采用渐进ＲＡＩＤ存储数据的装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了采用渐进ＲＡＩＤ进行数据存储的装置、系统和方法。存储请求接收模块（１７０２）接收数据存储请求。条带化模块（１７０４）计算数据的条带形状，每个条带包括Ｎ个数据段。所述条带化模块（１７０４）将Ｎ个数据段写入Ｎ个存储设备（１５０）。每个数据段写入分配给条带的存储设备集（１６０４）内的不同存储设备（１５０）。奇偶校验－镜像模块（１７０６）将Ｎ个数据段集写入存储设备集内的一个或多个奇偶校验－镜像存储设备（１６０２）。奇偶校验级数模块（１７０８）响应存储整合操作，计算每个奇偶校验－镜像存储设备（１６０２）内的奇偶校验数据段，并存储所述奇偶校验数据段。所述存储整合操作用于恢复奇偶校验－镜像存储设备（１６０２）内的存储空间和／或数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数据存储，更具体地，涉及采用渐进RAID系统存储数据。
技术介绍
独立驱动器冗余阵列("RAID")可以用许多方式构建，以达到不同目的。 如下所述，驱动器是存储数据的大容量存储设备。驱动器或存储设备可以是 固态存储器、硬盘驱动器("HDD")、磁带存储器、光驱动器或本领域的 技术人员公知的其他任意大容量存储设备。在一种实施方式中，驱动器包括 以虛容量方式访问的大容量存储设备的一部分。在另一种实施方式中，驱动 器包括两个或多个数据存储设备，与RAID、简单磁盘/驱动器捆绑("JBOD") 类似，所述两个或多个数据存储设备能以虚容量的方式一同访问并在存储区 域网络("SAN")中构建。通常通过存储控制器以单个单元或虛容量的方式访 问驱动器。在优选实施方式中，存储控制器包括固态存储控制器。本领域的 技术人员应当认识到RAID中以大容量存储设备的形式构建的驱动器的其他 形式。下面说明的实施方式中，驱动器和存储设备可交换使用。传统上，将不同的RAJD构造称作RAID级别。基本的RAID配置是RAID 级别0，所述级别产生存储设备的镜像拷贝。RAIDO的优点在于一个或多个存 储设备中的数据的完全拷贝在一个或多个存储设备的镜像拷贝内可用，因而 能相对较快地读取主驱动器或镜像驱动器中的数据。RAIDO还在主存储设备 故障的情况下提供数据的备份拷贝。RAIDO的缺点在于，由于写入数据要写 入两次，所以写入得相对较慢。另 一种RA1D配置为RA1D级别1 。 RA1D级别1中，写入AR1D的数据分为对 应于存储设备集中的N个存储设备的N个数据段。N个数据段形成"条带"。 由于多个存储设备并行存储N个数据段的速度比单个存储设备存储包含N个 数据段的数据的速度快，通过条带化多个存储设备中的数据以提高性能。但 由于数据可以分布在多个存储设备中，并且多个存储设备的存取时间通常小 于从包含所有所需数据的一个存储设备中读取数据的时间，所以读取数据相 对较慢。此外，RAID1不提供故障保护。常用的RAID配置ARAID级別5，所述配置包括条带化N个存储设备中的N 个数据段，以及在N+1个存储设备中存储奇偶校验数据段。由于RAID可以容 许存储设备发生单个故障，RAID5也可以容许故障。例如，如果存储设备发 生故障，可使用其他可用的数据段和为条带特别计算的奇偶校验数据段产生 条带的丟失的数据段。RAID5使用的存储空间通常小于RAID0，因为存储设备 中RAID集的每个存储设备不需要存储数据的全部拷贝，只需存储条带的数据 段或奇偶校验数据段。RAID5与RAID类似，写入数据相对较快，读取数据相 对较慢。但由于必须根据条带的N个数据段计算每个条带的奇偶校验数据段， 向典型地传统RA1D5写入数据的速度比向RAID 1写入数据的速度慢。另一种常用的RAID配置是RAID级別6，其包括双重分布式奇偶校验。 RAID6中，两个存储设备被分配为奇偶校验-镜像设备(例如1602a、 1602b )。 分别计算条带的每个奇偶校验数据段，从而可以利用剩余的可用数据段和/或 奇偶校验数据段恢复存储设备集中发生损失的任意两个存储设备。RAID6的 性能优点与缺点同RAID5相同。多重RAID还可以用于在需要高可靠性时增加容错性。例如，在RAIDO的 配置中为配置为RAID5的两个存储设备集产生镜像。得到的配置可以称作 RAID50。如果每个镜像集使用RAID6，则所述配置可称为RAID60。多重RAID10配置通常具有与基础RAID群组相同的性能问题。
技术实现思路
从前述讨论中明显得出，需要有这样一种用于渐进RAID的装置、系统和 方法，所述装置、系统和方法有利于容错、比传统的容错RAID级另'K如RAID0、 RAID5、 RAID6等)的数据写入速度快并且比传统的条带式RAID级别(如 RA1D1、 RAID5、 RA1D6等)的数据读取速度快。有利地是，这种装置、系统 和方法在根据需要计算奇偶校验数据段之前(例如存储合并操作之前或存储 合并操作进行一部分时)，向奇偶校验-镜像存储设备写入N个数据段，利用 了RAIDO系统的优势。本专利技术是针对现有技术的现状进行开发的，具体地，是针对现有技术中 通过现有数据管理系统尚未完全解决的问题和需要。因而，本专利技术已被开发 出以提供一种利用渐进RAID可靠地、高性能地存储数据以克服现有技术中的 上述多数或全部缺陷的装置、系统和方法。渐进RAID的装置具有多个模块，所述模块包括存储请求接收模块、条带 化模块、奇偶校验-镜像模块和奇偶校验级数模块。存储请求接收模块接收数 据存储请求。所述数据包括文件的数据或对象的数据。条带化模块计算数据 的条带形状。条带形状包括一个或多个条带，每个条带包括N的数据段。条带 化模块还向N个存储设备写入条带的N个数据段，其中N个数据段中的每一个 都写入分配给条带的存储设备集中的不同存储设备。奇偶校验-镜像模块将条带的N个数据段集写入存储设备集中的一个或多 个奇偶校验-镜像存储设备。奇偶校验-镜像存储设备是除N个存储设备以外的 设备。奇偶校验级数模块响应存储整合操作，计算条带的一个或多个奇偶校 验数据段。根据一个或多个奇偶校验-镜像存储设备中存储的N个数据段计算 所述一个或多个奇偶校验数据段。奇偶校验级数模块还在一个或多个奇偶校 验-镜像存储设备中存储奇偶校验数据段。实现存储整合操作用于通过恢复一 个或多个奇偶校验-镜像存储设备中的至少 一个的至少 一个存储空间和数据。在一种实施方式中，所述装置可以包括奇偶校验替换模块，所述奇偶校验替换模块(为每个条带)将存储设备集中的存储设备交替分配为所述条带 的一个或多个奇偶校验一镜像存储设备。在另一种实施方式中，根据存储接收模块、条带化模块和奇偶校验-镜像模块的存储操作自主进行存储整合操作。在一种实施方式中，存储设备包括第一存储设备集，装置包括产生除第 一存储设备集以外的一个或多个存储设备集的镜像集模块，其中一个或多个 其他存储集中的每一个都包括至少一个相关的条带化模块，所述条带化模块 将N个数据段写入一个或多个其他存储集的每一个。在另一种实施方式中，一 个或多个附加存储设备集的每一个都包括存储N个数据段的集的关联奇偶校 验-镜像模块。在再一种实施方式中，装置包括计算一个或多个奇偶校验数据 段的奇偶校验级数模块。在一种实施方式中，装置还构造为包括通过接收更新的数据段使数据段更新的更新模块。更新的数据段对应于N个存储设备中存储的N个数据段中现有的数据段。更新模块将更新的数据段复制到存储现有数据段的条带的存储 设备，还复制到条带的一个或多个奇偶校验-镜像存储设备。更新模块以更新的数据段替换N个存储设备中的存储设备中存储的现有数据段。更新模块响应 (未在一个或多个奇偶校验-镜像存储设备内产生一个或多个奇偶校验数据段 的)奇偶校验级数模块，以更新的数据段替换一个或多个奇偶校验-镜像存储 模块内存储的现有数据段。装置的一种实施方式中，第一存储设备的集是第一存储设备集，装置包 括恢复第一存储设备集的存储设备内存储的数据段的镜像修复模块。第一存 储设备集的存储设备无法使用。从包含数据段拷贝的镜像存储设备恢复数据 段。镜像存储设备包括存储N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可靠地高性能地存储数据的装置，其特征在于，所述装置包括：　存储请求接收模块，所述存储请求接收模块接收数据存储请求，所述数据包括文件的数据或对象的数据；　条带化模块，所述条带化模块计算数据的条带形状，所述条带形状包含一个或多个 条带，每个条带包括Ｎ个数据段的集，并且所述条带化模块将条带的Ｎ个数据段写入Ｎ个存储设备，其中Ｎ个数据段的每一个都写入分配给条带的存储设备集中的不同存储设备；　奇偶校验－镜像模块，所述奇偶校验－镜像模块将条带的Ｎ个数据段的集写入存储设备 集中的一个或多个奇偶校验－镜像存储设备，所述奇偶校验－镜像存储设备是除Ｎ个存储设备以外的设备；以及　奇偶校验级数模块，所述奇偶校验级数模块响应存储整合操作，计算条带的一个或多个奇偶校验数据段，所述一个或多个奇偶校验数据段根据Ｎ个数据段 计算，所述Ｎ个数据段存储于一个或多个奇偶校验－镜像存储设备，所述奇偶校验级数模块还将奇偶校验数据段存储到一个或多个奇偶校验－镜像存储设备中的每一个，所述存储整合操作用于恢复一个或多个奇偶校验－镜像存储设备中的至少一个的至少一个存储空间和数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫弗林，乔纳森撒切尔，迈克尔扎佩，大卫阿特金森，
申请(专利权)人：弗森多系统公司dba弗森艾奥，
类型：发明
国别省市：US[美国]