廉价磁盘冗余阵列中的慢响应制造技术

一种冗余阵列，包括：多个磁盘；连接到磁盘的总线；接收装置；以及用于重建存储在其中一个磁盘中的数据块的装置。该装置利用来自其它磁盘的相关的奇偶校验数据块重建数据块。该装置响应于一个磁盘处于慢响应的状态（１０６），将重建的数据块传输到接收装置（１１０）。一种方法，包括：请求第一磁盘传输第一数据块（１０４）；如果有必要的话，根据存在ＲＡＩＤ配置中的其它磁盘上的相关数据重建第一数据块；以及将重建的数据块直接传输到接收装置。响应于第一磁盘在预定时间内没有传输完数据块的状态而进行上述传输步骤。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般涉及数据的传输和存储，具体地说，涉及廉价磁盘冗余阵列中响应时间的管理。数字录像及电视系统需要高带宽数据传输和低等待时间。廉价磁盘冗余阵列(RAID)支持高带宽数据传输和非常低的等待时间。RAID配置利用冗余和/或奇偶校验数据块来屏蔽磁盘的缺陷。RAID配置将接收到的数据流分成一个由多个数据块组成的序列并将序列中的连续的数据块写入阵列中不同的磁盘。为了检索数据，RAID配置从阵列的多个磁盘读取数据块，并且根据读出的数据块重建原始数据流。为了增加接收和传输速度，RAID配置可以并行地向阵列中的多个磁盘写入和从阵列中的多个磁盘读取。RAID配置的单个磁盘偶尔会由于磁盘表面的缺陷和坏的数据块(revectoring)而停止或对于一个访问请求响应较慢。在慢响应时，整个RAID配置可以在一个磁盘传送所请求的数据的时候等待。因此，对于从RAID配置读取数据的操作来说，一个磁盘的慢响应可能会导致一个较长的等待时间。对于数字视频有线系统来说，因为数据需要以基本恒定的速率到达视频接收器以保持接收器的输入缓冲器充满，所以，一个慢响应的磁盘会导致故障。连续的长时间的传输等待能够用尽输入缓冲器中的数据。接收器的输入缓冲器一般仅能够存储大约1至2秒的视频数据，即，几兆字节的数据。如果慢速RAID配置导致长于大约1至2秒的传输间隔，接收器的输入缓冲器会完全清空。如果接收器的输入缓冲器清空，观众在观看时回觉察到图象显著的停顿。无缺陷视频传输要求不出现这类停顿。因为RAID配置利用廉价磁盘提供低等待时间和高带宽的数据存储，所以这种配置在经济上非常诱人。但是，流行的廉价磁盘经常具有坏区，它们有时会导致坏块(revectoring)并且使磁盘的响应变慢。坏区能够使得正常需要大约10毫秒(ms)的读取操作需要1,000ms或更长的时间。因此，慢响应能够引起不可预见的读取等待。因为传输等待可能导致在视频接收中的上述问题，所以这些等待使得RAID配置不适用于视频发送器。本专利技术旨在克服或至少减少上述问题的一个或多个效果。专利技术综述本专利技术的一个目的在于减少由RAID配置的慢响应磁盘引起的传输间隔的数量。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有可预见的读取等待时间的RAID配置。根据第一方面，本专利技术提供了一种RAID配置。所述RAID配置包括多个磁盘；连接到磁盘的总线，用于传输数据块；以及重建存储在任何一个磁盘内的数据块的装置。上述装置利用从其它磁盘接收的相关数据块和奇偶校验数据块重建数据块。该装置响应于一个慢速磁盘响应状态，将重建的数据块传输到一个接收装置。根据第二方面，本专利技术提供了一种从RAID配置传输数据的方法。该方法包括请求RAID配置的第一磁盘发送第一数据块；根据存储在RAID配置的其它磁盘内的相关数据块重建第一数据块；以及将重建的第一数据块直接传输到接收装置。如果第一磁盘没有在预定时间内完成第一数据块的传输，进行传输步骤。根据第三方面，本专利技术提供了一种RAID配置，其在跨越多个磁盘的数据条内存储奇偶校验数据块和数据块。RAID配置包括多个磁盘和连接到磁盘的处理器。该处理器适用于向磁盘中写入多组相关的数据块和奇偶校验数据块。该处理器将各组数据块和奇偶校验数据块写到不同的磁盘上，并且将来制不同组的至少两个数据块写入一个数据条中。根据第四方面，本专利技术提供了一种RAID配置，用于将数据块传输到接收装置。该RAID配置包括多个磁盘；处理器，用于控制从磁盘上读取和向磁盘上写入；以及重建数据块的装置。磁盘存储数据块并将存储的数据块传输到接收装置。处理器判断磁盘是否为慢响应状态。如果处理器判断其中一个磁盘处于慢响应状态，该装置根据存储在其它磁盘中的相关数据块来重组存储在慢响应磁盘中的数据块。优选实施例的描述1995年10月24日提交的美国专利申请No.08/547,565公开了几种类型的RAID配置，通过整体引用结合于此。附图说明图1显示了一个具有三个存储磁盘12、13、14的RAID配置10。该RAID配置10具有总线16，用于三个磁盘12-14的读写数据。通常，实施例可以具有N个磁盘。处理器20控制磁盘12-14的读和写。读和写是用于数据块和奇偶校验数据块。处理器20包括重建器22用于重建慢响应磁盘的数据块。处理器20通过接口或线路17，例如，总线或电缆，将数据块传输到接收装置19。在一些实施例中，对于每个磁盘12-14，总线16具有独立的数据总线和控制总线(未示出)。然后，读和写可以并行访问所有磁盘12-14或磁盘12-14的一个子集。在其它实施例中，一组数据总线和控制总线连接到RAID配置的各个磁盘12-14。然后，处理器20通过共用数据线向各个磁盘12-14串行写入数据或从各个磁盘12-14串行读取数据。在这种情况下，总线16可以使单SCSI总线或其它类型的共用或专用互连线。如果磁盘在预定时间内没有完成所请求的读取，那么磁盘处于慢响应状态，但是还发送信号，例如，发送到处理器20，表示读取正在进行。预定时间比正常完成所请求的读取的时间长。慢响应磁盘可以以可读形式存储所请求的数据，并且可以最终完成所请求的读取，例如，磁盘在响应并且没有停顿。图2A示出了要存储在图1的RAID配置10中的数据流的分段40。在所示实施例中，处理器20将分段40分成一个有序的数据块序列，D(0)、D(1)......D(11)，并产生一个与数据块D(i)、D(i+1)的连续对42、44相关的奇偶校验数据块P(i，i+1)(i＝0，2，4......)。奇偶校验数据块P(i，i+1)为每一对数据块D(i)、D(i+1)的相关对42、44的等价位编码至少一个奇偶位。如图1所示，处理器20可以将数据块D(i)、D(i+1)的每个相关对42、44和奇偶校验数据块P(i，i+1)并行或串行写入三个磁盘12-14。下面，数据条指的是在RAID配置10的各个磁盘12-14中存储单元的对应定位的集合。每个数据条包括来各个磁盘12-14的同一编号的存储单元。不过，磁盘阵列可以允许几种数据条的定义。例如，具有磁盘A和磁盘B的阵列可以将磁盘A和磁盘B的存储单元101至200分配给第一数据条，将磁盘A和磁盘B的存储单元201至300分配给第二数据条。在同一个阵列中，另一个定义可以将磁盘A的存储单元101至200和磁盘B的存储单元201至300分配给第一数据条，将磁盘A的存储单元201至300和磁盘B的存储单元101至200分配给第二数据条。图2B大略地示出了处理器20如何在磁盘12-14中写入数据块和奇偶校验数据块。三个磁盘12-14的存储单元被排列在数据条S1-S6中。各个数据条S1-S6存储一组三个相关的数据块，上述三个数据块包括连续的一对数据块D(1)、D(i+1)和根据上述对构成的奇偶校验数据块P(i，i+1)。每个磁盘12-14的一部分在特定的数据条S1-S6中存储数据块D(1)、D(i+1)和相关的奇偶校验数据块P(i，i+1)中的一个。处理器20通过循环地移动在各个连续的数据条中的奇偶校验数据块P(i，i+1)的存储单元，将与连续的数据块对相关的奇偶校验数据块P(i，i+1)写入不同的磁盘12-14中。这被称为跨越磁盘12-14轮换奇偶校验数据块P(i，i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种廉价磁盘冗余阵列，包括：多个磁盘；连接到磁盘的总线，用于从所述磁盘将数据块传输到接收装置；以及重建器，用于响应于其中一个磁盘处于慢响应的状态的判断，利用来自其它磁盘的相关的数据块和奇偶校验数据块来重建一个磁盘内的数据块，并将 重建的数据块传输到接收装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯E曼，菲利普J特拉塞第，约翰A伊沃斯库斯，
申请(专利权)人：希昌系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]