[發明專利]優化部分條帶寫性能的RAID-6編碼和重構方法

有效

• 申請號: 201110392542.4
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102521067A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 曹強;黃建忠;吳晨濤;萬勝剛;徐瓊瑤;謝長生
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于計算機存儲領域，具體涉及一種優化部分條帶寫性能的RAID-6編碼和重構方法。

背景技術

RAID-6是一種能夠容忍雙盤同時失效的編碼規范，并且越來越受到人們歡迎。目前，已經有很多種基于RAID-6的糾刪碼技術，其中有一種是極大距離可分(Maximum?Distance?Separable，簡稱MDS)編碼，它旨在以給定的冗余為數據在磁盤失效時提供保護，即MDS編碼利用最佳的存儲效率來使其全部條帶寫性能最佳。但是除了全部條帶寫性能以外，部分條帶寫以及單次寫性能也是存儲系統設計者所需要考慮的。一般MDS編碼可以分為水平編碼和垂直編碼兩種。

一般的水平MDS?RAID-6編碼結構由K+2個磁盤組成，前K個磁盤用來存儲元數據，后兩個盤是校驗盤，分別叫做P盤和Q盤。水平MDS?RAID-6編碼存在一個共同的局限性：生成校驗元素時需要大量數據元素的參與。由于每一次的寫都需要對校驗盤進行修改，在對一個列上元數據進行寫時，校驗盤上的I/O負載很大，且無法并行，導致其寫性能不佳。另外，水平編碼在對單個磁盤塊的寫方面性能也不佳，因為平均每次對單個磁盤塊的寫操作至少還需要兩次額外的寫操作。

垂直MDS?RAID-6編碼對單個磁盤塊的寫性能較好，并且其編碼/解碼的效率與存儲效率都很好，如X-Code，Cyclic編碼以及P-Code。在垂直編碼中沒有采用列校驗，對一個列中多個數據的部分寫會與很多不同的校驗元素相關聯。然而，由于其采用獨立的數據校驗盤，就像水平編碼一樣，在對一個列中多個數據元素的部分條帶寫仍會導致其I/O分布不均的現象，由此會導致性能的下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種優化部分條帶寫性能的RAID-6編碼和重構方法，其能夠容忍雙盤失效，具有高可靠性、高擴展性和低I/O復雜度，相對傳統編碼方式其部分條帶寫性能也得到很大提升。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種具有最優部分條帶寫性能的混合MDS?RAID-6的編碼方法，磁盤陣列有(p+1)列、(p-1)行，其中p是一個質數，設C_i，j為陣列中第i行第j列的元素，0≤i≤(p-2)，0≤j≤p，以C_i，p所表示的元素為橫向校驗元素，，而每一個橫向校驗元素及構成該橫向校驗元素的所有數據元素的集合構成一條橫向校驗鏈，以C_i，i+1所表示的元素為反斜向校驗元素，而每一個反斜向校驗元素及構成該反斜向校驗元素的所有數據元素的集合構成一條反斜向校驗鏈。

H-Code編碼中橫向校驗元素C_i，p是由同一行上的數據元素通過異或運算得到的，其形式化編碼規則如下：

Ci,p=Σj=0p-1Ci,j]]>(j≠i+1)式I

H-Code編碼中反斜向校驗元素C_i，i+1的形式化編碼規則如下：