[發明專利]用于非平衡RAID管理的系統和方法

有效

• 申請號: 201280059163.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN104094254B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: M·J·克勒姆;M·H·皮特爾科
• 申請（專利權）人: 康佩倫特科技公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 肖冰濱,孫向民

技術領域

本發明一般地涉及數據存儲系統。更特別地，本發明涉及用于數據在非平衡磁盤/RAID配置中的分配的系統和方法。

背景技術

隨著信息的價值和使用逐漸增加，個人和商業都在尋找其他的方式來處理和存儲信息。適合于用戶的一個選項是信息處理系統。信息處理系統一般地處理、編譯、存儲和/或傳輸信息或數據，用于商業、個人或其他目的，因此允許用戶充分利用信息的優點。因為技術和信息處理的需要和要求在不同用戶和應用間的而不同，信息處理系統也可隨著被處理信息、如何處理、被處理、存儲或傳輸的信息的數量以及信息可以被多快速和有效地處理、存儲或傳輸是等而不同。不同的信息處理系統考慮到信息處理系統產生和配置用于特定的用戶或特定的使用，例如金融事務處理、航空預定、企業數據存儲或全球通信。另外，信息處理系統可包括多個硬件和軟件組件，它們用于處理、存儲和傳輸信息，并且可包括一個或多個計算機系統、數據存儲系統和網絡系統。

關于這些，RAID，獨立冗余磁盤陣列(Redundant Array of Independent Disks)的首字母縮寫，是一種技術，其通過冗余提供了增強的存儲性能和增強的可靠性，并且如此可有利地用于信息處理系統中。RAID裝置中的冗余可通過將多個磁盤組件結合成邏輯單元，其可包括一個或多個不同類型、尺寸或分類的磁盤，其中數據越過磁盤器被分配到被稱作“RAID等別(RAIDlevels)”的幾種方式的一種上。數據分配確定了RAID類型，例如RAID0,RAID5,RAID10等等。

RAID包括數據存儲方案，其可以在多個物理磁盤磁盤上劃分和復制數據。物理磁盤在RAID陣列中，其通過操作系統作為單個的磁盤進行尋址。RAID裝置的很多不同的方案或體系結構對那些本領域普通技術人員來說是已知的。每一個不同的體系結構或方案可在存儲數據上達到多種目標上提供不同的平衡，其包括，但不限于，增強的數據可靠性和增強的輸入/輸出(在下文中是“I/O”)性能。進一步地，RAID裝置可歸組于一個或多個“分層(tiers)”，其較高重要的數據可存儲在較高性能的RAID分層中，并且較低重要的數據可存儲在較低性能的RAID分層中。

自存儲器的一個或多個虛擬空間(virtual volume)中創造存儲器的“頁面池(page pool)”是本領域中已知的，其中虛擬空間包括一個或多個相同類型或不同類型的RAID裝置。美國專利US7398418，其內容通過引用的方式并入本文，公開了數據存儲系統的實施例，其使用了虛擬空間的頁面池，并基于該頁面池動態分配數據空間。如圖1中實施例所示，磁盤存儲系統110包括存儲頁面池112，例如數據存儲池包括能自由存儲數據的數據存儲空間。頁面池112可從多個RAID裝置114保留存儲空間的自由列，并可基于用戶的需要管理讀/寫分配。用戶請求的數據存儲空間116可被發送到頁面池112來得到存儲空間。每一卷可從相同或不同類的存儲裝置中請求存儲空間，存儲裝置具有相同或不同的RAID分層，例如RAID10,RAID5,RAID0等等。

如圖2中進一步所示的，可提供虛擬空間或區塊的矩陣204，并與物理磁盤相關聯。虛擬空間或區塊的矩陣204可通過一個或多個磁盤存儲系統控制器202來動態監控/控制。每一個虛擬空間204的尺寸可被預設，并且對于每個虛擬空間204，數據的位置可缺省為空。虛擬空間204中的每一個可為空直到數據被分配。數據可被分配到矩陣或“頁面池”的任何一格中(例如數據一旦被分配到格中，該格中就有一圓點)。一旦數據被刪除，虛擬空間204可再一次是可利用的并指示為“空”。因而，額外的和有時昂貴的數據存儲裝置，例如RAID裝置，可在隨后的一段時間內在需要的基礎上獲取，或者一旦不再需要就移除。在這種方式下，映像到一個或多個RAID裝置的虛擬空間的頁面池可提供高地靈活和有效的數據存儲系統。

相應地，這樣的基于RAID的據存儲系統能夠使用RAID技術遍及任何數量的虛擬空間磁盤。剩余存儲空間是自由地可被利用。通過監控存儲空間和確定RAID子系統的存儲空間的占用率，用戶不必分配大量的昂貴但購買時沒有用磁盤。因而，當需要滿足實際上存儲空間的需求時才增加額外的磁盤，可有效地減少磁盤的整體成本，并且當不再需要時移除磁盤以釋放珍貴的存儲空間。磁盤的使用的效率也可以充分地改善。