[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)遷移方法及遷移系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710886464.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109558068A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易正利;吳忠杰
• 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: 北京卓特專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

本申請公開了數(shù)據(jù)遷移方法及遷移系統(tǒng)，涉及存儲領(lǐng)域，解決了驅(qū)動器資源使用不均衡的技術(shù)問題。本申請的數(shù)據(jù)遷移方法，包括：響應(yīng)于發(fā)起數(shù)據(jù)遷移操作，從第一驅(qū)動器移出數(shù)據(jù)，選取第一驅(qū)動器的被分配的大塊作為數(shù)據(jù)遷移的源大塊，獲取使用了源大塊的存儲對象；選取數(shù)據(jù)遷移的目的大塊，用于承載源大塊的數(shù)據(jù)，其中目的大塊位于第二驅(qū)動器；將源大塊的數(shù)據(jù)復(fù)制到目的大塊；更新存儲對象的元數(shù)據(jù)；響應(yīng)于對存儲對象的元數(shù)據(jù)更新完成，回收源大塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及存儲系統(tǒng)，具體涉及在存儲系統(tǒng)工作期間對存儲對象內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移的方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，獨(dú)立磁盤冗余陣列)技術(shù)將多個物理驅(qū)動器(例如，磁盤)聚合成盤組，在盤組上劃分條帶，每個條帶上通過冗余技術(shù)對數(shù)據(jù)提供保護(hù)。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(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)，以保持RAID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)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(hù)級別，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。

參看圖12，控制器將驅(qū)動器80、驅(qū)動器82、驅(qū)動器84與驅(qū)動器86組成RAID系統(tǒng)。圖8的RAID系統(tǒng)中，根據(jù)驅(qū)動器的物理存儲位置劃分條帶，各個驅(qū)動器的相同物理存儲位置構(gòu)成提供數(shù)據(jù)保護(hù)的條帶。當(dāng)驅(qū)動器86發(fā)生故障時，將驅(qū)動器88作為備用驅(qū)動器，從驅(qū)動器80、驅(qū)動器82與驅(qū)動器84的每個條帶中讀出數(shù)據(jù)，并重建出故障驅(qū)動器 86的對應(yīng)條帶的數(shù)據(jù)，以及將重建的數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動器88。這一過程中，產(chǎn)生了對驅(qū)動器 80、驅(qū)動器82與驅(qū)動器84完整的讀操作，以及對驅(qū)動器88的完整的寫操作。當(dāng)用新驅(qū)動器替換了驅(qū)動器86后，還需要對數(shù)據(jù)再次重構(gòu)，將備用驅(qū)動器88的數(shù)據(jù)復(fù)制到新驅(qū)動器。在這個過程中，所有的寫操作最終都會集中在備用驅(qū)動器88以及新驅(qū)動器上，從而使得現(xiàn)有技術(shù)的RAID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)重構(gòu)性能被限制在單一驅(qū)動器性能。

現(xiàn)有技術(shù)的RAID系統(tǒng)至少存在下列問題：(1)數(shù)據(jù)域和物理域是緊耦合的關(guān)系(條帶直接對應(yīng)于物理存儲位置)，這種緊耦合的關(guān)系將會導(dǎo)致RAID數(shù)據(jù)重構(gòu)過程非常漫長，RAID系統(tǒng)數(shù)據(jù)重構(gòu)的性能無法隨著磁盤的數(shù)量線性增長。并且隨著驅(qū)動器容量的增大，數(shù)據(jù)重構(gòu)過程時間將會線性增加。

(2)由于重構(gòu)時間長，重構(gòu)過程中大量的數(shù)據(jù)讀寫增加驅(qū)動器的負(fù)擔(dān)，使得的驅(qū)動器更容易發(fā)生故障。

(3)無法做到局部重構(gòu)，在驅(qū)動器組中一個驅(qū)動器發(fā)生故障時，傳統(tǒng)RAID技術(shù)會對整個驅(qū)動器的所有存儲空間進(jìn)行重構(gòu)操作，整驅(qū)動器重構(gòu)會占用大量時間。

(4)無法做到根據(jù)優(yōu)先級重構(gòu)，傳統(tǒng)的重構(gòu)無法根據(jù)故障級別進(jìn)行優(yōu)先級重構(gòu)。

(5)無法做到數(shù)據(jù)感知，位于塊設(shè)備層的現(xiàn)有技術(shù)的RAID系統(tǒng)在數(shù)據(jù)布局上是固定的，并且無法知道上層應(yīng)用的數(shù)據(jù)語義，因此無法做到數(shù)據(jù)感知的重構(gòu)操作，只能通過完整驅(qū)動器重構(gòu)的方式恢復(fù)數(shù)據(jù)。對于新型的固態(tài)驅(qū)動器(SSD，Solid State Drive) 而言，如果采用全驅(qū)動器重構(gòu)的方式，那么將會導(dǎo)致備用驅(qū)動器或被替換的驅(qū)動器被全部刷寫一遍，既導(dǎo)致性能顯著下降，又導(dǎo)致SSD的壽命受到影響。

由于數(shù)據(jù)重構(gòu)、固態(tài)驅(qū)動更新等事件的發(fā)生，會導(dǎo)致存儲系統(tǒng)中的各個固態(tài)驅(qū)動器的存儲資源使用不均衡，并導(dǎo)致存儲系統(tǒng)的并行性得不到充分發(fā)揮、存儲對象創(chuàng)建失敗等問題。

發(fā)明內(nèi)容

在本申請中，采用存儲資源池架構(gòu)，將驅(qū)動器提供的所有的存儲資源進(jìn)行池化處理，然后通過分配器將資源動態(tài)分配給存儲對象。當(dāng)驅(qū)動器盤出現(xiàn)故障時，針對存儲對象進(jìn)行重構(gòu)，并使存儲資源池中的所有驅(qū)動器參與到數(shù)據(jù)重構(gòu)過程中，從而達(dá)到快速、靈活、高效的重構(gòu)。在存儲系統(tǒng)的各驅(qū)動器資源使用不均衡時，發(fā)起數(shù)據(jù)遷移。