[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)RAID重構(gòu)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410773193.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN104407821B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉希猛;羅東華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/06
• 分類號(hào): G06F3/06
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 王康,李丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁盤存儲(chǔ)技術(shù)，尤指一種實(shí)現(xiàn)磁盤冗余陣列(RAID)重構(gòu)的方法及裝置。

背景技術(shù)

存儲(chǔ)系統(tǒng)是整個(gè)IT系統(tǒng)的基石，是IT技術(shù)賴以存在和發(fā)揮效能的基礎(chǔ)平臺(tái)。早先的存儲(chǔ)形式是存儲(chǔ)設(shè)備(通常是磁盤)與應(yīng)用服務(wù)器其他硬件直接安裝于同一個(gè)機(jī)箱之內(nèi)，并且該存儲(chǔ)設(shè)備是給本臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器獨(dú)占使用的。

磁盤冗余陣列(RAID，Redundant Array of Inexpensive Disks)技術(shù)將一個(gè)個(gè)單獨(dú)的磁盤以不同的組合方式形成一個(gè)邏輯硬盤，從而提高了磁盤讀取的性能和數(shù)據(jù)的安全性，其中，不同的組合方式用RAID級(jí)別來標(biāo)識(shí)。RAID技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從RAID0到RAID5等6種標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別的RAID級(jí)別。另外，還有RAID6、RAID7、RAID10(RAID1與RAID0的組合)、RAID01(RAID0與RAID1的組合)、RAID30(RAID3與RAID0的組合)、RAID50(RAID0與RAID5的組合)等。不同RAID級(jí)別代表著不同的存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲(chǔ)成本。

RAID磁盤陣列出現(xiàn)異常的原因有很多，突然斷電、重構(gòu)RAID、磁盤順序混亂、誤刪除、誤格式化、誤分區(qū)、病毒損壞、硬盤出現(xiàn)壞道或損壞等情況都可能導(dǎo)致RAID信息的異常。

硬盤壞道是指無法被正確讀、寫的磁盤扇區(qū)。一個(gè)扇區(qū)能存儲(chǔ)512Bytes的數(shù)據(jù)，如果在某個(gè)扇區(qū)中有任何一個(gè)字節(jié)不能被正確讀寫，就會(huì)被硬盤標(biāo)識(shí)為“壞扇區(qū)”。這些“壞扇區(qū)”往往是因?yàn)榈陨淼淖x寫缺陷造成的，因此是無法被修復(fù)的，這就是傳統(tǒng)意義上所說的“物理壞道”。

就目前的制造工藝而言，盤片在生產(chǎn)的時(shí)候不可能做到完美無瑕，如果真要做到每一張碟片都沒有任何壞道的話，那么硬盤的制造成本將非常的高。為此硬盤廠家采用了一個(gè)較為睿智的辦法來屏蔽壞道，那就是采用永久缺陷表(P-list)的方式來記錄壞道的位置，并將其進(jìn)行屏蔽。

硬盤廠家在硬盤出廠前會(huì)將硬盤進(jìn)行低級(jí)格式化，并在低級(jí)格式化的過程中把所有的壞道的位置記錄到P-list中。當(dāng)硬盤正常工作時(shí)，可以跳過這些無法正常工作的部分，讓用戶永遠(yuǎn)都不會(huì)察覺它們的存在。這樣一來，用戶在分區(qū)、格式化或檢查剛購買的新硬盤時(shí)，不會(huì)發(fā)現(xiàn)有壞道的存在。P-list只是在硬盤生成的過程中形成的，因此只有硬盤廠家才有權(quán)限進(jìn)行修改，普通用戶是很難對(duì)其進(jìn)行修改和查看的。

重新映射磁盤扇區(qū)(HD Tune)是硬盤出廠就已經(jīng)預(yù)留的冗余扇區(qū)，會(huì)用來自動(dòng)替換檢測中出現(xiàn)的壞扇區(qū)，以保證硬盤的正常運(yùn)行。

隨著硬盤容量的不斷提升，硬盤廠家也提供了一部分備用的硬盤空間作為備份，一旦用戶在使用過程中有新的壞扇區(qū)出現(xiàn)，那么就用備用扇區(qū)進(jìn)行自動(dòng)替換，并將有問題的扇區(qū)及其替換情況記錄在G-list中，這樣就可以避免下次讀寫時(shí)再次使用到這部分的磁盤空間。當(dāng)然，硬盤的備用扇區(qū)也都是有一定容量的，當(dāng)備用扇區(qū)全部用完時(shí)，硬盤壞道就會(huì)產(chǎn)生了。

在RAID機(jī)制容忍硬盤損壞的范圍內(nèi)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并用同一規(guī)格的硬盤把壞盤進(jìn)行替換，RAID將會(huì)自動(dòng)重構(gòu)，信息數(shù)據(jù)不受影響。如果硬盤損壞數(shù)量超出容忍范圍，磁盤冗余陣列便會(huì)失效，可以通過RAID控制臺(tái)將失效的最后一塊硬盤強(qiáng)制上線(forceonline)，成功后，依次將損壞硬盤換掉；如果不成功就必須對(duì)磁盤進(jìn)行重構(gòu)。

其中，磁盤重構(gòu)是指：在某一磁盤(導(dǎo)致RAID重構(gòu)的故障磁盤)出現(xiàn)故障之后，可以利用RAID組中剩余磁盤上的內(nèi)容恢復(fù)導(dǎo)致RAID重構(gòu)的故障磁盤的內(nèi)容并將回復(fù)的內(nèi)容寫到一個(gè)空閑磁盤中。但是，一旦RAID組中剩余磁盤中也有壞扇區(qū)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致無法恢復(fù)導(dǎo)致RAID重構(gòu)的故障磁盤與RAID組中剩余磁盤中壞扇區(qū)的位置相同的扇區(qū)上的數(shù)據(jù)。由于硬盤故障多數(shù)為少量區(qū)塊的扇區(qū)故障引起，因少數(shù)扇區(qū)錯(cuò)誤導(dǎo)致磁盤重構(gòu)失效相對(duì)概率較高，而少量扇區(qū)的錯(cuò)誤導(dǎo)致整個(gè)磁盤被踢出RAID成員，造成RAID失效，整個(gè)RAID上的所有數(shù)據(jù)丟失無法訪問。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)RAID重構(gòu)的方法及裝置，能夠提高RAID重構(gòu)的效率。

為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)RAID重構(gòu)的方法，在故障磁盤導(dǎo)致RAID重構(gòu)的過程中，包括：

識(shí)別出RAID組中的磁盤存在壞扇區(qū)，鎖定與該壞扇區(qū)的位置相同的RAID組中的除該壞扇區(qū)所在磁盤之外的其它磁盤的扇區(qū)和導(dǎo)致RAID重構(gòu)的故障磁盤的扇區(qū)；

分別獲取鎖定的其它磁盤的扇區(qū)中的第一數(shù)據(jù)和與鎖定的故障磁盤的扇區(qū)中的第二數(shù)據(jù)；