[發(fā)明專利]一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010655155.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111782439B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉靖宇;朱希康;楊光;李浩鵬;李蕭言;牛秋霞;武優(yōu)西
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10;G06F11/14;G06F3/06
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(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)校驗方法，該方法是水平編碼的布局由N個磁盤組成，有N?2個數(shù)據(jù)盤和2個校驗盤；對所有磁盤進行條帶化，位于同一行的數(shù)據(jù)塊和校驗塊構(gòu)成一個條帶，共形成m個條帶。在存儲系統(tǒng)中構(gòu)建一個映射表，映射表中相應的值表示相同偏移的條帶中校驗值所在位置；對映射表中的所有標記設置相同的初始值，該初始值代表當前校驗值存放在第二個校驗盤中；在寫請求到來時，按照數(shù)據(jù)塊的大小將寫請求數(shù)據(jù)分割為若干份，以條帶為單位進行數(shù)據(jù)寫操作，生成校驗值并存入相應的校驗盤；每存入一次新校驗值后，都要對映射表中當前條帶對應的標記取反，更新標記；所有條帶寫滿后，對所有最終校驗值進行歸并。

技術領域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲領域，具體是一種基于水平編碼的雙盤循環(huán)校驗方法。

背景技術

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和大數(shù)據(jù)時代的到來，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出爆炸性的增長趨勢，對數(shù)據(jù)進行高效益的存儲、管理和使用已經(jīng)成為Internet和其相關行業(yè)亟待解決的問題，對網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的性能提出了巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)如今，網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)在存儲容量、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)絡存儲在各行業(yè)得到越來越廣泛的應用。目前，主流的網(wǎng)絡存儲技術主要為三種：直連存儲(Directed?Attached?Storage)、附網(wǎng)存儲(Network?Attached?Storage)、存儲區(qū)域網(wǎng)(Storage?Area?Network)，每一種網(wǎng)絡都有各自的適用領域。

存儲需求的迅猛發(fā)展使得工業(yè)界對磁盤容量、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《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技術只有一塊校驗盤，在磁盤頻繁讀寫方面存在先天不足，對于特定數(shù)據(jù)頻繁存取的存儲環(huán)境并不適應。數(shù)據(jù)在頻繁讀寫數(shù)據(jù)盤的時候需要時刻進行校驗盤校驗，而校驗盤的讀寫速率會成為數(shù)據(jù)存儲的瓶頸，尤其是在交互性強的應用程序，網(wǎng)絡游戲等讀寫頻繁的系統(tǒng)中，此問題尤為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

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

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

(1)水平編碼的布局由N個磁盤組成，其中包括N-2個數(shù)據(jù)盤和2個校驗盤；N2；將每個數(shù)據(jù)盤劃分成m個大小相等的數(shù)據(jù)塊；每個校驗盤劃分成m個與數(shù)據(jù)塊相同大小的校驗塊；對所有磁盤進行條帶化，位于同一行的數(shù)據(jù)塊和校驗塊構(gòu)成一個條帶，共形成m個條帶；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系統(tǒng)中構(gòu)建一個映射表，映射表中相應的值表示相同偏移的條帶中校驗值所在位置；對映射表中的所有標記設置相同的初始值，該初始值代表當前校驗值存放在第二個校驗盤中；

在寫請求到來時，按照數(shù)據(jù)塊的大小將寫請求數(shù)據(jù)分割為若干份，以條帶為單位進行數(shù)據(jù)寫操作，生成校驗值并存入相應的校驗盤；每存入一次新校驗值后，都要對映射表中當前條帶對應的標記取反，更新標記；直到寫滿所有條帶；

(3)所有條帶寫滿后，對所有最終校驗值進行歸并。

與現(xiàn)有技術相比，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)中只包含單個校驗盤，在寫入新數(shù)據(jù)時，需要讀舊校驗值和舊數(shù)據(jù)，再將生成的新數(shù)據(jù)寫入校驗盤中，這樣會大大增加因讀寫校驗盤而產(chǎn)生的延時。本方法在傳統(tǒng)RAID的基礎上增加了一個校驗盤，采用雙校驗盤操作，一個校驗盤用于讀校驗數(shù)據(jù)，另一個校驗盤用于寫校驗數(shù)據(jù)，分工作業(yè)，有效解決了校驗盤的讀寫瓶頸。

2.采用具有分工讀寫的雙校驗盤操作，大大提高了存儲系統(tǒng)的性能。