[發明專利]用于保證映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的方法和裝置

有效

• 申請號: 201610103823.6
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN107122269B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 韓耕;高健;董繼炳;高宏坡;龔紹欽
• 申請（專利權）人: 伊姆西IP控股有限責任公司
• 主分類號: G06F11/20
• 分類號: G06F11/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本公開的實施例提供了一種用于保證映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的方法和裝置。該方法包括：確定第一數據丟失概率，其中第一數據丟失概率指示傳統獨立磁盤冗余陣列的可靠性；確定第二數據丟失概率，其中第二數據丟失概率指示所述映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性；以及基于第二數據丟失概率與第一數據丟失概率，確定用于保證映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的條件。與現有技術相比，本公開的實施例能夠通過與傳統獨立磁盤冗余陣列進行比較來有效地預測映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性，從而能夠確定傳統獨立磁盤冗余陣列和映射獨立磁盤冗余陣列之間的可靠性關系，使得將傳統獨立磁盤冗余陣列擴展為映射獨立磁盤冗余陣列時其可靠性不被降低。

技術領域

本公開的實施例總體涉及數據存儲，更具體地，涉及一種用于保證映射獨立磁盤冗余陣列(mapped RAID)的可靠性的方法和裝置。

背景技術

獨立磁盤冗余陣列(RAID)是一種數據存儲虛擬化技術，其出于數據冗余備份和/或性能改進的目的將多個物理磁盤驅動器組合成單個邏輯單元。根據所要求的冗余度和性能的級別，數據可以以若干方式(也被稱為RAID級別，包括RAID 0、RAID 1……RAID 5等)之一(例如，RAID5)被分布在多個磁盤中。以RAID5為例，其可以由具有分布式校驗信息的塊級別條帶構成。當單個磁盤發生故障時，后續的讀取能夠通過分布式校驗信息來計算，使得沒有數據被丟失。同時，熱空閑盤將被選擇以替代故障盤，并且故障盤上的所有數據將被重建并被寫入到熱空閑盤上。然而，隨著新技術(例如，疊瓦式介質盤)的出現，磁盤能力逐年提升并且重建時間也相應地增加。如果不能夠降低磁盤的重建時間，則可能會面臨增加的雙磁盤故障的風險，其將會導致數據丟失。RAID5的重建時間受制于熱空閑盤的寫帶寬，其已經成為了傳統RAID技術的瓶頸。

映射RAID技術可以被引入以解決上述問題。映射RAID可以由比傳統RAID5更多的磁盤構成。在創建RAID條帶時，可以從多個磁盤中隨機選擇若干磁盤區段，使得數據和校驗信息被最終分布在所有磁盤中。當一個磁盤發生故障時，針對故障盤上的每個磁盤區段可以隨機選擇其他磁盤上的一個磁盤區段作為替代。因此，利用該技術，所有磁盤將被涉及到重建過程中。由于不存在單個熱空閑盤并且多個磁盤區段的寫入能夠并行執行，整個重建時間將被降低。

然而，通過增加磁盤數來將傳統RAID擴展為映射RAID可能影響其可靠性(例如，使得數據丟失概率增加)。現有技術中(例如，由《IEEE Transactions on Computers》，1996，45(3)：367-373，Analytic Modeling of Clustered RAID with Mapping Based onNearly Random Permutation記載的)可以采用精確的數據建模的方法來預測映射RAID的各種實際性能。然而，建立這樣的數學模型可能是十分復雜的，并且其可能不能夠完全真實地反映具體的映射RAID的構造。因此，本領域中需要一種更為高效的方案來確定傳統RAID和映射RAID之間的可靠性關系，從而保證相對于傳統RAID而言映射RAID的可靠性不被降低。

發明內容

本公開的實施例旨在提供一種用于保證映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的方法和裝置，以解決上述問題。

根據本公開的一個方面，提供了一種用于保證映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的方法，包括：確定第一數據丟失概率，其中所述第一數據丟失概率指示傳統獨立磁盤冗余陣列的可靠性；確定第二數據丟失概率，其中所述第二數據丟失概率指示所述映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性；以及基于所述第二數據丟失概率與所述第一數據丟失概率，確定用于保證所述映射獨立磁盤冗余陣列的可靠性的條件。

在一些實施例中，確定第一數據丟失概率包括：確定任何時刻的單個磁盤故障概率與獨立磁盤冗余陣列中的磁盤數之間的第一關系；確定預定時間間隔內的單個磁盤故障概率與所述預定時間間隔的長度之間的第二關系；以及基于所述第一關系和所述第二關系來確定所述第一數據丟失概率。