用于扩展存储系统的方法、设备和程序产品技术方案

本公开涉及用于扩展存储系统的方法、设备和程序产品。该存储系统包括第一存储资源池，第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。在一种方法中，响应于接收到用于扩展存储系统的请求，向存储系统添加第二多个存储设备，第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和。利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池，与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。进一步，提供了相应的设备和程序产品。利用本公开的示例性实现方式，可以以更为快速并且有效的方式来扩展存储系统中的存储空间。存储空间。存储空间。

【技术实现步骤摘要】
用于扩展存储系统的方法、设备和程序产品


[0001]本公开的各实现方式涉及存储系统，更具体地，涉及用于扩展存储系统的方法、设备和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]随着数据存储技术的发展，各种数据存储设备已经能够向用户提供越来越高的数据存储能力，并且数据访问速度也有了很大程度的提高。在提高数据存储能力的同时，用户对于数据可靠性和存储系统的响应时间也提供了越来越高的需求。目前，已经开发出了基于独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)的多种数据存储系统来提高数据的可靠性。当存储系统中的一个或者多个磁盘出现故障时，可以从其他正常操作的磁盘上的数据来重建故障磁盘中的数据。
[0003]目前已经开发出了映射RAID(Mapped RAID)，在该映射RAID中，磁盘是一个逻辑概念并且可以包括多个区块。一个逻辑磁盘中包括的多个区块可以分布在存储系统的资源池中的不同物理存储设备上。对于映射RAID的一个条带中的多个区块而言，该多个区块应当分布在不同的物理存储设备上。这使得当该多个区块中的一个区块所在的物理存储设备出现故障时，可以执行重建操作以便从其他区块所在的物理存储设备中恢复数据。
[0004]将会理解，存储系统包括有限的存储空间，可用向存储系统中添加更多的存储设备，以便提供更多的存储空间。此时，存储系统中的已有存储设备和新添加的存储设备的使用负载将会出现巨大差异，因而需要执行混洗(shuffle)操作来平衡各个存储设备的使用负载。混洗操作将会持续较长的时间，这将严重影响存储系统的性能。此时，如何在尽量不影响存储系统的正常数据存储服务的情况下执行扩展操作，成为一个技术难题。

技术实现思路

[0005]因而，期望能够开发并实现一种以更为有效的方式来扩展存储系统的技术方案。期望该技术方案能够与现有的存储系统相兼容，并且通过改造现有存储系统的各种配置，来以更为有效的方式扩展存储系统。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种用于扩展存储系统的方法。该存储系统包括第一存储资源池，第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。在一种方法中，响应于接收到用于扩展存储系统的请求，向存储系统添加第二多个存储设备，第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和。利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池，与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。。
[0007]根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器耦合的存储器，存储器具有存储于其中的指令，指令在被至少一个处理器执行时使得设备执行根据本公开的第一方面的方法。
[0008]根据本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品，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，机器可执行指令用于执行根据本公开的第一方面的方法。
附图说明
[0009]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实现方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实现方式。在附图中：
[0010]图1示意性示出了其中可以实现根据本公开的一个示例性实现方式的存储系统的框图；
[0011]图2示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展存储系统的框图；
[0012]图3示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展存储系统的方法的流程图；
[0013]图4示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于生成第二存储资源池的框图；
[0014]图5示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于为用户数据生成附加校验数据的框图；
[0015]图6示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于执行混洗操作的框图；
[0016]图7示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的迁移后的数据分布的框图；
[0017]图8示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于合并第一存储资源池和第二存储资源池的框图；以及
[0018]图9示意性示出了根据本公开的示例性实现的用于扩展存储系统的设备的框图。
具体实施方式
[0019]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实现。虽然附图中显示了本公开的优选实现，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现所限制。相反，提供这些实现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。
[0020]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“一个示例实现”和“一个实现”表示“至少一个示例实现”。术语“另一实现”表示“至少一个另外的实现”。术语“第一”、“第二”等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。
[0021]首先参见图1描述存储系统的概要。图1示意性示出了其中可以实现根据本公开的一个示例性实现方式的存储系统100的框图。如图1所示，存储系统100可以包括多个存储设备110、112、114、116、
…
、以及118。每个存储设备可以包括多个区块，并且可以基于映射RAID来管理多个区块。可以基于预定的存储阵列标准来创建存储资源池，例如，当使用4D+1P(4个区块用于存储数据并且1个区块用于存储校验)的RAID标准时，可以利用分别位于5个存储设备的5个区块来创建一个条带。此时，条带中的4个区块可以用于存储数据(如图例120所示)，并且1个区块可以用于存储校验(如图例122所示)。
[0022]随着存储系统的运行，存储系统中的可用存储空间将会逐渐被耗尽。此时，可以向存储系统中添加新的存储设备从而扩展存储系统的存储空间。目前已经提出了用于扩展存储设备的多种技术方案。在一个技术方案中，可以向存储系统中添加一个或多个新的存储设备。为了确保各个存储设备的负载平衡，需要对存储系统中的已有存储设备和新存储设备执行混洗操作，以便将使用负载较高的存储设备中的数据迁移至新的存储设备。然而对于大型存储系统而言，混洗操作将会持续数天甚至更长的时间，这将会严重降低存储系统的用户体验。
[0023]在另一技术方案中，可以向存储系统中添加超过预定数量(例如，存储系统中的条带的宽度)的多个存储系统。例如，在4D+1P的存储系统中，可以向存储系统添加4+1＝5个存储设备。此时，新添加的5个存储设备可以形成新的映射RAID，并且可以立刻向存储系统的用户提供数据存储服务。将会理解，上述的5个存储设备仅仅是一个示例，在实际操作过程中出于预留存储空间等考虑，存储系统中将包括后备存储设备。此时，向存储系统中添加的新存储设备的数量应当高于条带宽度与后备存储设备的数量之和。例如，当存储系统包括1个后备存储设备时，可以添加条带宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于扩展存储系统的方法，所述存储系统包括第一存储资源池，所述第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的，所述方法包括：响应于接收到用于扩展所述存储系统的请求，向所述存储系统添加第二多个存储设备，所述第二多个存储设备的数量小于与所述第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与所述第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和；以及利用所述第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池，与所述第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于所述第一条带宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其中创建所述第二存储资源池包括：利用所述第二多个存储设备并且基于所述第二存储阵列标准来创建所述第二存储资源池中的至少一个条带，所述至少一个条带中的数据区块和校验区块的分布满足所述第二存储阵列标准。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：响应于接收到向所述存储系统写入用户数据的请求，向所述第二存储资源池中的所述至少一个条带写入所述用户数据。4.根据权利要求3所述的方法，其中向所述至少一个条带写入所述用户数据包括：基于所述第二存储阵列标准，生成与所述用户数据相关联的数据部分和校验部分；以及将所述数据部分和所述校验部分分别写入所述至少一个条带中的所述数据区块和所述校验区块。5.根据权利要求3所述的方法，其中创建所述第二存储资源池进一步包括：基于所述第一存储阵列标准，从所述至少一个条带中的多个区块中选择一组区块；基于所述第一存储阵列标准，为所述一组区块中的用户数据生成附加校验数据；以及将所述附加校验数据存储至所述第二存储资源池中的空闲区块。6.根据权利要求5所述的方法，其中选择所述一组区块包括：从所述至少一个条带中的多个数据区块中选择所述一组区块。7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：响应于接收到用于在所述存储系统中执行混洗操作的请求，基于所述第一存储阵列标准，将所述一组区块中的数据和所述附加校验数据中的至少一部分迁移至所述第一多个存储设备。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：响应于确定所述至少一部分数据已经被迁移，释放所述至少一个条带中的与所述一组区块相关联的校验区块中的数据。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：响应于确定所述至少一个条带中的全部校验区块中的数据已经被释放，将所述第一存储资源池和所述第二存储资源池中的全部存储空间标识为所述存储系统的存储空间。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一存储阵列标准和所述第二存储阵列标准包括基于独立磁盘冗余阵列的标准，并且所述第二存储阵列标准是基于所述第二多个存储设备的数量来确定的。11.一种电子设备，包括：至少一个处理器；易失性存储器；以及与所述至少一个处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被所述至少一个处理器执行时使得所述设备执行一种用于扩展存储系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜，迟大鹏，原方，倪纯豪，翟奎，
申请(专利权)人：伊姆西IP控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：