[發(fā)明專利]從HDD故障的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910161294.5
• 申請(qǐng)日: 2009-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101727363A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 川口智大
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類號(hào): G06F11/14
• 分類號(hào): G06F11/14;G06F3/06
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總地涉及在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)恢復(fù)，更特別地涉及用于從例如 HDD(硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)故障的存儲(chǔ)裝置故障的快速數(shù)據(jù)恢復(fù)的方法和設(shè)備。本 發(fā)明證明了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)恢復(fù)的靈活和防止磁盤(pán)故障的磁盤(pán)維護(hù)的方便使用。

背景技術(shù)

當(dāng)前，RAID(獨(dú)立磁盤(pán)的冗余陣列)結(jié)構(gòu)通常被用于包含數(shù)據(jù)免受磁盤(pán) 故障的影響。例如，RAID?5和RAID?6每個(gè)都可以從RAID組的一個(gè)磁盤(pán)故障 中恢復(fù)。RAID?5和RAID?6每個(gè)在容量上都比RAID?1或RAID?10更有效。當(dāng) 發(fā)生磁盤(pán)故障時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)恢復(fù)至保留的“備用磁盤(pán)”。需要訪問(wèn)正常 磁盤(pán)的整個(gè)區(qū)域來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)恢復(fù)的時(shí)間取決于磁盤(pán)容量和磁盤(pán)吞吐量性 能。總的來(lái)說(shuō)，容量的技術(shù)增長(zhǎng)速率大于吞吐量的技術(shù)增長(zhǎng)速率。結(jié)果，RAID 方法對(duì)于從磁盤(pán)故障重建是緩慢的，并且將逐年更慢。長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)重建可能 通過(guò)重建磁盤(pán)I/O和正常磁盤(pán)I/O之間的腐蝕而引起長(zhǎng)時(shí)間的性能惡化。長(zhǎng)時(shí) 間的數(shù)據(jù)重建也可能在數(shù)據(jù)恢復(fù)過(guò)程中面臨下一個(gè)磁盤(pán)故障的問(wèn)題。

在基于RAIN(獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的冗余陣列)的另一個(gè)方法中，存儲(chǔ)系統(tǒng)包括多 個(gè)節(jié)點(diǎn)(磁盤(pán)、存儲(chǔ)子系統(tǒng)等)。存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)剡x擇兩個(gè)或多個(gè) 節(jié)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從冗余數(shù)據(jù)復(fù)制到另一節(jié)點(diǎn)。這可 以是傳導(dǎo)的以通過(guò)柱狀(pillared)處理更好地重建性能。因?yàn)镽AID方法需要 保留一個(gè)或多個(gè)備用磁盤(pán)，使用RAIN方法的重建時(shí)間將比使用RAID方法的 重建時(shí)間更快。RAIN方法不需要保留的備用磁盤(pán)，因?yàn)樗梢詫⑷哂鄶?shù)據(jù)自 動(dòng)地存儲(chǔ)到空閑空間(自恢復(fù))。另一方面，使用RAIN方法的容量有效性低 于使用RAID方法的容量有效性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于從例如HDD故障的存儲(chǔ)裝置故障中的快速數(shù) 據(jù)恢復(fù)的方法和設(shè)備。應(yīng)用多個(gè)磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)分布、在分布的數(shù)據(jù)中的RAID、 虛擬卷和物理磁盤(pán)之間的頁(yè)面映射管理、以及通過(guò)從頁(yè)到頁(yè)復(fù)制的并行訪問(wèn)數(shù) 據(jù)恢復(fù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了快速重建、容量有效性以及自恢復(fù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，存儲(chǔ)系統(tǒng)包括具有第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第一存 儲(chǔ)裝置以及控制所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第一控制器。所述第一控制器通過(guò) 數(shù)據(jù)條在所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)條包括M個(gè)數(shù)據(jù)和 N個(gè)奇偶數(shù)據(jù)，其中M和N是整數(shù)，并且所述第一控制器使用所述M個(gè)數(shù)據(jù) 對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)條計(jì)算所述N個(gè)奇偶數(shù)據(jù)。所述每個(gè)數(shù)據(jù)條的所述M個(gè)數(shù)據(jù)和N 個(gè)奇偶數(shù)據(jù)被分配到所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的M+N個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。所述第 一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第一硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括所述數(shù)據(jù)條的第一數(shù)據(jù)條和所述數(shù) 據(jù)條的第二數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)或奇偶數(shù)據(jù)，而所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第二硬盤(pán) 驅(qū)動(dòng)器包括所述數(shù)據(jù)條的所述第一數(shù)據(jù)條和所述數(shù)據(jù)條的所述第二數(shù)據(jù)條之 一的數(shù)據(jù)或奇偶數(shù)據(jù)。在所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的一個(gè)故障硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的 故障的數(shù)據(jù)恢復(fù)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)條使用所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 的其它硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù)和奇偶數(shù)據(jù)的計(jì)算來(lái)對(duì)所述每個(gè)數(shù)據(jù)條恢復(fù)所述 故障硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的所述第二硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括所 述數(shù)據(jù)條的所述第一數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)或奇偶數(shù)據(jù)。所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第 三硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括所述數(shù)據(jù)條的所述第二數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)或奇偶數(shù)據(jù)，并且不包 括所述數(shù)據(jù)條的所述第一數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)或奇偶數(shù)據(jù)。此外，M是3以及所述N 是1。所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)目是4的倍數(shù)。所述第一數(shù)據(jù)條的數(shù)據(jù)和 奇偶數(shù)據(jù)被包括在所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的所述第一和第二硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以 及所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第四和第五硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。所述第二數(shù)據(jù)條的數(shù) 據(jù)和奇偶數(shù)據(jù)被包括在所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的所述第一、第三、第四、第 五硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。

在特定實(shí)施例中，存儲(chǔ)系統(tǒng)還包括具有第二多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第二存儲(chǔ)裝 置以及控制所述第二多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的第二控制器。從所述第二存儲(chǔ)裝置接收 由所述第一控制器存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)。所述第一控制器包括多個(gè)處理器。當(dāng)從所 述第二存儲(chǔ)裝置向所述第一存儲(chǔ)裝置轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)時(shí)，所述第二硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和所述 第三硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器由所述多個(gè)處理器的不同處理器同時(shí)訪問(wèn)。存儲(chǔ)系統(tǒng)還包括具 有所述第一多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的未分配的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的容量池卷。從所述容量池 卷分配所述數(shù)據(jù)條。響應(yīng)于從所述第二存儲(chǔ)裝置接收所述數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行每個(gè)數(shù)據(jù) 條的所述分配。每個(gè)數(shù)據(jù)條的所述N個(gè)奇偶數(shù)據(jù)通過(guò)不同總線被連接至所述 第一控制器。