[發(fā)明專利]一種獨立磁盤冗余陣列數(shù)據(jù)重建方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110141358.2
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102207895A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設計）人: 胡榮國
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07;G06F11/08;G06F11/10
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲技術領域，尤其涉及一種獨立磁盤冗余陣列數(shù)據(jù)重建方法和裝置。

背景技術

隨著科學技術的飛速發(fā)展和計算機技術的普遍應用，人們對存儲設備的性能要求越來越高。作為一項成熟的技術，獨立冗余磁盤陣列(RAID，Redundant?Array?of?Independent?Disk，)技術已經(jīng)廣泛應用于數(shù)據(jù)存儲的各種場合。RAID是一種通過磁盤陣列與數(shù)據(jù)條塊化相結(jié)合，以提高數(shù)據(jù)可用率的結(jié)構(gòu)，通過數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，并將多個數(shù)據(jù)磁盤通過RAID控制器結(jié)合成虛擬的單臺大容量硬盤使用，通過同時使用多個磁盤提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。同時，RAID還可以通過數(shù)據(jù)校驗提供容錯功能，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。此外，根據(jù)應用場合的不同，RAID可以劃分為多種規(guī)范，包括RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6和RAID7等，每種規(guī)范分別具有各自的強項和弱項。

RAID中為避免因磁盤故障而出現(xiàn)不可用狀態(tài)，一般會添加一塊或多塊額外的磁盤作為備用盤，當某個數(shù)據(jù)盤故障后，可以啟動RAID數(shù)據(jù)重建過程，此時備用盤作為重建磁盤加入到RAID中，根據(jù)正常磁盤中的數(shù)據(jù)計算故障數(shù)據(jù)盤中的數(shù)據(jù)并寫入重建磁盤中，在數(shù)據(jù)重建之后，重建磁盤頂替故障磁盤的工作，達到與原陣列一樣的狀態(tài)。

RAID中的磁盤被劃分為多個分塊，每個磁盤上對應位置的分塊的組合稱為條帶，數(shù)據(jù)重建包括對每個條帶的重建。其中，RAID5也被叫做帶分布式奇偶位的條帶。每個條帶上都有相當于一個“塊”那么大的地方被用來存放奇偶位。RAID5把奇偶位信息也分布在所有的磁盤上，而并非一個磁盤上，大大減輕了奇偶校驗盤的負擔。通常我們把一個條帶上的奇偶位信息稱為校驗和，該條帶上校驗和之外的數(shù)據(jù)稱之為普通數(shù)據(jù)。

在現(xiàn)有實現(xiàn)中，當RAID數(shù)據(jù)重建時，從該RAID中除重建磁盤外的正常磁盤中讀重建所需數(shù)據(jù)，當所述重建所需數(shù)據(jù)出現(xiàn)讀錯誤時，有兩種處理方法：一種處理方法是RAID數(shù)據(jù)重建停止，等待用戶或應用對無法讀出數(shù)據(jù)的地址塊進行寫操作，以修復該正常磁盤的數(shù)據(jù)，以便繼續(xù)重建，另一種處理方法是，記錄該條帶的地址，并且記錄該條帶未完成重建，表明該條帶數(shù)據(jù)不一致，繼續(xù)重建剩余的條帶(在RAID數(shù)據(jù)重建過程中，是逐個條帶進行數(shù)據(jù)重建的)。

上述第一個解決方案在重建時由于一個磁盤的數(shù)據(jù)無法讀取，不能及時重建，只能等到數(shù)據(jù)恢復后才可以再重建；第二個解決方案是記錄整條帶數(shù)據(jù)不一致，重建磁盤在此條帶上的數(shù)據(jù)是無效的，如果該條帶其它磁盤數(shù)據(jù)再出現(xiàn)讀錯誤，不能對讀錯誤數(shù)據(jù)進行恢復，因此不能提供冗余。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明主要目的是提供一種RAID數(shù)據(jù)重建方法，在能夠及時數(shù)據(jù)重建的情況下，如果該條帶其它磁盤數(shù)據(jù)再出現(xiàn)讀錯誤時，最大可能地提供了冗余。所述RAID中包括正常磁盤和重建磁盤，所有磁盤被劃分成多個分塊，每個磁盤上對應位置的分塊的組合稱為條帶，在數(shù)據(jù)重建時，對于每個條帶，該方法包括：

從正常磁盤中讀取重建所需數(shù)據(jù)，如果成功讀出，則用讀出的數(shù)據(jù)計算重建數(shù)據(jù)，并將計算結(jié)果寫入重建磁盤對應位置；

如果存在無法讀出重建所需數(shù)據(jù)且是該條帶的校驗和時，以預設固定值替代重建磁盤對應位置的數(shù)據(jù)，根據(jù)已讀出的重建所需數(shù)據(jù)和用于替代重建磁盤對應位置數(shù)據(jù)的預設固定值計算該條帶新的校驗和，并將計算出的新的校驗和寫入該條帶存儲原校驗和的磁盤的對應位置，記錄該條帶重建磁盤對應位置的地址及長度；

如果存在無法讀出重建所需數(shù)據(jù)且是該條帶的普通數(shù)據(jù)時，當已讀出的重建所需數(shù)據(jù)包含該條帶的普通數(shù)據(jù)與校驗和，則以所述預設固定值分別替代無法讀出的數(shù)據(jù)和所述重建磁盤對應位置的數(shù)據(jù)，根據(jù)已讀出的普通數(shù)據(jù)、用于替代無法讀出的數(shù)據(jù)的預設固定值，以及用于替代重建磁盤對應位置的數(shù)據(jù)的預設固定值，計算該條帶新的校驗和，并將計算出的新的校驗和寫入該條帶存儲原校驗和的磁盤的對應位置，記錄該條帶重建磁盤對應位置的地址及長度；

如果存在無法讀出重建所需數(shù)據(jù)且是該條帶的普通數(shù)據(jù)時，當已讀出的重建所需數(shù)據(jù)都是普通數(shù)據(jù)，則以所述預設固定值替代無法讀出的數(shù)據(jù)，根據(jù)已讀出的普通數(shù)據(jù)、用于替代無法讀出的數(shù)據(jù)的預設固定值，計算該條帶新的校驗和，并將計算出的新的校驗和寫入重建磁盤的對應位置。

其中，如果存在無法讀出重建所需數(shù)據(jù)時，該方法進一步包括：建立無法讀出數(shù)據(jù)的記錄表；