存储设备、数据处理方法和存储系统技术方案

本申请涉及一种存储设备、数据处理方法和存储系统，其包括主机总线适配器HBA、扩展器expander和多块物理硬盘，该HBA和该多块物理硬盘通过该expander连接，其还包括与该HBA连接的CPU、以及与该CPU连接的存储有计算机程序的冗余硬盘；该CPU用于执行该计算机程序，以将该多块物理硬盘配置为RA I D阵列；将该HBA虚拟化，以及将该多块物理硬盘虚拟化为一块逻辑硬盘，使得与该存储设备连接的用户节点将该存储设备识别为包括该HBA、该expander和该逻辑硬盘的存储设备。本发明专利技术提供的存储设备能即插即用，用户节点无需做任何软件或硬件方面的调整即可使用，而用户节点只能识别到一整块硬盘，因而无需对各物理硬盘的健康状况或运行状态做监控或任何处理，也无需担心数据完整性的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
存储设备、数据处理方法和存储系统


[0001]本申请涉及存储
，特别是涉及一种存储设备、数据处理方法和存储系统。

技术介绍

[0002]在传统的存储系统(例如图1所示)中，存储设备(也可称为存储器)通过在用户节点CPU中运行软件RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，独立硬盘冗余阵列)、或是通过主机总线适配器HBA硬件RAID控制器(也称为RAID卡)来保证数据的完整性。
[0003]其中，在用户节点CPU中运行软件RAID时会占用该CPU数量可观的系统资源，而用户节点CPU作为存储系统中的性能瓶颈，在其因为运行软件RAID而被占用了部分系统资源时，一方面会限制了用户节点能够驱动的JBOF/JBOD设备的数量，另一方面也对该CPU自身的运算吞吐量有极高的需求，从而推高了整个系统的成本。此外，采用RAID算法的存储系统，在经历一段时期的使用后，其整体性能会被越来越多的数据恢复任务拖累，无论是访问需要恢复的数据还是未被损坏的数据，数据读写的效率都会受到影响。
[0004]另外，市场上的RAID控制器会受到其型号或其厂商的限制，能够驱动的硬盘数量十分有限，通常只能驱动8块，最高24块硬盘，这样就限制了存储服务器(即用户节点)的厂商根据差异化的负载需求定制存储设备的能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述不足或缺点，提供了一种存储设备、数据处理方法和存储系统，本专利技术提供的存储设备能即插即用以及支持混合存储的方式，用户节点无需做任何软件或硬件方面的调整即可使用，而用户节点只能识别到一整块硬盘，因而无需对各物理硬盘的健康状况或运行状态做监控或任何处理，也无需担心数据完整性的问题。
[0006]本专利技术根据第一方面提供了一种存储设备，在一个实施例中，该存储设备包括主机总线适配器HBA、扩展器expander和多块物理硬盘，该HBA和该多块物理硬盘通过该expander连接，
[0007]该存储设备还包括与该HBA连接的中央处理器CPU、以及与该CPU连接的冗余硬盘，该冗余硬盘作为所述存储设备的系统启动盘；
[0008]该CPU用于将该多块物理硬盘配置为RAID阵列，并将该HBA虚拟化，以及将该多块物理硬盘虚拟化为一块逻辑硬盘，使得与该存储设备连接的用户节点将该存储设备识别为包括该HBA、该expander和该逻辑硬盘的存储设备。
[0009]在一个实施例中，该CPU还用于在接收到任一该物理硬盘发送给该用户节点的S.M.A.R.T.信息时，对接收到的S.M.A.R.T.信息进行处理，将处理后的S.M.A.R.T.信息发送给该用户节点。
[0010]在一个实施例中，该CPU还用于对各该物理硬盘的健康状态和运行状态进行监控，在监控到任一该物理硬盘出现数据损坏时，执行RAID算法或EC算法对损坏的数据进行修复。
[0011]在一个实施例中，该CPU还用于在监控到该多块物理硬盘中的出现故障的硬盘数量达到预设阈值时，向该用户节点发送警告信息。
[0012]在一个实施例中，该存储设备为JBOF设备或JOBD设备。
[0013]在一个实施例中，该存储设备中包括的物理硬盘的类型为SMR机械硬盘或ZNS固态硬盘。
[0014]在一个实施例中，该CPU还用于：
[0015]获取该用户节点指示随机写入的待存储数据；
[0016]按照预设Zone大小信息将该待存储数据打包为数据包；
[0017]以顺序写入的方式将打包得到的数据包写入该多个物理硬盘。
[0018]在一个实施例中，该冗余硬盘为固态硬盘，该冗余硬盘为该存储设备的系统启动盘。
[0019]在一个实施例中，该冗余硬盘为NVMe SSD硬盘。
[0020]在一个实施例中，该CPU通过PCIe接口与该冗余硬盘和该HBA连接，该HBA和该expander通过SAS接口连接，该expander和该多块物理硬盘通过SAS接口连接，该存储设备和该用户节点通过SAS接口连接。
[0021]本专利技术根据第三方面提供了一种数据处理方法，在一个实施例中，该方法应用于设置在存储设备的中央处理器CPU，该存储设备包括该CPU、冗余硬盘、主机总线适配器HBA、扩展器expander和多块物理硬盘，该方法包括：
[0022]将该多块物理硬盘配置为RAID阵列；
[0023]将该HBA虚拟化，以及将该多块物理硬盘虚拟化为一块逻辑硬盘，使得与该存储设备连接的用户节点将该存储设备识别为包括该HBA、该expander和该逻辑硬盘的存储设备。
[0024]在一个实施例中，该方法还包括：在接收到任一该物理硬盘发送给该用户节点的S.M.A.R.T.信息时，对接收到的S.M.A.R.T.信息进行处理，将处理后的S.M.A.R.T.信息发送给该用户节点。
[0025]在一个实施例中，该方法还包括：对各该物理硬盘的健康状态和运行状态进行监控，在监控到任一该物理硬盘出现数据损坏时，执行RAID算法或EC算法对损坏的数据进行修复。
[0026]在一个实施例中，该方法还包括：在监控到该多块物理硬盘中的出现故障的硬盘数量达到预设阈值时，向该用户节点发送警告信息。
[0027]在一个实施例中，该方法还包括：
[0028]获取该用户节点指示随机写入的待存储数据；
[0029]按照预设Zone大小信息将该待存储数据打包为数据包；
[0030]以顺序写入的方式将打包得到的数据包写入该多个物理硬盘。
[0031]本专利技术根据第三方面提供了一种存储系统，该存储系统包括存储设备、和连接该存储设备的用户节点，该存储设备为前述任一项实施例所提供的存储设备。
[0032]本专利技术实施例提供的存储设备，相比传统存储设备，增设了与主机总线适配器HBA连接的中央处理器CPU和连接该CPU的存储有计算机程序的冗余硬盘，通过CPU执行该计算机程序来实现将存储设备中的物理硬盘配置为RAID阵列，将该HBA虚拟化，以及将存储设备中的物理硬盘虚拟化为一块逻辑硬盘，使得与存储设备连接的用户节点识别不出存储设备
中的CPU和冗余硬盘，用户节点识别到的存储设备与其连接传统存储设备时所识别到的一样，包含该HBA、扩展器expander和一块存储空间超大的硬盘，因而本专利技术实施例提供的存储设备可以实现即插即用，用户节点无需做任何软件或硬件方面的调整即可使用存储设备，并且用户节点无法识别出存储设备中包含的物理硬盘，而只能识别到CPU配置后的一整块硬盘，因而用户节点无需对存储设备中的各物理硬盘的健康状况或运行状态做监控或任何处理，也无需担心数据完整性的问题，此外，用户节点的厂商可以根据差异化的负载需求定制存储设备的能力。
附图说明
[0033]图1为传统的存储系统的示意图；
[0034]图2为一个实施例中由存储设备中CPU执行的步骤的示意图；
[0035]图3
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1为一个实施例中提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储设备，所述存储设备包括主机总线适配器HBA、扩展器expander和多块物理硬盘，所述HBA和所述多块物理硬盘通过所述expander连接，其特征在于，所述存储设备还包括与所述HBA连接的中央处理器CPU、以及与所述CPU连接的冗余硬盘，所述冗余硬盘作为所述存储设备的系统启动盘；所述CPU用于将所述多块物理硬盘配置为RAID阵列，并将所述HBA虚拟化，以及将所述多块物理硬盘虚拟化为一块逻辑硬盘，使得与所述存储设备连接的用户节点将所述存储设备识别为包括所述HBA、所述expander和所述逻辑硬盘的存储设备。2.如权利要求1所述的存储设备，其特征在于，所述CPU还用于在接收到任一所述物理硬盘发送给所述用户节点的S.M.A.R.T.信息时，对接收到的S.M.A.R.T.信息进行处理，将处理后的S.M.A.R.T.信息发送给所述用户节点。3.如权利要求1所述的存储设备，其特征在于，所述CPU还用于对各所述物理硬盘的健康状态和运行状态进行监控，在监控到任一所述物理硬盘出现数据损坏时，执行RAID算法或EC算法对损坏的数据进行修复。4.如权利要求3所述的存储设备，其特征在于，所述CPU还用于在监控到所述多块物理硬盘中的出现故障的硬盘数量达到预设阈值时，向所述用户节点发送警告信息。5.如权利要求1所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备为JBOF设备或JOBD设备。6.如权利要求1所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备中包括的物理硬盘的类型为SMR机械硬盘或ZNS固态硬盘。7.如权利要求6所述的存储设备，其特征在于，所述CPU还用于：获取所述用户节点指示随机写入的待存储数据；按照预设Zone大小信息将所述待存储数据打包为数据包；以顺序写入的方式将打包得到的数据包写入所述多个物理硬盘。8.如权利要求1所述的存储设备，其特征在于，所述冗余硬盘为固态硬盘。9.如权利要求8所述的存储设备，其特征在于，所述冗余硬盘为NVMe SSD硬盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃辉，
申请(专利权)人：深圳市安存数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：