[發(fā)明專利]磁盤陣列三級恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210411632.8
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103064753A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宗勇;唐遠(yuǎn)琳
• 申請（專利權(quán)）人: 浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07;G06F3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.磁盤陣列三級恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于系統(tǒng)在Linux內(nèi)核態(tài)實(shí)現(xiàn)磁盤陣列的3級恢復(fù)結(jié)構(gòu)：分別是壞扇區(qū)重映射、盤間數(shù)據(jù)遷移和RAID重構(gòu)，系統(tǒng)包括6個(gè)模塊:Cache模塊、壞扇區(qū)重映射模塊、盤間數(shù)據(jù)遷移模塊、RAID重構(gòu)模塊、I/O調(diào)度模塊和全局配置模塊；其中：

1）壞扇區(qū)重映射模塊，用于處理因介質(zhì)錯(cuò)誤而失敗的請求，將錯(cuò)誤扇區(qū)的數(shù)據(jù)通過RAID算法計(jì)算出，然后重定向到保留區(qū)域并修改扇區(qū)映射表；當(dāng)下次請求到達(dá)時(shí)，通過查找扇區(qū)映射表即可獲得正確數(shù)據(jù)；

2）盤間數(shù)據(jù)遷移模塊，如果磁盤扇區(qū)錯(cuò)誤數(shù)超過了設(shè)定的閾值，則預(yù)示磁盤的健康度在降低，此時(shí)系統(tǒng)需要將故障磁盤的數(shù)據(jù)全部遷移到備用磁盤上，盤間數(shù)據(jù)遷移模塊盤間數(shù)據(jù)遷移模塊用于磁盤間的數(shù)據(jù)遷移，在數(shù)據(jù)遷移時(shí)，一個(gè)后臺數(shù)據(jù)遷移線程將被啟動，該線程會讀取源盤的數(shù)據(jù)寫入到目標(biāo)盤中，在遷移的過程中如果有用戶寫請求到達(dá)，數(shù)據(jù)會被同時(shí)寫入源盤和目標(biāo)盤，遷移的過程中優(yōu)先處理用戶請求，從而保證遷移時(shí)的用戶訪問性能，由于數(shù)據(jù)遷移是簡單的拷貝操作，速度較快，重構(gòu)則要根據(jù)其他數(shù)據(jù)盤上的數(shù)據(jù)計(jì)算得到所需要的數(shù)據(jù)，然后寫進(jìn)備份盤，讀磁盤和計(jì)算量都比較大，速度較慢，因此盤間數(shù)據(jù)遷移相比RAID重構(gòu)能更快恢復(fù)系統(tǒng)；

RAID重構(gòu)模塊，是基于RAID算法的重構(gòu)，利用磁盤的分布結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的編碼方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的重構(gòu)，防止因多種類型的磁盤失效間題而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，保證了系統(tǒng)的可靠性和性能，在RAID重構(gòu)模式下的重構(gòu)利用了Cache策略和隊(duì)列調(diào)度方法，能夠提高系統(tǒng)重構(gòu)的速度和系統(tǒng)的可靠性；

Cache模塊，按條帶處理到達(dá)的請求，Cache算法使用LRU算法；

RAID模塊，分為一個(gè)公共管理子模塊和多個(gè)不同的RAID算法子模塊，公共管理子模塊負(fù)責(zé)與上下層的接口及一些與算法無關(guān)的公共代碼，算法子模塊實(shí)現(xiàn)具體的RAID算法，RAID重構(gòu)在算法子模塊實(shí)現(xiàn)；

I/O調(diào)度模塊，采用多優(yōu)先級調(diào)度策略；

全局配置模塊，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)陣列控制器系統(tǒng)的全局配置管理和初始化；

具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程如下：

系統(tǒng)通過ISCSI?Enterprise?Target對外提供存儲服務(wù)，客戶機(jī)通過iSCSI啟動器與RAID重構(gòu)模塊的iSCSI目標(biāo)器相連接，用戶請求經(jīng)過RAID重構(gòu)模塊系統(tǒng)的iSCSI目標(biāo)器處理后發(fā)到Cache模塊中，Cache模塊按條帶處理到達(dá)的請求，?Cache不命中的請求將發(fā)往RAID模塊，然后RAID模塊根據(jù)RAID算法將上層請求分解為成員磁盤的請求，并將這些請求發(fā)往盤間數(shù)據(jù)遷移模塊，請求到達(dá)盤間數(shù)據(jù)遷移模塊后檢查是否有盤間遷移，當(dāng)有盤間遷移時(shí)，則把寫請求發(fā)往源盤和目標(biāo)盤；請求經(jīng)過盤間數(shù)據(jù)遷移模塊后再發(fā)往壞扇區(qū)重映射模塊,?壞扇區(qū)重映射模塊檢查是否需要進(jìn)行扇區(qū)映射，最后壞扇區(qū)重映射模塊把請求發(fā)往I/O調(diào)度模塊，I/O調(diào)度模塊采用多優(yōu)先級調(diào)度策略，重構(gòu)請求設(shè)置較低的優(yōu)先級；全局配置模塊實(shí)現(xiàn)在該過程中對整個(gè)陣列控制器系統(tǒng)的全局配置管理和初始化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁盤陣列三級恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于壞扇區(qū)重映射模塊建立保留扇區(qū)的算法如下:

?Step?1將用戶請求發(fā)往指定扇區(qū)；

?Step2當(dāng)請求返回失敗時(shí)，則執(zhí)行下一步，否則，執(zhí)行Step7；

Step3當(dāng)為讀請求時(shí)，則根據(jù)請求LBA利用保留扇區(qū)中數(shù)據(jù)服務(wù)該請求；當(dāng)為寫請求時(shí)，則執(zhí)行Step6；?

Step4當(dāng)保留扇區(qū)中找到了對應(yīng)的數(shù)據(jù)時(shí)，則執(zhí)行Step7,否則，執(zhí)行下一步；

Step5通過RAID算法計(jì)算出出錯(cuò)扇區(qū)的數(shù)據(jù)，并寫入的對應(yīng)的保留扇區(qū)中，更新映射表，執(zhí)行Step7；

Step6將用戶數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的保留扇區(qū)中，并更新映射表；

Step7返回用戶請求。