[發明專利]一種分區重映射訪問磁盤陣列的方法

無效

• 申請號: 201310671513.0
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103777900A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王獻飛;楊峰;孫斌;周澤湘;羅華;李輝;方侖;單曉宇
• 申請（專利權）人: 北京同有飛驥科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種通過分區重映射來訪問磁盤陣列的方法，屬于計算機存儲技術領域。

背景技術

硬盤的ZDR(Zone?Data?Recording)技術，即區域數據記錄技術。由于硬盤主軸都采取恒定角速度的工作方式，而盤片最外圈的周長比最內圈的周長要長很多，磁頭在最外圈時，雖然放置的角度與在最內圈時一樣，但走過的距離卻長很多。這樣，如果最內圈與最外圈磁道的扇區數相同，必將造成極大的存儲空間的浪費。為此，硬盤廠商們開發了ZDR技術，即從磁盤的最外圈劃分出若干個區域，每個區域內的每磁道扇區一致，但內側的區域比外側的區域的每磁道扇區數要少，從而可以根據不同的磁道長度來合理設定扇區的數量，以達到充分利用磁盤存儲空間的目的。大多數產品劃分了16個區域，最外圈的每磁道扇區數正好是最內圈的一倍，最大的持續傳輸率與此參數基本成比例。

磁盤陣列(RAID)技術是基于條帶這個概念的。磁盤陣列將組內的所有磁盤按著深度劃分為多個區域，每個區域對應的物理空間地址一致，這個區域稱之為條帶。條帶化技術就是一種自動的將IO負載均衡到多個物理磁盤上的技術，將一塊連續的數據分成很多小部分并把他們分別存儲到不同磁盤上去，這就能使進程同時訪問多個磁盤而不會造成沖突，而且在進行順序訪問的時候可以獲得最大程度上的IO并行能力，從而獲得非常好的性能。因此單位時間內系統對于磁盤陣列的IO幾乎集中在同一個條帶。

由于磁盤的最內圈磁道和最外圈磁道的讀寫性能幾乎相差一倍，所以最外圈磁道組成的條帶的性能要優于最內圈磁道組成的條帶的性能。在持續IO的情況下，最外圈磁道的高性能不能被充分利用而被閑置，最內圈磁道由于性能的差異成為性能的瓶頸，在很多應用中，比如視頻監控，都受到了影響。

并且，隨著大數據時代的到來，大規模存儲的機房中磁盤陣列越來越多，磁盤的數量也急速膨脹。受到磁盤陣列技術的影響，磁盤陣列組內各個磁盤的機械擺臂的運動軌跡幾乎一致，在大量的相同類型的硬盤環境中極容易導致共振的發生。磁盤共振產生的危害極其嚴重，輕則導致磁盤磁頭尋道失敗而進行重試，重則導致磁盤無法正常工作而被踢出。重試會嚴重降低磁盤的IO性能，導致系統整體性能的下降；踢盤則會導致磁盤數據的丟失，影響系統性能的穩定性和可靠性，由此導致的數據丟失很可能導致無法挽回的損失。

發明內容

本發明提供一種區域重映射方法，應用于存儲領域創建磁盤陣列的過程中，解決現有的基于條帶技術并行IO寫入瓶頸的問題和磁盤共振問題。具體訪問磁盤陣列的技術方案為：

步驟一、獲取所有存儲介質信息；

步驟二、將存儲介質劃分區域：將組成磁盤陣列的M個存儲介質劃分為N個相等的區域，每個區域包含1或多個條帶。

步驟三、以傳統方式創建磁盤陣列；

步驟四、分區重映射：

第一個存儲介質的邏輯區域1映射其真實的物理區域1；邏輯區域2映射其真實的物理區域2；邏輯區域N映射其真實的物理區域N。

第二個存儲介質的邏輯區域1映射其真實的物理區域2；邏輯區域2映射其真實的物理區域3；邏輯區域N-1映射其真實的物理區域N；邏輯區域N映射其真實的物理區域1。

第三個存儲介質的邏輯區域1映射其真實的物理區域3；邏輯區域2映射其真實的物理區域4；邏輯區域N-2映射其真實的物理區域N；邏輯區域N-1映射其真實的物理區域1；邏輯區域N映射其真實的物理區域2。

以此類推，第M個存儲介質的邏輯區域1映射其真實的物理區域M；邏輯區域2映射其真實的物理區域M+1；邏輯區域N映射其真實的物理區域M-1。

在分區重映射之后，原先磁盤陣列對物理區域的訪問將改為對邏輯區域的訪問。

有益效果

本發明通過邏輯區域和物理區域的重映射，合理利用磁盤內外圈磁道性能的差異進行整合，對磁盤陣列的性能進行有效的削峰填谷，從而達到使磁盤陣列性能均衡的目的。

本發明通過邏輯區域和物理區域的重映射，使得磁盤陣列內部各個磁盤的磁頭的運行軌跡不一致，破壞了共振產生的條件，消除了共振對存儲設備的影響。

附圖說明

圖1為概要設計流程圖。

圖2為傳統基于條帶技術的RAID分區。

圖3為區域重映射之后的RAID分區。

具體實施方式

下面結合具體實施案例對本發明進行詳細描述，以在Linux存儲服務器中對3塊3TB的希捷SATA硬盤創建磁盤陣列為例。

如圖1所示，根據步驟一，獲取所有存儲介質信息；