【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种独立磁盘冗余阵列(Redundant Arrays of IndependentDisks, RAID)的构建方法,特别涉及,适用于 连续数据存储,属于独立磁盘冗余阵列
技术介绍
在现代存储领域,为了提高存储数据的可靠性和改善存储系统的输入、输出性能, 人们设计了多种数据存储方案,这些数据存储方案通常是各种类型的独立磁盘冗余阵列 (Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)。通过使用特定的硬件或软件,RAID 把 多个物理存储设备如磁盘,联合起来,形成一个统一的逻辑存储设备。下面对RAID中常用的技术术语进行解释条带又称为Stripe ;是磁盘阵列的不同磁盘上的位置相关的分块的集合,是组 织不同磁盘上条块的单位。条带化又称为Striping ;是指把一段连续数据分割成相同大小的数据块,把每 段数据分别写入到磁盘阵列的不同磁盘上的方法。磁盘镜像是指复制源数据到一个或更多的磁盘上,错误修正是指利用某种运算,如异或运算,生成并保存冗余数据,可利用冗余数 据,再生磁盘上丢失或出错的数据。XOR运算异或运算。比较常用的 RAID 有 RAIDO、RAID1、RAID5、RAID6、RAIDlO 等。其中 RAIDO 不具有 冗余能力,RAIDl只是对磁盘做了镜像。其它3种阵列分别有多个磁盘组成,它们以条带的 方式向阵列中的磁盘写数据,奇偶校验数据存放在阵列中的各个磁盘上。RAID5的每个条带 含有1个校验块,支持任意损坏其中一个磁盘、通过其它磁盘上的奇偶校验块来重建数据; RAID6的每个条带 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种垂直型分组并行集中校验的磁盘阵列的构建方法,垂直型分组并行集中校验的磁盘阵列,简称为磁盘阵列SVE RAID 4;其特征在于应用于磁盘阵列包含N个磁盘的场景中,其中N≥3且N为正整数;N个磁盘中,1个磁盘为校验盘,其余N 1个磁盘为数据盘;将N个磁盘构造成1行×N列的磁盘矩阵;对全部磁盘进行条带划分,分成m个条带并为每个条带编号,其中m≥1且m为正整数;每个条带在数据盘上的分块称为数据块,每个条带在校验盘上的分块称为校验块;所述校验块由该校验块所在条带中的N 1个数据块通过异或运算得出;为了提高连续存储带宽,并获得不同的连续存储带宽,以满足不同存储速率的需求,将每个条带上的N 1个数据块平均分成p组,p≥2且p为正整数,每组包含q个数据块,q≥1且q为正整数,q值根据实际存储任务对连续带宽的需求确定;并满足以下关系N 1=p×q;每个数据块分成K个大小相等的数据子块,K≥2且K为正整数,然后按照组号顺序依次为全部数据子块编号,组号相同的数据子块,按照条带顺序编号;即第一条带第1组的第1个数据块中第1个数据子块编号为1;为第一条带中第1组的第2个数据块中第1个数据子块编号为2;……;为第一条带中第1组的第q个数据块中第1个数据子块编号为q;然后为第一条带中第1组的第1个数据块中第2个数据子块编号为q+1;为第一条带第1组的第2个数据块中第2个数据子块编号为q+2;……;为第一条带中第1组的第q个数据块中第2个数据子块编号为2×q;……;以此类推,为第一条带中第1组的第1个数据块中第K个数据子块编号为(K 1)×q+1;为第一条带第1组的第2个数据块中第K个数据子块编号为(K 1)×q+2;……;为第一条带中第1组的第q个数据块中第K个数据子块编号为K×q;然后为第二条带第1组的第1个数据块中第1个数据子块编号为K×q+1;为第二条带第1组的第2个数据块中第1个数据子块编号为K×q+2;……;为第二条带第1组的第q个数据块中第1个数据子块编号为(K+1)×q;然后为第二条带第1组的第1个数据块中第2个数据子块编号为(K+1)×q+1;为第二条带第1组的第2个数据块中第2个数据子块编号为(K+1)×q+2;……;为第二条带第1组的第q个数据块中第2个数据子块编号为(K+2)×q;……;以此类推,为第二条带第1组的第1个数据块中第K个数据子块编号为2×K×q q+1;为第二条带第1组的第2个数据块中第K个数据子块编号为2×K×q q+2;……;为第二条带第1组的第q个数据块中第K个数据子块编号为2×K×q;然后为第m条带第1组的第1个数据块中第1个数据子块编号为(m 1)×K×q+1;为第m条带第1组的第2个数据块中第1个数据子块编号为(m 1)×K×q+2;……;为第m条带第1组的第q个数据块中第1个数据子块编号为(m 1)×K×q+q;然后为第m条带第1组的第1个数据块中第2个数据子块编号为(m 1)×K×q+q+1;为第m条带第1组的第2个数据块中第2个数据子块编号为(m 1)×K×q+q+2;……;为第m条带第1组的第q个数据块中第2个数据子块编号为(m 1)×K×q+q×2;……;以此类推,为第m条带第1组的第1个数据块中第K个数据子块编号为m×K×q q+1;为第m条带第1组的第2个数据块中第K个数据子块编号为m×K×q q+2;……;为第m条带第1组的第q个数据块中第K个数据子块编号为m×K×q;以此类推,按照相同的编号原则,为每一条带的第2组,每一条带的第3组,……,每一条带的第p组数据子块进行编号,编号相邻的数据子块,逻辑地址相邻;第m条带与第一条带中序号相邻的组,逻辑地址相邻;将逻辑地址相邻的组称为相邻组;校验块按照条带顺序依次编号为1~m;将每个校验块分成K个大小相等的校验子块,所述校验子块由所在条带中偏移位置相同的N 1个数据子块异或运算而得,这样的N 1个数据子块及其异或生成的校验子块组成一个校验条;上述布局方式,可并行访问组内的q个数据盘,又使存储任务分布在一组内,其余p 1组数据盘没有任务,这样便于调度没有任务的磁盘进入到停止状态,以达到节能和降低磁盘损耗的目的;所述方法进一步包括控制磁盘工作状态的方法;磁盘工作状态包括停止、运行、就绪三种状态;磁盘停止状态时,磁盘转轴停止旋转、磁头停止寻道;磁盘运行状态时,磁盘正在执行读写操作,包括转轴旋转、磁头寻道;磁盘就绪状态时,表示将要被读写,此时磁盘转轴旋转、磁头不寻道根据磁盘阵列SVE RAID 4的数据排布方式,可以确定每个条带内第r(1≤r≤p)组内的q个数据块所在的磁盘为r×q q+1到r×q;进行连续写操作时,绝大部分时间里,只有一组数据盘和1个校验盘处于运行状态,可以调度没有任务的磁盘进入停止态,以达到节能的目的;进行连续写操作时磁盘工作状态转换调度策略具体为为各条带中序号相同的组设置一个信号量,用Sem i表示,1≤i≤p,设置信号量Sem i的初始值均为0;第1步根据访问数据的逻辑地址,用LBA表示,由公式1计算出该访问数据所在的组号,用r表示,r为正整数,以及所在条带,用m′表示,0≤m′≤m,m′为正整数其中,组大小表示组内各数据块大小之和,MOD表示模运算,加1表示r值从1开始计数;根据组号r、条带号m′确定第m′条带第r组内被访问的q个数据盘r×q q+1到r×q,如果处于停止状态,则调度这q个数据盘由停止状态转到就绪状态;r用来记录记录当前...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙志卓,周泽湘,谭毓安,李虓,谢红军,何广韬,张伟涛,谢红军,耿成山,
申请(专利权)人:北京同有飞骥科技有限公司,
类型:发明
国别省市:11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。