程图；图7是冷存储系统的数据读取方法的实施例的流程图；图8是冷存储系统的数据恢复方法的实施例的流程图；图9是2D矩阵可能的单个故障设备的实施例的示意图；图10a是2D矩阵可能的两个故障设备的实施例的示意图；图10b是2D矩阵可能的两个故障设备的实施例的示意图；图10c是2D矩阵可能的两个故障设备的实施例的示意图；图11a是2D矩阵可能的三个故障设备的实施例的示意图；图11b是2D矩阵可能的三个故障设备的实施例的示意图；图11c是2D矩阵可能的三个故障设备的实施例的示意图；图11d是2D矩阵可能的三个故障设备的实施例的示意图；图11e是2D矩阵可能的三个故障设备的实施例的示意图；图12a是2D矩阵可能的四个故障设备的实施例的示意图；图12b是2D矩阵可能的四个故障设备的实施例的示意图；图12c是2D矩阵可能的四个故障设备的实施例的示意图；图12d是2D矩阵可能的四个故障设备的实施例的示意图；以及图12e是2D矩阵可能的四个故障设备的实施例的示意图。具体实施方式首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数量的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。独立磁盘冗余阵列(RedundantArrayofIndependentDisk或RedundantArrayofIn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.冷存储系统中的控制器执行的数据存储方法，其特征在于，所述系统包括用于存储数据块的数据存储设备，以及用于存储保护块的奇偶性存储设备；其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2‑dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备，所述方法包括：接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块；以及将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 US 15/285,1281.冷存储系统中的控制器执行的数据存储方法，其特征在于，所述系统包括用于存储数据块的数据存储设备，以及用于存储保护块的奇偶性存储设备；其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备，所述方法包括：接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块；以及将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块的步骤包括：获取原始数据块和所述每个数据块之间的比特差，其中，所述原始数据块是在所述每个数据块写入一个内存块之前从所述内存块中读取；从所述行中的所述奇偶性存储设备中获取原始行保护块，并从所述列中的所述奇偶性存储设备中获取原始列保护块；以及通过将所述比特差应用到所述原始行保护块和所述原始列保护块生成所述行条带的所述行保护块以及所述列条带的所述列保护块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块的步骤包括：读取所述行条带内的所有数据块以及所述列条带内的所有数据块；根据所述行条带内的所有数据块生成所述每个数据块的所述行保护块；以及根据所述列条带内的所有数据块生成所述每个数据块的所述列保护块。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：检测到所述数据存储设备已损坏；读取所述行条带的所有未损坏的数据块以及所述行保护块；根据所述未损坏的数据块以及所述行保护块重建所述每个数据块；以及将所述重建的数据块存储到替代数据存储设备的内存块中，所述重建的数据块属于所述行条带。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：检测到所述数据存储设备已损坏；读取所述列条带的所有未损坏的数据块以及所述列保护块；根据所述未损坏的数据块以及所述列保护块重建所述每个数据块；以及将所述重建的数据块存储到替代数据存储设备的内存块中，所述重建的数据块属于所述列条带。6.应用于冷存储系统中的控制器，其特征在于，所述系统包括用于存储数据块的数据存储设备，以及用于存储保护块的奇偶性存储设备，其中，所述数据存储设备和所述奇偶性存储设备组成具有多个行和多个列的二维(2-dimensional，简称2D)矩阵，每一行和每一列均具有多个数据存储设备以及至少一个奇偶性存储设备，所述控制器包括：处理器；以及存储器，耦合到所述处理器，用于存储由所述处理器执行的程序；其中所述处理器用于执行所述程序以进行以下操作：接收将多个数据块写入所述系统的数据写请求；选择用于存储所述多个数据块的数据存储设备；将所述数据块依次写入选择的数据存储设备的内存块中，无需激活任何其它数据存储设备，每个数据块属于分布于所述矩阵的一行上的行条带且属于分布于所述矩阵的一列上的列条带；针对所述每个数据块生成所述行条带的行保护块以及所述列条带的列保护块；以及将所述行保护块写入所述行中的奇偶性存储设备，并将所述列保护块写入所述列中的奇偶性存储设备。7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述处理器用于执行所述程序以进行所述生成步骤，包括：获取原始数据块和所述每个数据块之间的比特差，其中，所述原始数据块是在所述每个数据块写入一个内存块之前从所述内存...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓刚，马苏德·莫塔扎维，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44