[發(fā)明專利]用于池式存儲(chǔ)中的RAID 陣列變換的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110214683.7
• 申請(qǐng)日: 2011-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN102446072A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L.J.桑德斯;J.P.阿戈姆巴;J.E.林德利;M.J.菲爾赫斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邸萬奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及RAID存儲(chǔ)的控制，并且具體地涉及虛擬存儲(chǔ)環(huán)境中的RAID存儲(chǔ)的變換(transformation)。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)RAID陣列上的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，通常在陣列創(chuàng)建時(shí)固定諸如RAID陣列中的盤的數(shù)量、RAID陣列中的盤的尺寸以及所使用的RAID級(jí)別的參數(shù)。一旦已經(jīng)創(chuàng)建陣列并且已經(jīng)在所述陣列上面存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)，則在不刪除RAID陣列、破壞所有數(shù)據(jù)并且用新參數(shù)重新創(chuàng)建陣列的情況下，通常不能改變這些參數(shù)中的任何一個(gè)。

某些存儲(chǔ)系統(tǒng)允許RAID陣列的有限擴(kuò)展，例如從具有5個(gè)盤的RAID-5的陣列到具有8個(gè)盤的RAID-5陣列，然而，這是通過將新容量連續(xù)地布置在3個(gè)新盤上、重新計(jì)算已經(jīng)存在于初始5個(gè)盤上的奇偶性(parity)來實(shí)現(xiàn)的。這具有如下缺點(diǎn)：并不遍及陣列分條(stripe)新數(shù)據(jù)，并且新盤對(duì)奇偶性開銷沒有貢獻(xiàn)，這意味著性能將低于具有8個(gè)盤的新創(chuàng)建的RAID-5陣列。某些存儲(chǔ)系統(tǒng)允許通過添加單個(gè)盤從RAID-5擴(kuò)展到RAID-6，但這是唯一允許的變換。

在公開的Zimmerman等人的PCT專利申請(qǐng)WO?2004/036424中公開了通過添加一個(gè)或多個(gè)新盤來擴(kuò)展RAID陣列的有限的設(shè)施的一個(gè)示例，其描述了通過將現(xiàn)有數(shù)據(jù)的子集散布遍及新盤空間、隨后在剩余新盤空間中插入數(shù)據(jù)的機(jī)制來進(jìn)行RAID陣列的變換，以利用添加的盤資源。不利的是，利用如此公開的機(jī)制，在變換后的陣列中基本上改變了數(shù)據(jù)的布局。

本發(fā)明人已經(jīng)在歐洲專利申請(qǐng)No.10186887.5(IBM代理案號(hào)GB920100050EP1，與本申請(qǐng)同期提交)中示出，可以通過在RAID陣列創(chuàng)建時(shí)在每個(gè)陣列中預(yù)留盤區(qū)(extent)，并且確保所預(yù)留的盤區(qū)與普通使用隔離，使得可以在陣列變換期間使用所預(yù)留的盤區(qū)，而對(duì)使用中的RAID執(zhí)行變換。在這樣的變換期間，系統(tǒng)使用來自RAID的這些預(yù)留的盤區(qū)來創(chuàng)建對(duì)于作為變換的一部分而移動(dòng)的第一數(shù)據(jù)的目的地。一旦移動(dòng)第一數(shù)據(jù)，以“滑動(dòng)窗口”的方式，將之前存儲(chǔ)所述第一數(shù)據(jù)的釋放的區(qū)域用作要移動(dòng)的后續(xù)數(shù)據(jù)等的目的地。然而，由于RAID條帶(stripe)和底層的盤區(qū)之間的潛在失配，已經(jīng)計(jì)算出：需要靜態(tài)預(yù)留在每個(gè)RAID陣列上的盤區(qū)的最小數(shù)量需要是3。也可以提高所預(yù)留的盤區(qū)的數(shù)量，以允許變換系統(tǒng)提高在任一時(shí)間處于進(jìn)行中的盤區(qū)轉(zhuǎn)移(migration)的數(shù)量。

雖然以此方式執(zhí)行RAID陣列變換的能力在有限尺寸的系統(tǒng)中是有利的，但在大規(guī)模系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了伴隨的缺點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)在于，其需要從陣列創(chuàng)建時(shí)起在每個(gè)RAID陣列上靜態(tài)預(yù)留盤區(qū)，以防用戶以后需要變換。需要在陣列創(chuàng)建時(shí)選擇預(yù)留盤區(qū)的數(shù)量，并且一旦了陣列，就難以增加預(yù)留盤區(qū)的數(shù)量。因此，存儲(chǔ)池內(nèi)的預(yù)留盤區(qū)的數(shù)量是陣列數(shù)(N)*每個(gè)RAID陣列所預(yù)留的盤區(qū)。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚，RAID的有效容量將基于每個(gè)RAID陣列而減少。這導(dǎo)致每個(gè)RAID陣列上用戶可用的空間的顯著損失。

因此，期望解決大規(guī)模RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)中的這些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明在第一方面中提供了一種系統(tǒng)，其用于將使用中的RAID陣列從至少具有第一參數(shù)的第一陣列配置變換為至少具有第二參數(shù)的第二陣列配置，同時(shí)保持所述使用中的RAID陣列的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)包括：盤區(qū)預(yù)留組件，用于在存儲(chǔ)池中預(yù)留一個(gè)或多個(gè)預(yù)留盤區(qū)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移組件，用于從根據(jù)所述第一陣列配置布置的所述使用中的RAID陣列的區(qū)域讀取未轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)，并且，使用所述存儲(chǔ)池中的所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)留盤區(qū)存儲(chǔ)至少第一轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)、并使用所述存儲(chǔ)池或所述使用中的RAID陣列中的一個(gè)或多個(gè)其它盤區(qū)存儲(chǔ)至少第二轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，而將所述數(shù)據(jù)寫入到根據(jù)所述第二陣列配置布置的所述使用中的RAID陣列的區(qū)域中；第一I/O組件，用于在所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移組件讀取所述未轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)之前，對(duì)所述未轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)執(zhí)行根據(jù)所述第一陣列配置的I/O操作；以及第二I/O組件，用于在所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移組件寫入所述至少第一轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和所述至少第二轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)之后，對(duì)所述至少第一轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和所述至少第二轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)執(zhí)行根據(jù)所述第二陣列配置的I/O操作。