用于独立磁盘冗余阵列(RAID)系统的文件服务器技术方案

一种独立磁盘冗余阵列（ＲＡＩＤ）系统包括Ｎ个存储阵列。Ｎ个存储阵列每个都包括目标处理模块和１到Ｍ个硬盘驱动器，其中Ｍ和Ｎ是大于１的整数。数据处理模块将针对第一数据块的第一数据存储请求指定给多个目标处理模块中的第一目标处理模块，以处理第一数据块的错误检查和纠正（ＥＣＣ）数据。多个目标处理模块中的这一个目标处理模块将第一数据块的第一部分和与第一数据块相关联的ＥＣＣ数据发送到多个目标处理模块中的另一目标处理模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及独立磁盘冗余阵列(RAID)系统。
技术介绍
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描述是为了一般地呈现本专利技术的背景。到本
技术介绍
部分所描述的程度的、目前所提名的专利技术人的工作，以及另一方面在递交时不能作为现有技术的该描述的多个方面，既没有明确地也没有隐含地被承认是与本专利技术相对的现有技术。独立磁盘冗余阵列(RAID)系统将数据冗余地存储在多个硬盘上。在某些RAID级别中，数据块被分割并被存储在不同的磁盘上，这縮短了数据存储和取回的等待时间。多个磁盘还趋向于增大平均无故障时间(MTBF)并且增强容错性。RAID系统类似于如单个逻辑硬盘驱动器那样的访问或主机设备。RAID系统可以采用硬盘分条(striping)，这涉及将每个驱动器的存储空间分割为单元。单元的大小将根据应用在从扇区(512字节)到至多若干兆字节的范围内变化。所有磁盘的分条通常是交错的并且是顺序编址的。除了非冗余阵列(RAID-O)夕卜，还有多种类型的RAID系统。在RAID-0中，采用分条然而没有数据冗余。其提供最佳的性能然而没有容错性。在RAID-1中，使用磁盘镜像而非分条并且至少需要两个驱动器来7在存储数据期间实现复制。因为可以同时读取任一个磁盘，所以读性能得 到改善。写性能与单个磁盘存储相同。RAID-1在多用户系统中提供最佳 的性能以及最佳的容错性。在RAID-2中，使用跨磁盘的分条。某些磁盘存储错误检查和纠正 (ECC)信息。在RAID-3中，使用分条并且一个驱动器专用于存储奇偶 校验信息。嵌入的错误检查(ECC)信息用于检查错误。通过计算记录在 其他驱动器上的信息的异或(XOR)来完成数据恢复。因为I/O操作同时 寻址所有的驱动器，所以RAID-3不能够使I/O交叠(overlap)。因此， RAID-3最适用于具有长记录应用的单用户系统。在RAID-4中，使用大分条。可以从任一单个驱动器中读取记录。这 允许针对读操作使I/O交叠。因为写操作更新奇偶校验驱动器，所以不能 够使I/O交叠。在RAID-5中，使用旋转奇偶阵列(rotating parity array)，这解决了 RAID-4的写限制。因此，读和写操作可以是交叠的。 RAID-5存储奇偶校验信息然而并不使用冗余数据。然而，奇偶校验信息 可以用于重构数据。RAID-5至少需要三个并且一般是五个用于该阵列的 磁盘。RAID-5最适用于性能不是很关键的或者执行较少写操作的多用户 系统。除了使用在不同驱动器上分布的第二奇偶校验方案外，RAID-6与 RAID-5类似。RAID-6提供高容错性以及高驱动故障耐受性。在RAID-7 中，使用实时的嵌入式操作系统和控制器。RAID-7使用经由高速总线的 高速缓存以及独立计算机的其他特性。RAID-10组合RAID-0禾B RAID-1 。存在两种子类型在RAID-0+1 中，数据被组织为多个磁盘上的分条，然后产生分条化的磁盘组的镜像；而在RAID-l+0中，产生数据的镜像然后镜像被分条化。在RAID-50 (或RAID-5+0)中，使用一系列RAID-5的组。这些组被 以RAID-0的方式分条化从而改善RAID-5的性能而不减弱数据保护。在 RAID-53 (或RAID-5+3)中，(RAID-0类型中的)分条被用于RAID-3 的虚拟磁盘块。这提供了比RAID-3更高的性能然而花费了更高成本。当主机设备发送要存储的数据块时，针对所选RAID方法来执行8RAID处理。RAID处理可以包括所选RAID级别的冗余和恢复处理(例如 错误检查和纠正(ECC))和/或其他处理。在一种方法中，单个中央处理单元(CPU)从另一设备接收数据块。 CPU负责包括ECC的所有RAID处理。就这种方法而言，因为与ECC有 关的处理可能是变化的并且耗时的，所以CPU可能通常在速率上限制了数 据存储。换言之，CPU中的处理可能引发瓶颈并且增大等待时间。由于使 用单个CPU，所以需要在完成了针对一个数据块的RAID构造之后，才能 对后一数据块进行处理。
技术实现思路
一种独立磁盘冗余阵列(RAID)系统包括N个存储阵列，其中N个 存储阵列每个包括目标处理模块和1到M个硬盘驱动器，其中M和N是 大于1的整数。数据处理模块将针对第一数据块的第一数据存储请求指定 给多个目标处理模块中的第一目标处理模块，以处理第一数据块的错误检 查和纠正(ECC)数据。多个目标处理模块中的这一个目标处理模块将第 一数据块的第一部分和与第一数据块相关联的ECC数据发送到多个目标处 理模块中的另 一 目标处理模块。在其他特征中，由多个目标处理模块中的另一 目标处理模块接收到的 ECC数据与该第一部分相对应。接口接收第一数据块并且将第一数据块转 发到数据处理模块。该接口包括网络接口、千兆比特以太网网络接口和数 据总线中的至少一个。交换模块在数据处理模块和N个存储阵列之间并且 在N个存储阵列之间交换数据。该交换模块包括多端口高速交换机。数据 处理模块将针对第二数据块的第二数据存储请求指定给用于处理第二数据 块的ECC数据的第二目标处理模块，其中，第二目标处理模块将第二数据 块的第一部分和与第二数据块相关联的ECC数据发送到多个目标处理模块 中的第三目标处理模块。在多个目标处理模块中的这一个目标处理模块和 第二目标处理模块中，以交叠的方式分别对第一数据块和第二数据块进行 处理。在其他特征中，数据处理模块包括接口、存储器和至少一个处理器。9数据处理模块对第一数据块执行文件系统(FS)协议功能。FS协议包括网络文件服务器(NFS)和通用因特网文件服务器(CIFS)中的至少一 个。数据处理模块确定要应用于第一数据块的RAID存储级别。数据处理 模块将第一数据块映射到N个存储阵列中的所选一个存储阵列，并且更新 用于N个存储阵列的存储映射。在其他特征中，当数据处理模块接收到数据取回请求时，数据处理模 块将数据取回请求指定给多个目标处理模块中的第一 目标处理模块。多个 目标处理模块中的第一 目标处理模块从多个目标处理模块中的其他目标处 理模块取回与数据取回请求相对应的数据，并且取回与数据中的有错误的 部分相关的ECC数据。在其他特征中，多个目标处理模块中的第一目标处理模块通过使用 ECC数据来对所述部分执行数据恢复。当数据处理模块接收到数据取回请 求时，数据处理模块将数据取回消息发送到具有与数据取回请求相对应的 数据的目标处理模块。这些目标处理模块取回与数据取回请求相对应的数 据和与数据中的有错误的部分相关的ECC数据。目标处理模块将与数据取 回请求相对应的取回的数据和ECC数据发送到数据处理模块，并且其中， 数据处理模块通过使用ECC数据来对所述部分执行数据恢复。这些目标处 理模块通过使用ECC数据来对所述部分执行数据恢复。一种独立磁盘冗余阵列(RAID)系统包括N个存储阵列，其中N个 存储阵列每个包括目标处理模块和1到M个硬盘驱动器，其中M和N是 大于1的整数。数据处理模块以非交叠(non-overlap)的方式将针对数据 块的错误检查和纠正(ECC)处理选择性地指定给多个目标处理模块中的 所选多个目标处理模块。交换模块提供数据处理模块和N个存储阵列之间 的以及N个存储阵列中的每个存储阵列和N个存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种独立磁盘冗余阵列（ＲＡＩＤ）系统，包括：　Ｎ个存储阵列，其中所述Ｎ个存储阵列每个包括：　目标处理模块；和　１到Ｍ个硬盘驱动器，其中Ｍ和Ｎ是大于１的整数；以及　数据处理模块，其将针对第一数据块的第一数据存储请求指定 给所述目标处理模块中的一个目标处理模块，以处理所述第一数据块的错误检查和纠正（ＥＣＣ）数据，并且　其中，所述目标处理模块中的所述一个目标处理模块将所述第一数据块的第一部分和与所述第一数据块相关联的ＥＣＣ数据发送到所述目标处理模块中的另 一目标处理模块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-24 60/820,180;US 2006-11-1 11/591,325;US1.一种独立磁盘冗余阵列(RAID)系统，包括N个存储阵列，其中所述N个存储阵列每个包括目标处理模块；和1到M个硬盘驱动器，其中M和N是大于1的整数；以及数据处理模块，其将针对第一数据块的第一数据存储请求指定给所述目标处理模块中的一个目标处理模块，以处理所述第一数据块的错误检查和纠正(ECC)数据，并且其中，所述目标处理模块中的所述一个目标处理模块将所述第一数据块的第一部分和与所述第一数据块相关联的ECC数据发送到所述目标处理模块中的另一目标处理模块。2. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，由所述目标处理模块中 的所述另一目标处理模块接收到的所述ECC数据与所述第一部分相对应。3. 根据权利要求1所述的RAID系统，还包括接收所述第一数据块并 且将所述第一数据块转发到所述数据处理模块的接口 。4. 根据权利要求3所述的RAID系统，其中，所述接口包括以下至少 一种网络接口、千兆比特以太网网络接口和数据总线。5. 根据权利要求1所述的RAID系统，还包括在所述数据处理模块和 所述N个存储阵列之间、并且在所述N个存储阵列之间交换数据的交换模 块。6. 根据权利要求5所述的RAID系统，其中，所述交换模块包括多端 口高速交换机。7. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，所述数据处理模块将针 对第二数据块的第二数据存储请求指定第二目标处理模块，以处理所述第 二数据块的ECC数据，其中，所述第二目标处理模块将所述第二数据块的 第一部分和与所述第二数据块相关联的ECC数据发送到所述目标处理模块 中的第三目标处理模块。8. 根据权利要求7所述的RAID系统，其中，所述第一数据块和所述第二数据块是在所述目标处理模块中的所述一个目标处理模块和所述第二 目标处理模块中以交叠的方式被分别处理的。9. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，所述数据处理模块包括 接口、存储器和至少一个处理器。10. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，所述数据处理模块对所 述第一数据块执行文件系统(FS)协议功能。11. 根据权利要求9所述的RAID系统，其中，所述FS协议包括下述 至少一种网络文件服务器(NFS)，通用因特网文件服务器(CIFS)。12. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，所述数据处理模块确定 要应用于所述第一数据块的RAID存储级别。13. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，所述数据处理模块将所 述第一数据块映射到所述N个存储阵列中的所选存储阵列，并且更新用于 所述N个存储阵列的存储映射。14. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，当所述数据处理模块接 收到数据取回请求时，所述数据处理模块将所述数据取回请求指定给所述 目标处理模块中的第一 目标处理模块，其中，所述目标处理模块中的所述第一 目标处理模块从所述目标处理 模块中的其他目标处理模块取回与所述数据取回请求相对应的数据，并且 取回与所述数据中的有错误的部分相关的ECC数据，以及其中，所述目标处理模块中的所述第一 目标处理模块通过使用所述 ECC数据来对所述部分执行数据恢复。15. 根据权利要求1所述的RAID系统，其中，当所述数据处理模块接 收到数据取回请求时，所述数据处理模块将数据取回消息发送到具有与所 述数据取回请求相对应的数据的所述目标处理模块。16. 根据权利要求15所述的RAID系统，其中，所述目标处理模块取 回与所述数据取回请求相对应的所述数据和与所述数据中的有错误的部分 相关的ECC数据。17. 根据权利要求16所述的RAID系统，其中，所述目标处理模块将与所述数据取回请求相对应的所取回的数据和所述ECC数据发送到所述数 据处理模块，并且其中，所述数据处理模块使用所述ECC数据来对所述部 分执行数据恢复。18. 根据权利要求16所述的RAID系统，其中，所述目标处理模块使 用所述ECC数据来对所述部分执行数据恢复。19. 一种独立磁盘冗余阵列(RAID)系统，包括 N个存储阵列，其中所述N个存储阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘塔斯苏塔迪嘉，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：BB[]