[發明專利]一種網絡存儲系統的管理方法及裝置

有效

• 申請號: 201110064030.5
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN102147714A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 李宏文
• 申請（專利權）人: 杭州宏杉科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及網絡存儲技術，尤其涉及一種RAID陣列資源塊管理技術。

背景技術

在涉及眾多主機的數據存儲的網絡環境中，為了提高數據存儲的可靠性和安全性，同時為了存儲容量的擴展性和靈活性，網絡存儲技術應運而生。通常來說，網絡存儲系統的作用是為客戶端PC機或者服務器(一般統稱為主機或Host)提供可用的存儲空間。

一般網絡存儲系統的前端可以通過IP網絡或者FC網絡與主機相連，為主機提供數據存儲服務。在數據傳輸方面，以基于IP承載的網絡存儲系統為例，主機可以基于標準的iSCSI(互聯網小型計算機系統接口)協議網絡存儲系統進行數據的讀寫操作。網絡存儲系統的核心是存儲控制器(Storage?Controller)，存儲控制器進行數據處理并把數據寫入到后端物理磁盤中。

為提高寫物理磁盤的性能以及提供數據冗余性，存儲控制器通常支持獨立磁盤冗余陣列(RAID，也可稱為RAID陣列)技術，RAID技術是一種把多塊獨立的物理磁盤按不同的方式組合起來形成一個磁盤組，從而提供比單個磁盤更高的存儲性能，并提供數據備份技術。根據不同的數據組織方式，常用的RAID包括RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10等。根據RAID級別的不同可以提供各種級別的性能和可靠度，可以保證多數情況下，一個或者多個磁盤故障時可以通過剩余成員磁盤中的數據采用RAID級別對應的算法恢復出錯磁盤的數據，即保證數據不丟失。通過這種算法可重構故障盤中的數據并寫入到熱備盤中，重構完成后熱備盤做成陣列的成員磁盤，恢復陣列的冗余性和可靠性，即通常所說的RAID陣列重建。

在現有實現機制下，RAID成員磁盤健康狀態一般包括兩種：正常：磁盤未發生IO讀寫錯誤；故障：磁盤發生了IO讀寫錯誤，出錯扇區上的數據不能再被訪問。RAID健康狀態定義如下：

正常：RAID的所有成員磁盤都正常，RAID可以正常讀寫，RAID具有完整的數據冗余性和可靠性；

降級：RAID的一個或多個成員磁盤故障，采用RAID級別對應的算法可以通過剩余成員磁盤上的數據重構出出錯磁盤的數據，RAID可以正常讀寫，但是不能提供完整的數據冗余性和可靠性；

故障：RAID的一個或多個成員磁盤故障，采用RAID級別對應的算法無法恢復出錯磁盤上的數據，故障狀態的RAID直接離線，其上數據不能再被訪問。

存儲控制器收到原健康狀態是“正常”的RAID的成員磁盤故障事件后，RAID把出錯磁盤踢出陣列，如果采用RAID級別對應的算法可以通過剩余成員磁盤上的數據重構出出錯磁盤的數據，RAID健康狀態變為降級，然后觸發重建，使用熱備盤重構出錯磁盤的數據。如果沒有可用的熱備盤，RAID一直是降級狀態，等待熱備盤插入。如果采用RAID級別對應的算法不能通過剩余成員磁盤上的數據重構出出錯磁盤的數據，RAID健康狀態變為故障，RAID直接離線，其上數據不能再被訪問。

請參考圖1，圖1中的RAID的級別為RAID5、成員磁盤數目為4，分別是Disk1到Disk4。D1、D2、D3、P1組成第一個條帶，其中D1、D2、D3是數據，P1是這個條帶上根據RAID5算法計算出來的校驗數據，下面的條帶類似，D表示數據，P表示校驗數據。

RAID5算法可以保證，1個條帶上1個磁盤發生介質錯誤，可以通過該條帶上剩余成員磁盤的數據重構出出錯磁盤的數據。如圖1所示，假設健康狀態是正常的RAID的條帶2上，Disk4的D6區域發生磁盤IO讀寫錯誤，無法再訪問，按照通常的做法，RAID健康狀態變為降級，把Disk4從RAID中踢出，然后找可用的熱備盤進行重建。