[發(fā)明專利]一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010655155.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN111782439B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉靖宇;朱希康;楊光;李浩鵬;李蕭言;牛秋霞;武優(yōu)西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10;G06F11/14;G06F3/06
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本發(fā)明公開了一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗(yàn)方法，該方法是水平編碼的布局由N個(gè)磁盤組成，有N?2個(gè)數(shù)據(jù)盤和2個(gè)校驗(yàn)盤；對(duì)所有磁盤進(jìn)行條帶化，位于同一行的數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)塊構(gòu)成一個(gè)條帶，共形成m個(gè)條帶。在存儲(chǔ)系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)映射表，映射表中相應(yīng)的值表示相同偏移的條帶中校驗(yàn)值所在位置；對(duì)映射表中的所有標(biāo)記設(shè)置相同的初始值，該初始值代表當(dāng)前校驗(yàn)值存放在第二個(gè)校驗(yàn)盤中；在寫請(qǐng)求到來時(shí)，按照數(shù)據(jù)塊的大小將寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)分割為若干份，以條帶為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)寫操作，生成校驗(yàn)值并存入相應(yīng)的校驗(yàn)盤；每存入一次新校驗(yàn)值后，都要對(duì)映射表中當(dāng)前條帶對(duì)應(yīng)的標(biāo)記取反，更新標(biāo)記；所有條帶寫滿后，對(duì)所有最終校驗(yàn)值進(jìn)行歸并。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體是一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng)趨勢(shì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效益的存儲(chǔ)、管理和使用已經(jīng)成為Internet和其相關(guān)行業(yè)亟待解決的問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能提出了巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)在存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)可用性以及I/O性能等方面都得到了很大的提高，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在各行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，主流的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)主要為三種：直連存儲(chǔ)(Directed?Attached?Storage)、附網(wǎng)存儲(chǔ)(Network?Attached?Storage)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(Storage?Area?Network)，每一種網(wǎng)絡(luò)都有各自的適用領(lǐng)域。

存儲(chǔ)需求的迅猛發(fā)展使得工業(yè)界對(duì)磁盤容量、節(jié)能等方面提出了更高的要求，為此Chen?P?M,Lee?E?K,Gibson?G?A等人提出了RAID技術(shù)《RAID:high-performance,reliable?secondary?storage[J].Acm?Computing?Surveys,1994,26(2):145-185》。然而隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，傳統(tǒng)RAID技術(shù)只有一塊校驗(yàn)盤，在磁盤頻繁讀寫方面存在先天不足，對(duì)于特定數(shù)據(jù)頻繁存取的存儲(chǔ)環(huán)境并不適應(yīng)。數(shù)據(jù)在頻繁讀寫數(shù)據(jù)盤的時(shí)候需要時(shí)刻進(jìn)行校驗(yàn)盤校驗(yàn)，而校驗(yàn)盤的讀寫速率會(huì)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的瓶頸，尤其是在交互性強(qiáng)的應(yīng)用程序，網(wǎng)絡(luò)游戲等讀寫頻繁的系統(tǒng)中，此問題尤為嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗(yàn)方法。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗(yàn)方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)水平編碼的布局由N個(gè)磁盤組成，其中包括N-2個(gè)數(shù)據(jù)盤和2個(gè)校驗(yàn)盤；N2；將每個(gè)數(shù)據(jù)盤劃分成m個(gè)大小相等的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)校驗(yàn)盤劃分成m個(gè)與數(shù)據(jù)塊相同大小的校驗(yàn)塊；對(duì)所有磁盤進(jìn)行條帶化，位于同一行的數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)塊構(gòu)成一個(gè)條帶，共形成m個(gè)條帶；數(shù)據(jù)盤之間并行工作，條帶之間順序工作；m≥1；

(2)在基于該布局的存儲(chǔ)系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)映射表，映射表中相應(yīng)的值表示相同偏移的條帶中校驗(yàn)值所在位置；對(duì)映射表中的所有標(biāo)記設(shè)置相同的初始值，該初始值代表當(dāng)前校驗(yàn)值存放在第二個(gè)校驗(yàn)盤中；

在寫請(qǐng)求到來時(shí)，按照數(shù)據(jù)塊的大小將寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)分割為若干份，以條帶為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)寫操作，生成校驗(yàn)值并存入相應(yīng)的校驗(yàn)盤；每存入一次新校驗(yàn)值后，都要對(duì)映射表中當(dāng)前條帶對(duì)應(yīng)的標(biāo)記取反，更新標(biāo)記；直到寫滿所有條帶；

(3)所有條帶寫滿后，對(duì)所有最終校驗(yàn)值進(jìn)行歸并。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1.提高數(shù)據(jù)的讀寫速率。由于傳統(tǒng)的RAID架構(gòu)中只包含單個(gè)校驗(yàn)盤，在寫入新數(shù)據(jù)時(shí)，需要讀舊校驗(yàn)值和舊數(shù)據(jù)，再將生成的新數(shù)據(jù)寫入校驗(yàn)盤中，這樣會(huì)大大增加因讀寫校驗(yàn)盤而產(chǎn)生的延時(shí)。本方法在傳統(tǒng)RAID的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)校驗(yàn)盤，采用雙校驗(yàn)盤操作，一個(gè)校驗(yàn)盤用于讀校驗(yàn)數(shù)據(jù)，另一個(gè)校驗(yàn)盤用于寫校驗(yàn)數(shù)據(jù)，分工作業(yè)，有效解決了校驗(yàn)盤的讀寫瓶頸。

2.采用具有分工讀寫的雙校驗(yàn)盤操作，大大提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。