[發明專利]用于為存儲對象提供RAID數據保護的方法、系統和介質

有效

• 申請號: 201810096896.6
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN110096218B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 韓耕;董繼炳;康劍斌;龔紹欽;徐鑫磊;孫蕾
• 申請（專利權）人: 伊姆西IP控股有限責任公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;彭夢曄

一種在將存儲驅動器組拆分成第一伙伴組和第二伙伴組時減少驅動器盤區分配變化的映射RAID系統。向第一伙伴組分配第一驅動器，并且然后從未分配驅動器向第一伙伴組分配附加驅動器，使得分配給第一伙伴組的每個驅動器具有所有未分配驅動器的最低移動計數。驅動器的移動計數表示在向第一伙伴組添加驅動器的情況下必須改變的驅動器盤區分配的計數。向第一伙伴組分配每個驅動器之后，驅動器的指示將從未分配驅動器列表中移除。用于第一伙伴組的RAID盤區條目的組包括指示位于第一伙伴組中的相對較高總數的驅動器盤區的RAID盤區條目。

技術領域

本公開總體上涉及提供RAID(獨立磁盤冗余陣列)技術的智能數據存儲系統，并且更具體地涉及用于響應于向使用映射RAID技術的數據存儲系統中的存儲驅動器陣列添加存儲驅動器，在將數據存儲驅動器組拆分成伙伴組的同時，減少驅動器盤區分配變化的技術。

背景技術

數據存儲系統是通常包括耦合到諸如磁盤驅動器、電子閃存驅動器和/或光驅動器等非易失性數據存儲設備陣列的多個存儲處理器的硬件和軟件布置。存儲處理器服務于從主機接收的主機I/O操作。接收的I/O操作指定要被寫入、讀取、創建或刪除的一個或多個存儲對象(例如，邏輯磁盤或“LUN”)。存儲處理器運行管理所接收的I/O操作并且執行各種數據處理任務以組織和保護從主機接收并且存儲在非易失性數據存儲設備上的主機數據的軟件。

一些現有的數據存儲系統已經提供了RAID(獨立磁盤冗余陣列)技術。RAID是一種將多個物理驅動器組合為單個邏輯單元以提供數據冗余和/或性能改進的數據存儲虛擬化/保護技術。取決于所需要的冗余級別和性能，數據可以以若干方式之一跨驅動器分布，被稱為RAID級別。一些RAID級別采用數據條帶化(“條帶化”)來提高性能。通常，條帶化涉及將接收的主機數據分段為邏輯順序塊(例如，邏輯存儲對象的地址空間中的順序塊)，并且然后將寫入邏輯塊序列中的鄰近塊的數據存儲到不同的驅動器中。跨不同驅動器存儲的一系列鄰近的邏輯順序數據塊可以被稱為RAID“條帶”。通過將數據段跨可以同時訪問的多個驅動器分散，可以提高總數據吞吐量。

一些RAID級別采用“奇偶校驗”錯誤保護機制來提供容錯。當使用奇偶校驗保護時，在每個條帶中保持一個或多個附加奇偶校驗塊。例如，可以保持作為跨條帶的數據塊執行逐位“異或”(XOR)運算的結果的用于條帶的奇偶校驗塊。當條帶中的數據塊的存儲例如由于驅動器故障而故障時，丟失的數據塊可以通過跨剩余的數據塊和奇偶校驗塊執行XOR運算來恢復。

使用具有分布式奇偶校驗錯誤保護的塊級條帶化的RAID配置的一個示例是4D+1P(“四個數據加一個奇偶校驗”)RAID-5。在4D+1P RAID-5中，每個條帶由4個數據塊和奇偶校驗信息塊組成。在傳統的4D+1P RAID-5磁盤組中，使用至少5個存儲磁盤來存儲數據和奇偶校驗信息，使得每個條帶的四個數據塊中的每個數據塊和奇偶校驗信息可以存儲在不同的磁盤上。另外，在傳統RAID中，還保持備用磁盤可用于處理磁盤故障。在磁盤之一故障的情況下，通過在每個條帶的基礎上對剩余數據塊和奇偶校驗信息執行XOR運算，可以將存儲在故障磁盤上的數據重建到備用磁盤上。4D+1P RAID-5通常被認為可以在單個磁盤故障的情況下有效地防止數據丟失。但是，當兩個或更多個磁盤同時故障時，數據可能會丟失。

即使在多個磁盤同時故障的情況下，其他RAID配置可以提供數據保護。例如，4D+2P RAID-6提供具有在每條帶的基礎上提供的雙重分布式奇偶校驗信息的條帶化。由4D+2PRAID-6保持的雙重奇偶校驗信息最多可以為兩個同時故障的驅動器實現數據保護。

發明內容