一种磁盘阵列的扩容方法技术

本申请涉及数据存储技术领域，公开了一种磁盘阵列的扩容方法

【技术实现步骤摘要】
一种磁盘阵列的扩容方法、装置、存储系统及产品


[0001]本申请涉及数据存储
，特别是涉及一种磁盘阵列的扩容方法
、
装置
、
存储系统及产品
。

技术介绍

[0002]RAID
（
Redundant Array of Independent Disk
，独立磁盘冗余阵列）是一种虚拟化技术，它将多个独立的物理磁盘按照不同的方式组合成一个虚拟磁盘组
。
从而解决单个磁盘容量小
、
性能低
、
可靠性差的缺点
。RAID
利用条带技术将主机请求的数据按照一定的拓扑分割成多个子
IO
（
Input/Output 读数据
、
写数据请求）划分到不同的磁盘上，在存取数据时，阵列中的相关磁盘一起动作，大幅提升数据的访问速度及操盘空间的利用率
。
[0003]用户使用存储设备时需要在
RAID
阵列上创建卷作为块设备，提供给前端主机进行读写操作，当卷的存储空间不足导致无法存储更多数据时，需要对卷进行扩容，如果扩容卷所在的
RAID
阵列有空闲的可用空间，则可以直接从
RAID
阵列上分配可用空间进行扩容
。
但是，当
RAID
阵列中没有空闲的可用空间时，就需要增加硬盘先对
RAID
进行扩容，然后再对卷进行扩容
。
[0004]在对磁盘阵列进行扩容时，磁盘阵列会根据当前的硬盘数量对存储空间进行重新分配，在此过程中磁盘阵列中的数据分块及校验分块的位置发生变化，因此需要对磁盘中存储的数据进行迁移，即将数据从原来的数据分块中读到内存中，再将数据从内存写入新的数据分块
。
大量的数据迁移操作会严重占用系统带宽，降低存储系统对于前台主机业务
IO
（
Input/Output
，读取
、
写入请求）的处理性能，影响用户业务的正常进行
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请旨在提出一种磁盘阵列的扩容方法
、
装置
、
存储系统及产品，以解决磁盘阵列扩容期间产生大量的数据迁移，导致存储系统处理前台主机业务
IO
的性能严重降低的问题
。
[0006]为达到上述目的，本申请的技术方案如下：本申请实施例第一方面提供磁盘阵列的扩容方法，所述方法包括：按照阵列分块大小，将新增硬盘空间划分为多个新增数据分块，将所述多个新增数据分块添加到磁盘阵列；所述阵列分块大小为创建所述磁盘阵列时指定的数据分块大小；将所有新增数据分块标记为未扩容，保持所述磁盘阵列中原有的数据分块及校验分块的空间分布不变；当向未扩容的数据分块首次写入数据时，基于待写入数据生成满分块数据并写入所述未扩容的数据分块，更新所述数据分块所属条带的校验数据；所述满分块数据占用的空间大小与所述阵列分块大小一致；当未扩容的数据分块首次被写入满分块数据后，将所述数据分块标记为完成扩
容
。
[0007]可选地，所述磁盘阵列的扩容方法还包括：根据所述磁盘阵列中新增数据分块，初始化扩容位图；所述扩容位图用于记录所述磁盘阵列是否完成扩容；当未扩容的数据分块被首次写入满分块数据后，根据所述数据分块在所述磁盘阵列中的位置，更新所述扩容位图
。
[0008]可选地，将所述多个新增数据分块添加到磁盘阵列，包括：以硬盘为单位，将每个新增数据分块分别添加到所述磁盘阵列中每个条带的末尾，使每个条带中包含每个硬盘的一个数据分块
。
[0009]可选地，基于待写入数据生成满分块数据，包括：获取待写入数据占用的空间大小及所述阵列分块大小；使用全零数据对所述待写入数据进行补足，生成满分块数据
。
[0010]可选地，基于待写入数据生成满分块数据，包括：按照阵列分块大小，在所述磁盘阵列的内存中新建一块全零内存区域，并存储全零数据；根据所述阵列分块大小，从所述全零内存区域中取出全零数据对所述待写入数据进行补足，使所述待写入数据占用的空间大小与所述阵列分块大小一致
。
[0011]可选地，基于待写入数据生成满分块数据，还包括：当所述待写入数据的大小等于所述阵列分块大小时，将所述待写入数据作为所述满分块数据；当所述待写入数据占用的空间大小大于所述阵列分块大小时，根据所述阵列分块大小，将所述待写入数据进行分割；对分割得到的每部分数据分别生成一个满分块数据，并写入不同的未扩容的数据分块
。
[0012]可选地，根据所述磁盘阵列中新增数据分块，初始化扩容位图，包括：创建扩容位图，并根据所述新增数据分块记录条带编号及条带标识，其中，条带编号与条带标识一一对应，所述条带编号指示条带的位置，所述条带标识由分块标识组成；所述分块标识包括未扩容状态及完成扩容状态，用于指示所述条带中新增数据分块是否完成扩容；在初始化所述扩容位图时，将所有分块标识设置为未扩容状态
。
[0013]可选地，根据所述数据分块在所述磁盘阵列中的位置，更新所述扩容位图，包括：获取所述数据分块所在条带的条带编号；确定所述数据分块在所述条带中的位置；根据所述条带编号从所述扩容位图中确定对应的条带标识，根据所述数据分块在所述条带中的位置，将对应的位置字符设置为完成扩容状态
。
[0014]可选地，所述磁盘阵列的扩容方法还包括：当接收到写数据请求时，判断所述写数据请求操作的区域是否为新增数据分块；若所述写数据请求操作的区域不是新增数据分块，则将数据直接写入所述区域；若所述写数据请求操作的区域是新增数据分块，则查询所述扩容位图判断所述数
据分块是否完成扩容；若所述数据分块完成扩容，则将数据直接写入所述区域
。
[0015]可选地，所述磁盘阵列的扩容方法还包括：当接收到读数据请求时，判断所述读数据请求操作的区域是否为新增数据分块；若所述读数据请求操作的区域不是新增数据分块，则直接读取所述区域的数据；若所述读数据请求操作的区域是新增数据分块，则查询所述扩容位图判断所述数据分块是否完成扩容；若所述数据分块已经完成扩容，则直接读取所述数据分块的数据；若所述数据分块未扩容，则不读取所述数据分块并直接返回全零数据
。
[0016]可选地，将初始化完成的扩容位图存储在非易失内存中；当所述扩容位图中所有分块标识均为完成扩容状态时，删除所述扩容位图，并释放内存
。
[0017]可选地，所述磁盘阵列为带有校验分块的磁盘阵列
。
[0018]根据本申请实施例的第二方面，提供一种磁盘阵列的扩容装置，实现如本申请实施例第一方面所述的方法，所述装置包括：添加模块，被配置为按照阵列分块大小，将新增硬盘空间划分为多个新增数据分块，将所述多个新增数据分块添加到磁盘阵列；所述阵列分块大小为创建所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，包括：按照阵列分块大小，将新增硬盘空间划分为多个新增数据分块，将所述多个新增数据分块添加到磁盘阵列；所述阵列分块大小为创建所述磁盘阵列时指定的数据分块大小；将所有新增数据分块标记为未扩容，保持所述磁盘阵列中原有的数据分块及校验分块的空间分布不变；当向未扩容的数据分块首次写入数据时，基于待写入数据生成满分块数据并写入所述未扩容的数据分块，更新所述数据分块所属条带的校验数据；所述满分块数据占用的空间大小与所述阵列分块大小一致；当未扩容的数据分块首次被写入满分块数据后，将所述数据分块标记为完成扩容
。2.
根据权利要求1所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，还包括：根据所述磁盘阵列中新增数据分块，初始化扩容位图；所述扩容位图用于记录所述磁盘阵列是否完成扩容；当未扩容的数据分块被首次写入满分块数据后，根据所述数据分块在所述磁盘阵列中的位置，更新所述扩容位图
。3.
根据权利要求1所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，将所述多个新增数据分块添加到磁盘阵列，包括：以硬盘为单位，将每个新增数据分块分别添加到所述磁盘阵列中每个条带的末尾，使每个条带中包含每个硬盘的一个数据分块
。4.
根据权利要求1所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，基于待写入数据生成满分块数据，包括：获取待写入数据占用的空间大小及所述阵列分块大小；使用全零数据对所述待写入数据进行补足，生成满分块数据
。5.
根据权利要求1所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，基于待写入数据生成满分块数据，包括：按照阵列分块大小，在所述磁盘阵列的内存中新建一块全零内存区域，并存储全零数据；根据所述阵列分块大小，从所述全零内存区域中取出全零数据对所述待写入数据进行补足，使所述待写入数据占用的空间大小与所述阵列分块大小一致
。6.
根据权利要求4或5所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，基于待写入数据生成满分块数据，还包括：当所述待写入数据的大小等于所述阵列分块大小时，将所述待写入数据作为所述满分块数据；当所述待写入数据占用的空间大小大于所述阵列分块大小时，根据所述阵列分块大小，将所述待写入数据进行分割；对分割得到的每部分数据分别生成一个满分块数据，并写入不同的未扩容的数据分块
。7.
根据权利要求2所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，根据所述磁盘阵列中新增数据分块，初始化扩容位图，包括：创建扩容位图，并根据所述新增数据分块记录条带编号及条带标识，其中，条带编号与
条带标识一一对应，所述条带编号指示条带的位置，所述条带标识由分块标识组成；所述分块标识包括未扩容状态及完成扩容状态，用于指示所述条带中新增数据分块是否完成扩容；在初始化所述扩容位图时，将所有分块标识设置为未扩容状态
。8.
根据权利要求7所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，根据所述数据分块在所述磁盘阵列中的位置，更新所述扩容位图，包括：获取所述数据分块所在条带的条带编号；确定所述数据分块在所述条带中的位置；根据所述条带编号从所述扩容位图中确定对应的条带标识，根据所述数据分块在所述条带中的位置，将对应的位置字符设置为完成扩容状态
。9.
根据权利要求2所述的磁盘阵列的扩容方法，其特征在于，还包括：当接收到写数据请求时，判断所述写数据请求...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏方健，朱红玉，
申请(专利权)人：苏州元脑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：