[發(fā)明專利]基于嵌入式Linux的硬盤(pán)壞道監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210488761.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103019885A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/14
• 分類號(hào): G06F11/14;G06F11/22
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于嵌入式Linux的硬盤(pán)壞道監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

硬盤(pán)壞道可以說(shuō)是硬盤(pán)致命性故障，出現(xiàn)硬盤(pán)壞道以后硬盤(pán)往往也就代表著硬盤(pán)生命結(jié)束，硬盤(pán)在出現(xiàn)壞道以后不但是某些壞扇區(qū)不可用，還會(huì)直接殃及到其它可用磁盤(pán)扇區(qū)，造成整塊硬盤(pán)損壞。當(dāng)硬盤(pán)出現(xiàn)壞道時(shí)，意味著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)不安全。因此，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)壞道可以將損失降到最低。

硬盤(pán)產(chǎn)生壞道的原因有多種，如：灰塵、震動(dòng)、靜電、高溫等。但在實(shí)際使用中更加常見(jiàn)的原因主要是以下兩個(gè)方面：非法關(guān)機(jī)（即異常斷電）導(dǎo)致；內(nèi)存太少以致應(yīng)用軟件對(duì)硬盤(pán)頻繁訪問(wèn)導(dǎo)致。

一般情況下，開(kāi)機(jī)硬盤(pán)檢測(cè)往往耗時(shí)較多，會(huì)在一定程度上增加操作系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間。因此，只有在適當(dāng)?shù)那闆r下（例如：非法斷電之后、看門(mén)狗復(fù)位之后等等）對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行全面的檢測(cè)，才不會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生較大的影響。

現(xiàn)有的硬盤(pán)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括：AUTOFSCK、自我監(jiān)測(cè)分析及報(bào)告技術(shù)（Self-Monitoring?Analysis?and?Reporting?Technology，S.M.A.R.T）和磁盤(pán)陣列（Redundant?Arrays?of?Inexpensive?Disks，RAID）

AUTOFSCK是Linux提供一種非正常關(guān)機(jī)的自動(dòng)磁盤(pán)修復(fù)功能，即AUTOFSCK。意外斷電后，再啟動(dòng)時(shí)，磁盤(pán)自檢。該方式類似于Windows下的硬盤(pán)自檢功能，Linux操作系統(tǒng)認(rèn)為除通過(guò)Reboot、halt、shutdown等系統(tǒng)命令進(jìn)行的關(guān)機(jī)或者復(fù)位外，所有的重啟狀態(tài)均判定為非正常關(guān)機(jī)。但對(duì)于嵌入式Linux，尤其是在自研單板上執(zhí)行的系統(tǒng)而言，往往會(huì)有邏輯復(fù)位等復(fù)位方式。對(duì)于特定的場(chǎng)景而言，這類復(fù)位操作被認(rèn)為是正常復(fù)位，不希望由于文件系統(tǒng)自修復(fù)而增加啟動(dòng)時(shí)間。更重要的是，AUTOFSCK只能對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，并不能對(duì)硬盤(pán)是否出現(xiàn)壞道等嚴(yán)重問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)。

S.M.A.R.T服務(wù)是目前檢測(cè)硬盤(pán)最為全面的工具。支持S.M.A.R.T技術(shù)的硬盤(pán)可以通過(guò)硬盤(pán)上的監(jiān)測(cè)指令和主機(jī)上的監(jiān)測(cè)軟件對(duì)磁頭、盤(pán)片、馬達(dá)、電路的運(yùn)行情況、歷史記錄及預(yù)設(shè)的安全值進(jìn)行分析和比較。當(dāng)出現(xiàn)安全值范圍以外的情況時(shí)，就會(huì)自動(dòng)向用戶發(fā)出警告。它包括檢測(cè)硬盤(pán)的壞道、溫度、硬盤(pán)關(guān)閉次數(shù)等，但卻缺少對(duì)硬盤(pán)IO狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)可用內(nèi)存過(guò)少，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用軟件頻繁訪問(wèn)磁盤(pán)的狀況，這也是導(dǎo)致硬盤(pán)出現(xiàn)壞道的重要因素。因此對(duì)硬盤(pán)IO狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是十分必要的。

RAID原理是利用數(shù)組方式做磁盤(pán)組，配合數(shù)據(jù)分散排列的設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)的安全性。磁盤(pán)陣列是由很多便宜、容量較小、穩(wěn)定性較高、速度較慢磁盤(pán)，組合成一個(gè)大型的磁盤(pán)組，利用個(gè)別磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)效能。同時(shí)利用這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤(pán)上。磁盤(pán)陣列還能利用同位檢查（Parity?Check）的觀念，在數(shù)組中任一顆硬盤(pán)故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置入新硬盤(pán)中。但RAID成本較高，組成磁盤(pán)陣列需要兩塊以上的硬盤(pán)，對(duì)于ATCA（AdvancedTelecom?Computing?Architecture）架構(gòu)下的刀片式板卡而言，將配置硬盤(pán)的板卡都替換為磁盤(pán)陣列，無(wú)疑會(huì)增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何實(shí)現(xiàn)一種低成本的、能夠?qū)τ脖P(pán)壞道進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。

（二）技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于嵌入式Linux的硬盤(pán)壞道監(jiān)測(cè)方法，所述硬盤(pán)被劃分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)、備份分區(qū)及原始數(shù)據(jù)集區(qū)，所述原始數(shù)據(jù)集區(qū)中的原始數(shù)據(jù)集在開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)加載至內(nèi)存，該方法包括步驟：

采集硬盤(pán)運(yùn)行過(guò)程中的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)；

將采集到的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)集中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以判斷硬盤(pán)是否產(chǎn)生壞道；

若產(chǎn)生壞道，則掛載所述備份分區(qū)，將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)的數(shù)據(jù)在所述備份分區(qū)中備份生成鏡像文件，并發(fā)送壞道信息報(bào)告。

其中，所述方法在開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行，所述采集硬盤(pán)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)運(yùn)行過(guò)程中的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)之前還包括：

在操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)上一次復(fù)位是否為正常復(fù)位/下電，若為正常復(fù)位/下電，則直接啟動(dòng)操作系統(tǒng)；否則執(zhí)行所述采集硬盤(pán)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分區(qū)運(yùn)行過(guò)程中的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)及后續(xù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

其中，所述方法還包括：

若數(shù)據(jù)校驗(yàn)后，硬盤(pán)未產(chǎn)生壞道，則對(duì)硬盤(pán)文件系統(tǒng)主動(dòng)修復(fù)，并發(fā)送上一次非正常復(fù)位/下電的報(bào)告。