[發明專利]一種新型軟件硬件協同RAID改進方法

在審

• 申請號: 202011095092.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112230851A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 仇旭東;劉慧婕;周津;李巖;趙斌
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 辛海明

本發明涉及一種新型軟件硬件協同RAID改進方法，屬于硬盤陣列領域。本發明通過在電腦主機端增加RAID軟件計算模塊和監測模塊，在RAID板卡端增加了數據通路2和計數模塊，通過監測模塊監測當前cpu負載，當CPU負載較低時，使用RAID軟件計算模塊進行RAID計算處理，并將計算結果通過數據通路2輸送到緩存模塊，另外，通過計數模塊計算緩存模塊中的數據量是否大于等于總數據量(L+1)，若大于等于總數據量(L+1)，則停止計算，防止重復計算。由于通過RAID板卡的數據計算模塊和RAID軟件計算模塊同時計算，加快了RAID計算處理的速度，而且利用了剩余的CPU資源。本發明通過軟件配合RAID板卡，實現更快的RAID性能，并且不會造成電腦端CPU資源緊張。

技術領域

本發明屬于硬盤陣列技術領域，具體涉及一種新型軟件硬件協同RAID改進方法。

背景技術

RAID(Redundant Array of Independent Disks)技術也稱為冗余獨立硬盤陣列技術，其初衷是為了將較廉價的多個小硬盤進行組合來替代價格昂貴的大容量硬盤，同時保證單個硬盤損壞后不會影響到數據的正確性。RAID技術經過不斷的發展已經能夠提供完善的存儲設備解決方案，在提高硬盤容量的同時，還能夠充分提高硬盤的速度，使數據更加安全，更加易于硬盤的管理。正是由于RAID技術這種數據高可靠性高容錯性特性，RAID技術在軍用存儲系統中存在廣泛的應用需求。

RAID板卡即是可進行RAID計算的硬件板卡。電腦插入RAID板卡，RAID板卡上接入硬盤，即可實現RAID功能。電腦與RAID接口卡一般通過pcie接口接連，RAID接口卡再外接組成RAID陣列的硬盤，如圖1所示。RAID接口卡負責全部RAID算法的實現，將外接的硬盤組織成RAID陣列，減輕了電腦端主機的工作負擔，提高了運行效率，電腦端看RAID板卡及其外接硬盤就是一個完整的硬盤。

傳統借助RAID板卡實現RAID功能的數據流如圖2所示。數據在電腦主機內存和硬盤之間流通。數據流通通路包括PCIE接口、RAID板卡數據處理通路、RAID板卡的緩存模塊以及SATA接口。

這種傳統的RAID實現方式具備不占用電腦主機運算資源的優點，RAID性能的好壞只取決于RAID板卡的硬件性能，而不取決于電腦主機的性能。但是這種傳統的RAID實現方式只能充分利用RAID板卡的硬件能力，而無法借助電腦主機的剩余性能，限制了整套RAID平臺的硬件性能的充分利用，無法將RAID性能最大化。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何提供一種新型軟件硬件協同RAID改進方法，以解決現有的RAID實現方式無法借助電腦主機的剩余性能，限制了整套RAID平臺的硬件性能的充分利用，無法將RAID性能最大化的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種新型軟件硬件協同RAID改進方法，該方法應用于RAID改進系統，該系統包括電腦主機端、RAID板卡和組成RAID陣列的硬盤，所述電腦主機端與所述RAID板卡通過pcie接口連接，所述RAID板卡外接所述組成RAID陣列的硬盤；從主機內存到硬盤之間有一條數據流通路，該數據流通路包括PCIE接口、存儲模塊和數據計算模塊組成的RAID板卡數據通路1及RAID板卡的緩存模塊；所述電腦主機端還包括RAID軟件計算模塊和監測模塊，所述RAID板卡還包括一條數據通路2和一個計數模塊，從主機內存到硬盤之間形成第2條數據流通路，該數據流通路包括RAID軟件計算模塊、PCIE接口、RAID板卡數據通路2及RAID板卡的緩存模塊；同時，所述RAID軟件計算模塊連接到所述監測模塊，所述計數模塊與所述RAID板卡的數據計算模塊、RAID板卡的緩存模塊、通過PCIE接口與所述RAID軟件計算模塊連接，該方法包括如下步驟：