[發(fā)明專利]實現(xiàn)全局磨損均衡的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610602296.3
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN107665090B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉昌;吳忠杰;孫守取;易正利
• 申請（專利權(quán)）人: 北京憶恒創(chuàng)源科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

本發(fā)明公開了一種在存儲系統(tǒng)中創(chuàng)建存儲對象的方法及裝置，存儲系統(tǒng)包括多個驅(qū)動器，驅(qū)動器包括多個存儲資源，該方法包括：從多個驅(qū)動器中隨機選擇N個驅(qū)動器；從N個驅(qū)動器獲取N份空閑資源，其中，N個驅(qū)動器的每個提供且僅提供一份空閑資源；以及用N份空閑資源創(chuàng)建存儲對象。本發(fā)明的實施例可以實現(xiàn)多個驅(qū)動器之間的磨損均衡，有效提升驅(qū)動器的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在存儲系統(tǒng)中創(chuàng)建存儲對象的方法及裝置。

背景技術(shù)

Flash存儲技術(shù)是指用NAND閃存作為介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)的技術(shù)，如固態(tài)硬盤。相比于傳統(tǒng)磁介質(zhì)具有功耗低、讀寫速度快等優(yōu)點。但是閃存存儲介質(zhì)的寫次數(shù)是有限的，頻繁的寫操作可能造成閃存上存儲數(shù)據(jù)的錯誤率上升、可靠性下降等故障。

現(xiàn)有的RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，獨立磁盤冗余陣列)技術(shù)將多個物理驅(qū)動器(例如，磁盤)聚合成驅(qū)動器(如存儲盤)組，在驅(qū)動器組上劃分條帶，每個條帶上通過冗余技術(shù)對數(shù)據(jù)提供保護。現(xiàn)有技術(shù)的RAID系統(tǒng)中，當(dāng)多個驅(qū)動器中的一個或多個發(fā)生故障，會啟動備用驅(qū)動器，并進行數(shù)據(jù)重構(gòu)，以保持RAID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護能力以及性能。在故障驅(qū)動器被更換后，需要再將備用驅(qū)動器中的數(shù)據(jù)復(fù)制回新驅(qū)動器。RAID系統(tǒng)可提供多種數(shù)據(jù)保護級別。常用的RAID級別有RAID0、RAID1、RAID5、RAID6。不同的 RAID算法能夠容忍壞盤的數(shù)量不同。例如，RAID5系統(tǒng)能糾正一塊驅(qū)動器發(fā)生故障，而 RAID6系統(tǒng)能糾正兩塊驅(qū)動器發(fā)生的故障。

傳統(tǒng)RAID技術(shù)解決了數(shù)據(jù)保護的問題，但帶來的問題是重構(gòu)數(shù)據(jù)的速度較慢。因為重構(gòu)數(shù)據(jù)的過程很可能是從其他所有的盤上讀出數(shù)據(jù)，計算出恢復(fù)數(shù)據(jù)后寫到一塊新的驅(qū)動器上，因此新驅(qū)動器就會成為數(shù)據(jù)恢復(fù)過程的性能瓶頸。為了解決這一問題，并且對存儲資源實現(xiàn)更為靈活有效的管理，提出把存儲資源管理和數(shù)據(jù)保護劃分的思路。即先把驅(qū)動器上的存儲資源切分成小的存儲單位，然后將不同驅(qū)動器上的存儲單位用一定算法組織成更小但是更靈活的RAID組。由此當(dāng)一個物理驅(qū)動器發(fā)生損壞時，重構(gòu)出來的數(shù)據(jù)就有可能寫到其他不同的驅(qū)動器上，從而避免了單驅(qū)動器造成的性能瓶頸。

RAID組技術(shù)實現(xiàn)了資源的按需分配，提高了存儲的利用效率。每一個RAID組的組成單元不再是整個驅(qū)動器，而只是驅(qū)動器上的一部分存儲資源。RAID組也不是靜態(tài)創(chuàng)建好的，而是按需分配的。

發(fā)明內(nèi)容

RAID組技術(shù)實際上是對存儲盤資源的切分和重新組織，當(dāng)需要把切分的資源重新組織成具有RAID保護級別的存儲單元時，怎么選擇資源就成為了一個重要的決策問題。RAID 組技術(shù)實現(xiàn)了資源的按需分配，提高了存儲資源的利用效率，但是并沒專門對閃存的特性做特殊優(yōu)化。也就是說當(dāng)?shù)讓哟鎯Y源是固態(tài)硬盤(SSD)時，如何使用驅(qū)動器上的資源需要區(qū)別于傳統(tǒng)磁盤。因為閃存存儲介質(zhì)有別于普通磁盤的特性，在使用RAID組技術(shù)中需要特殊考慮以下問題：

不同于傳統(tǒng)磁盤，閃存存儲介質(zhì)寫操作的開銷更大，且寫次數(shù)是有限的。頻繁的寫可能造成驅(qū)動器損壞。如果對一組固態(tài)驅(qū)動器的使用不均衡，比如對單個或者多個存儲盤的磨損過于嚴重，則有可能會造成這些盤首先壞掉。而RAID技術(shù)能夠容忍的故障存儲盤個數(shù)是一定的，故障存儲盤個數(shù)超過RAID保護級別可容忍的限制則可能造成數(shù)據(jù)丟失。而且即使故障存儲盤個數(shù)在RAID保護級別能夠容忍的范圍之內(nèi)，數(shù)據(jù)重構(gòu)階段一直是RAID系統(tǒng)最脆弱的階段，這時再發(fā)生壞盤極有可能造成數(shù)據(jù)丟失。

如果數(shù)據(jù)在各個存儲盤之間的分布不平衡，則有可能使單存儲盤或少數(shù)存儲盤成為系統(tǒng)的性能瓶頸。對于價格更高的閃存存儲來說，如果增加存儲盤的個數(shù)不能形成性能的有效增長，就會形成比較大的浪費。