一种单磁盘故障的修复方法、系统、设备及存储介质技术方案

本申请公开了一种单磁盘故障的修复方法，包括：在确定出基于HoVer编码的存储系统发生了单个磁盘故障的情况之后，根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r

【技术实现步骤摘要】
一种单磁盘故障的修复方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及故障修复
，特别是涉及一种单磁盘故障的修复方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，人们对数据存储的可靠性和可用性的需求不断提高。然而，随着存储系统规模的不断扩大，以及廉价存储设备的广泛采用，导致当前存储系统中发生故障的概率不断提高，因此，存储系统中通常会采用容错技术来保证数据的可靠存储。当磁盘故障时，存储系统便可以利用容错技术，从存活磁盘中读取一定量数据，重构出故障盘中的丢失数据。在故障修复过程中，从存活磁盘读取的数据量直接影响着系统的可靠性以及用户请求的服务性能，因此，如何进行有效的数据修复，最小化修复过程中所消耗的系统资源是存储系统中容错修复的关键性问题。
[0003]RAID6通过在系统中添加两个磁盘的冗余校验信息来保证系统可以容忍两个磁盘同时发生故障，常见的RAID6校验编码包括RDP编码、EVENODD编码、HoVer编码等。在RAID6存储系统中，一旦某个磁盘发生故障，存放在该磁盘上的数据将会暂时不可读或者发生丢失。为了维持数据存储的高可靠性，系统需要对故障盘中的数据进行修复，具体为从存储系统的其他存活磁盘中读取一定量的原始数据块以及校验数据块，通过异或运算解码出故障盘中的数据，该过程称为数据恢复。
[0004]HoVer编码是常用的具有双容错能力的编码，当然，实际应用中，单磁盘故障的发生频率远远高于双磁盘故障。当发生单磁盘故障时，HoVer编码中存在的两种校验编码都可以用于实现单盘故障数据块的恢复，在传统方案中，会选用其中一种编码方式实现数据块恢复，即，仅使用水平校验链或仅使用对角校验链实现数据块的恢复，这样会使得磁盘读取操作的次数较多，也就使得单磁盘故障的数据恢复时间较长，降低了RAID6存储系统的可靠性。
[0005]综上所述，如何有效地降低单磁盘故障的数据恢复时间，从而提高存储系统的可靠性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种单磁盘故障的修复方法、系统、设备及存储介质，以有效地降低单磁盘故障的数据恢复时间，从而提高存储系统的可靠性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种单磁盘故障的修复方法，包括：
[0009]在确定出基于HoVer编码的存储系统发生了单个磁盘故障的情况之后，根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；
[0010]利用行校验集合进行第一类数据块中的各个数据块的修复；
[0011]利用对角校验集合进行第二类数据块中的各个数据块的修复；并且在进行任一数据块的修复时，当需要使用的数据块位于内存中时，从内存中进行该数据块的读取；
[0012]其中，r+1表示所述故障磁盘中的数据块的数量，所述存储系统中具有n+1个磁盘，且n-2＝r，r为大于2的素数。
[0013]优选的，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：
[0014]确定出C
r(r-1)/2
种选取方式；
[0015]从C
r(r-1)/2
种选取方式中，随机确定一种选取方式，并且按照该选取方式从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；
[0016]其中，C为组合符号，C
r(r-1)/2
种选取方式中的每一种均符合从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块的要求。
[0017]优选的，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：
[0018]将故障磁盘的第0数据块至第(r-3)/2数据块，作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中的第(r-1)/2数据块至第r数据块，作为第二类数据块；
[0019]其中，所述故障磁盘中具有r+1个数据块，且依次编号为故障磁盘的第0数据块至第r数据块。
[0020]优选的，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：
[0021]确定出种选取方式；
[0022]针对种选取方式中的任意一种选取方式，计算出当选择该选取方式时，除了第n磁盘之外的其余各个存活磁盘的读操作数，并确定出这n-1个读操作数的方差；
[0023]将最小方差值所对应的选取方式，作为选定的选取方式，并且按照这一选定的选取方式，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；
[0024]其中，C为组合符号，种选取方式中的每一种均符合从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块的要求。
[0025]优选的，在利用对角校验集合进行第二类数据块中的各个数据块的修复之后，还包括：
[0026]输出故障修复完成的提示信息。
[0027]一种单磁盘故障的修复系统，包括：
[0028]分类模块，用于在确定出基于HoVer编码的存储系统发生了单个磁盘故障的情况
之后，根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；
[0029]第一修复模块，用于利用行校验集合进行第一类数据块中的各个数据块的修复；
[0030]第二修复模块，用于利用对角校验集合进行第二类数据块中的各个数据块的修复；并且在进行任一数据块的修复时，当需要使用的数据块位于内存中时，从内存中进行该数据块的读取；
[0031]其中，r+1表示所述故障磁盘中的数据块的数量，所述存储系统中具有n+1个磁盘，且n-2＝r，r为大于2的素数。
[0032]优选的，分类模块，具体用于：
[0033]在确定出基于HoVer编码的存储系统发生了单个磁盘故障的情况之后，确定出种选取方式；
[0034]针对种选取方式中的任意一种选取方式，计算出当选择该选取方式时，除了第n磁盘之外的其余各个存活磁盘的读操作数，并确定出这n-1个读操作数的方差；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单磁盘故障的修复方法，其特征在于，包括：在确定出基于HoVer编码的存储系统发生了单个磁盘故障的情况之后，根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；利用行校验集合进行第一类数据块中的各个数据块的修复；利用对角校验集合进行第二类数据块中的各个数据块的修复；并且在进行任一数据块的修复时，当需要使用的数据块位于内存中时，从内存中进行该数据块的读取；其中，r+1表示所述故障磁盘中的数据块的数量，所述存储系统中具有n+1个磁盘，且n-2＝r，r为大于2的素数。2.根据权利要求1所述的单磁盘故障的修复方法，其特征在于，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：确定出种选取方式；从种选取方式中，随机确定一种选取方式，并且按照该选取方式从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块；其中，C为组合符号，种选取方式中的每一种均符合从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块的要求。3.根据权利要求1所述的单磁盘故障的修复方法，其特征在于，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：将故障磁盘的第0数据块至第(r-3)/2数据块，作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中的第(r-1)/2数据块至第r数据块，作为第二类数据块；其中，所述故障磁盘中具有r+1个数据块，且依次编号为故障磁盘的第0数据块至第r数据块。4.根据权利要求1所述的单磁盘故障的修复方法，其特征在于，所述根据预设规则，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为第二类数据块，包括：确定出种选取方式；针对种选取方式中的任意一种选取方式，计算出当选择该选取方式时，除了第n磁盘之外的其余各个存活磁盘的读操作数，并确定出这n-1个读操作数的方差；将最小方差值所对应的选取方式，作为选定的选取方式，并且按照这一选定的选取方式，从故障磁盘的r+1个数据块中选取出(r-1)/2个数据块作为第一类数据块，并且将所述故障磁盘中剩余的(r+1)/2+1个数据块选作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄萍，王凛，吴睿振，吴艳，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：