[發明專利]一種不中斷數據存儲服務且修復RAID陣列的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410603460.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104317678A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李勇昌;羅亞山;王麗紅;李華英
• 申請（專利權）人: 浙江宇視科技有限公司
• 主分類號: G06F11/16
• 分類號: G06F11/16
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 林祥

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，尤其涉及一種不中斷數據存儲服務且修復RAID陣列的方法和裝置。

背景技術

傳統存儲陣列中，每一種RAID類型的磁盤容錯數量都是固定的。例如RAID5最多只能允許一塊磁盤發生故障，RAID6最多能允許兩塊磁盤發生故障。當故障磁盤的數量超出RAID的容錯數量時，存儲的數據將不再完整，系統無法再正常工作。這對很多應用來說都是一種災難，許多系統會直接中止系統服務。

在監控應用領域中，實時傳輸數據的重要性不亞于數據本身。通常，監控系統要求全天候實時監控。倘若真的出現RAID故障導致存儲系統無法運行，這時，丟失數據已經在所難免。數據丟失的后果是若干時段的監控錄像文件丟失，但這對監控系統本身來說并無太大影響。因為監控系統只負責監控，存儲監控數據。倘若我們能夠使故障RAID陣列快速恢復工作，系統就可以繼續執行存儲任務。反之，如果因為RAID陣列故障而停止監控任務，那么丟失的監控錄像就不僅僅是過去時間段的錄像，還有未來的錄像。所以對于監控系統來說，最好的應對方案不是中止系統監控服務，而是采取措施，恢復RAID的存儲服務。

目前改進型的RAID技術，即基于塊虛擬化的存儲技術，將物理磁盤(Physical?Disk，簡稱PD)劃分為多塊虛擬磁盤(Virtual?Disk，簡稱VD)，然后使用VD來構建具有RAID屬性的VD組(VD?GROUP)。傳統RAID在遇到磁盤故障時，需要處理整塊物理磁盤。而物理磁盤容量大，成本高，并且一個物理磁盤只能從屬于一個RAID，即只有一個RAID會對該磁盤做故障處理，這是一個十分耗時的工作。假如將物理磁盤踢掉的話，勢必損失非常大，耗時也非常長。而對于基于塊虛擬化的存儲技術，由于同一個物理磁盤上的各個VD分屬于不同的VD組中；當一個物理磁盤損壞時，各個VD組同時參與修復工作，時間消耗將大大減少。另外，如果只是物理磁盤中若干數據塊損壞，那么影響范圍也只是一個或者若干個VD，所以只需要處理這些VD即可。這樣既縮減了耗時，也減小了損失成本。所以比起傳統RAID技術，基于塊虛擬化的存儲技術在故障修復方面多了許多先天優勢。但由于VD數量眾多，處理靈活，因此需要更為復雜和高效的故障修復策略才能充分發揮塊虛擬化的優勢。

有些方案避開故障處理，而試圖降低發生這種故障的概率，例如增加RAID的磁盤容錯能力；或者當RAID發生故障時，只允許讀操作，禁止寫操作。有的修復RAID的方案是刪除該RAID，并重新創建一個同等配置的RAID，或者使用新磁盤替換故障磁盤。

增加RAID的磁盤容錯能力，雖降低了故障發生的概率，但一旦發生，仍然無法解決問題。只恢復RAID的讀業務，不適合監控等這種要求任何情況下都能實時寫數據的應用。刪除無法工作的RAID，用一個新的RAID來頂替，雖然可以恢復RAID工作，但這種代價太大，因為原RAID中的數據都丟失了。例如對于一個擁有10塊磁盤的RIAD5，只損壞了2塊磁盤，卻丟失了所有數據。對于使用新盤替換故障盤這種技術方案而言，添加新盤后必然需要做同步工作，但是傳統RAID的同步工作非常耗時，不利于讓故障RAID快速恢復工作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種不中斷數據存儲服務且修復RAID陣列的方法和裝置。該方法和裝置應用于基于塊虛擬化技術的RAID陣列。

該不中斷數據存儲服務且修復RAID陣列的方法包括：當RAID陣列中出現故障的虛擬磁盤VD時，為所述故障VD申請鏡像VD，以把故障VD的寫IO轉移到所述鏡像VD；當RAID中故障VD的數量超出該RAID的容錯數量時，同時為各故障VD啟動其對應的定時器；執行對最先超時的定時器所對應的第一故障VD的修復，其他故障VD等待該第一故障VD修復完成后再執行修復。