一种磁盘热备方法及装置、存储系统.pdf

1、10申请公布号CN102053801A43申请公布日20110511CN102053801ACN102053801A21申请号201010612869322申请日20101229G06F3/0620060171申请人成都市华为赛门铁克科技有限公司地址611731四川省成都市高新区西部园区清水河片区72发明人林宇方敏74专利代理机构深圳市深佳知识产权代理事务所普通合伙44285代理人彭愿洁李文红54发明名称一种磁盘热备方法及装置、存储系统57摘要本发明实施例涉及热备技术领域，公开了一种磁盘热备方法及装置、存储系统。该磁盘热备方法包括将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储

2、区域包含相同个数的磁盘；将上述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，而且可以提高廉价冗余磁盘阵列的热备效率。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图4页CN102053808A1/1页21一种磁盘热备方法，其特征在于，包括将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。2根据权利要求1所述的磁盘热备方法，其特征在于，还包括检测至少一个所述存储区域中的磁盘是否发生故障，如果是，则将发生故障的磁盘的数据重

3、构至其余的存储区域中的对应磁盘中存储。3根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系，包括采用映射表的方式将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。4根据权利要求13中任一项所述的方法，其特征在于，每一个磁盘由多个磁盘单元构成，每一个磁盘单元的物理磁盘单元号由该磁盘的磁盘序号和该磁盘内磁盘单元偏移号构成；所述对应磁盘具体为每一个所述存储区域中排序相同的磁盘；每一个所述存储区域中的磁盘按照磁盘序号从小到大排序。5一种磁盘热备装置，其特征在于，包括划分单元，用于将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数

4、的磁盘；配置单元，用于将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。6根据权利要求5所述的磁盘热备装置，其特征在于，还包括检测单元，用于检测至少一个所述存储区域中的磁盘是否发生故障；重构单元，用于在所述检测单元的检测结果为是时，将发生故障的磁盘的数据重构至其余的存储区域中的对应磁盘中存储。7根据权利要求5所述的磁盘热备装置，其特征在于，所述配置单元，具体用于采用映射表的方式将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。8根据权利要求57中任一项所述的磁盘热备装置，其特征在于，每一个磁盘由多个磁盘单元构成，每一个磁盘单元的物理磁盘单元号由该磁盘的磁盘序号和该磁盘内磁盘单元偏移号构

5、成；所述对应磁盘具体为每一个所述存储区域中排序相同的磁盘；每一个所述存储区域中的磁盘按照磁盘序号从小到大排序。9一种存储系统，包括廉价冗余磁盘阵列，其特征在于所述廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘被划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；而且所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。10根据权利要求9所述的存储系统，其特征在于，每一个磁盘由多个磁盘单元构成，每一个磁盘单元的物理磁盘单元号由该磁盘的磁盘序号和该磁盘内磁盘单元偏移号构成；所述对应磁盘具体为每一个所述存储区域中排序相同的磁盘；每一个所述存储区域中的磁盘按照磁盘序号从小到大排序。权利要求书CN102053801A

6、CN102053808A1/6页3一种磁盘热备方法及装置、存储系统技术领域0001本发明涉及热备技术领域，具体涉及一种磁盘热备方法及装置、存储系统。背景技术0002当前，传统的存储系统通常利用廉价冗余磁盘阵列REDUNDANTARRAYSOFINEXPENSIVEDISKS，RAID技术来实现数据的可靠性以及并发性。为了实现RAID中数据的安全冗余，通常在RAID中会专门布置一个或多个热备盘。一旦RAID中的某个磁盘出现故障，就将故障盘上的数据重构至热备盘上，实现对故障盘的热备；当用新磁盘替换掉故障盘之后，再将热备盘上的数据回拷到新磁盘上。这样，在RAID中有磁盘出现故障时，不会影响整个磁盘阵

7、列的使用。0003发明人在实践中发现，上述的热备盘只有在磁盘发生故障时才起到作用，正常情况下，热备盘上的空间不能用于数据存储，极大地浪费了热备盘的存储空间，而且由于RAID中每次只能容许一个磁盘进行重构或者回拷操作，因此RAID中每次只能对一个磁盘进行热备，RAID的热备效率低。发明内容0004针对上述缺陷，本发明实施例提供了一种磁盘热备方法及装置、存储系统，本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，而且可以提高RAID的热备效率。0005本发明实施例提供一种磁盘热备方法，包括0006将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；0007将所述至少二个

8、存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0008相应的，本发明实施例还提供一种磁盘热备装置，包括0009划分单元，用于将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；0010配置单元，用于将所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0011相应的，本发明实施例还提供一种存储系统，包括廉价冗余磁盘阵列；0012其中，所述廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘被划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；而且所述至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0013本发明实施例中，将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，并且每一个存储区

9、域包含相同个数的磁盘，以及将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，各个存储区域中的对应磁盘可以相互热备，使得磁盘热备可以实现并发，从而可以提高RAID的热备效率。说明书CN102053801ACN102053808A2/6页4附图说明0014为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0015图1为本发明实施例提供的一种磁盘热备方法的流程示意图；00

10、16图2为本发明实施例提供的另一种磁盘热备方法的流程示意图；0017图3为本发明实施例提供的一种存储区域划分的场景示意图；0018图4为本发明实施例提供的一种磁盘相互热备的场景示意图；0019图5为本发明实施例提供的一种磁盘热备装置的结构示意图；0020图6为本发明实施例提供的另一种磁盘热备装置的结构示意图；0021图7为本发明实施例提供的一种存储系统的结构示意图。具体实施方式0022下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下

11、所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0023本发明实施例提供了一种磁盘热备方法及装置、存储系统，本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，而且可以提高RAID的热备效率。以下分别进行详细说明。0024实施例一0025请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种磁盘热备方法的流程示意图。如图1所示，该磁盘热备方法可以包括如下步骤0026101、将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；0027本发明实施例中，RAID的类型可以是分布式奇偶校验的RAID5、RAID6、RAID50等，本发明实施例不做限定。0028102、将所上述的至少二个存储区域中的

12、对应磁盘配置成相互热备关系。0029本发明实施例中，上述至少二个存储区域中的对应磁盘具体可以为每一个存储区域中排序相同的磁盘；其中，每一个存储区域中的磁盘是按照磁盘序号从小到大排序的。0030本发明实施例一中，将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，并且每一个存储区域包含相同个数的磁盘，以及将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，各个存储区域中的对应磁盘可以相互热备，使得多个磁盘同时可以实现并行热备，从而可以提高RAID的热备效率。0031实施例二0032请参阅图2，图2为本发明实施例提过的另一种磁盘热备方法的流程示意图。如图2所

13、示，该磁盘热备方法可以包括如下步骤0033201、将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；0034举例来说，假设RAID中包括16个磁盘，分别是磁盘0磁盘15，则可以将RAID说明书CN102053801ACN102053808A3/6页5中所有的磁盘划分为4个存储区域，分别是存储区域0、存储区域1、存储区域2以及存储区域3，其中，每一个存储区域包含4个磁盘。如图3所示，RAID中所有的磁盘被划分为存储区域0存储区域3之后，存储区域0中包括4个磁盘，分别是磁盘0、磁盘1、磁盘2以及磁盘3；存储区域1中也包括4个磁盘，分别是磁盘4、磁盘5、磁盘6以及磁盘7

14、；存储区域2也中包括4个磁盘，分别是磁盘8、磁盘9、磁盘10以及磁盘11；存储区域3中同样包括4个磁盘，分别是磁盘12、磁盘13、磁盘14以及磁盘15。0035作为一个可选的实施方式，本发明实施例可以将RAID中的每一个磁盘划分成多个磁盘单元DISKUNIT，DU。如图3所示，本发明实施例可以将RAID中的存储区域0内的磁盘0、磁盘2、磁盘3分别划分成M个DU，分别是DU0DUM；以及将磁盘1划分成N个DU，分别是DU0DUN；其中，磁盘0划分成的DU0DUM可以看作是DU资源池0；磁盘2划分成的DU0DUM可以看作是DU资源池1；磁盘1划分成的DU0DUN可以看作是DU资源池1；磁盘2划分成

15、的DU0DUM可以看作是DU资源池2；磁盘3划分成的DU0DUM可以看作是DU资源池3；依此类推。0036如图3所示，每一个DU的物理DU号由两部分组成磁盘序号磁盘内DU偏移号。例如，存储区域0内的磁盘2中的DU0的物理DU号为DU20；存储区域1内的磁盘6中的DU0的物理DU号为DU60；存储区域2内的磁盘10中的DU0的物理DU号为DU100；存储区域3内的磁盘14中的DU0的物理DU号为DU140。以DU20为例，其中“2”表示磁盘2的磁盘序号，而“0”表示磁盘2中的DU偏移量。0037本发明实施例中，将每一个磁盘划分成多个DU，每一个DU的物理DU号由该磁盘的磁盘序号和该磁盘内磁盘单元

16、偏移号构成，可以便于对RAID存储系统进行虚拟化管理。其中，RAID存储系统采用写时分配技术，当某一个DU接收到写请求时，RAID存储系统才会为该DU分配物理DU号。0038本发明实施例中，每一个磁盘划分的DU数量可以根据需要进行设置，本发明实施例不作限定。0039202、将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0040以图3所示的存储区域划分为例，存储区域0、存储区域1、存储区域2以及存储区域3中的磁盘是按照磁盘序号从小到大排序的，因此，作为一个可选的实施方式，上述的至少二个存储区域中的对应磁盘具体可以是每一个存储区域中排序相同的磁盘的集合。例如，存储区域0中的磁盘0、存储区

17、域1中的磁盘4、存储区域2中的磁盘8以及存储区域3中的磁盘12在各自存储区域中的排序均为1，所以存储区域0中的磁盘0、存储区域1中的磁盘4、存储区域2中的磁盘8以及存储区域3中的磁盘12的集合可以作为对应磁盘；同理，存储区域0中的磁盘1、存储区域1中的磁盘5、存储区域2中的磁盘9以及存储区域3中的磁盘13的集合也可以作为对应磁盘。0041作为一个可选的实施方式，本发明实施例可以采用映射表的方式将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。以图3所示的存储区域划分为例，可以采用表1所示的映射表将图3中的4个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。当然，当RAID划分的存储区域数量、每一

18、个存储区域的磁盘数量不同时，表1所示的映射表也会相应变化，本发明实施例不作限定。0042表1映射表说明书CN102053801ACN102053808A4/6页6004300440045其中，根据表1所示的映射表可知，存储区域0中的磁盘0与存储区域1中的磁盘4、存储区域2中的磁盘8以及存储区域3中的磁盘12相互热备；而存储区域0中的磁盘1与存储区域1中的磁盘5、存储区域2中的磁盘9以及存储区域3中的磁盘13相互热备；依此类推。0046请一并参阅图4，图4为图3所示的4个存储区域中对应磁盘相互热备的场景示意图。如图4所示，虚线表示存储区域0中的磁盘0、存储区域1中的磁盘4、存储区域2中的磁盘8以

19、及存储区域3中的磁盘12相互热备；实线表示存储区域0中的磁盘1与存储区域1中的磁盘5、存储区域2中的磁盘9以及存储区域3中的磁盘13相互热备；单点划线表示存储区域0中的磁盘2与存储区域1中的磁盘6、存储区域2中的磁盘10以及存储区域3中的磁盘14相互热备；双点划线表示存储区域0中的磁盘3与存储区域1中的磁盘7、存储区域2中的磁盘11以及存储区域3中的磁盘15相互热备。0047203、检测至少一个存储区域中的磁盘是否发生故障，如果是，则执行步骤204；如果否，则结束本流程。0048举例来说，可以检测是否接收到存储区域中某一个磁盘发送的心跳数据，如果接收到，则说明该磁盘正常；反之，如果没有接收到该

20、磁盘发送的心跳数据，则说明该磁盘发生故障。0049204、将发生故障的磁盘的数据重构至其余的存储区域中的对应磁盘中存储。0050作为一个可选的实施方式，在RAID中可以采用专用奇偶校验方式来重构发生故障的磁盘中的数据。在专用奇偶校验方式中，奇偶校验数据分部在RAID存储系统中的所有的磁盘上，例如，在RAID5中，奇偶校验数据分部在RAID5中的所有磁盘的第0带区中。如果一个磁盘发生故障，可以通过其他磁盘上的数据和奇偶校验数据重构这个故障磁盘上的数据。本发明实施例也可以采用其他类型的校验方式重构故障磁盘上的数据，这是本领域技术人员公知的常识，本发明实施例此处不作详细介绍。0051作为一个可选的实

21、施方式，本发明实施例在发生故障的磁盘恢复正常之后或者采用新磁盘替换掉发生故障的磁盘之后，可以将其余的存储区域中的对应磁盘存储的故障盘的数据分别拷回至恢复正常的磁盘或者新磁盘中。0052本发明实施例中，将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，并且每一个存说明书CN102053801ACN102053808A5/6页7储区域包含相同个数的磁盘，以及将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，各个存储区域中的对应磁盘可以相互热备，使得磁盘热备可以实现并发，从而可以提高RAID的热备效率。0053实施例三0054请参阅图5，图5为本发明实施例

22、提过的一种磁盘热备装置的结构示意图。其中，该磁盘热备装置500可以包括0055划分单元501，用于将廉价冗余磁盘阵列中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；0056配置单元502，用于将划分单元501划分的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0057本发明实施例中，上述的对应磁盘具体可以为每一个存储区域中排序相同的磁盘；其中，每一个存储区域中的磁盘按照磁盘序号从小到大排序。0058作为一个可选的实施方式，配置单元502具体可以用于采用映射表的方式将划分单元501划分的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0059请一并参阅图6，图6为本发明实

23、施例提过的另一种磁盘热备装置的结构示意图。其中，图6所示的磁盘热备装置500是由图5所示的磁盘热备装置500进行优化得到的。图6所示的磁盘热备装置500除了包括图5中的划分单元501和配置单502之后，还可以包括0060检测单元503，用于检测划分单元501划分的至少一个存储区域中的磁盘是否发生故障；0061重构单元504，用于在检测单元503的检测结果为是时，将发生故障的磁盘的数据重构至其余的存储区域中的对应磁盘中存储。0062本发明实施例中，划分单元501所划分的每一个存储区域中，每一个磁盘可以由多个DU构成，其中，每一个DU的物理DU号由该磁盘的磁盘序号和该磁盘内DU偏移号构成，用于实现

24、对RAID存储系统的虚拟化管理。0063本发明实施例中，划分单元501将RAID中所有的磁盘划分为至少二个存储区域，并且每一个存储区域包含相同个数的磁盘；配置单元502将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，各个存储区域中的对应磁盘可以相互热备，使得磁盘热备可以实现并发，从而可以提高RAID的热备效率。0064实施例四0065请参阅图7，图7为本发明实施例提过的一种存储系统的结构示意图。本发明实施例提供的存储系统可以应用各种服务器、终端以及其他设备。其中，该存储系统可以包括0066廉价冗余磁盘阵列701；0067其中，廉价冗余磁盘阵列7

25、01中所有的磁盘被划分为至少二个存储区域，每一个存储区域包含相同个数的磁盘；而且至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。0068本发明实施例中，上述的对应磁盘具体可以为每一个存储区域中排序相同的磁盘的集合；其中，每一个存储区域中的磁盘按照磁盘序号从小到大排序。说明书CN102053801ACN102053808A6/6页80069本发明实施例中，廉价冗余磁盘阵列701的类型可以是分布式奇偶校验的RAID5、RAID6、RAID50等，本发明实施例不做限定。0070本发明实施例中，廉价冗余磁盘阵列701被划分的每一个存储区域中，每一个磁盘可以由多个DU构成，其中，每一个DU的物理DU号由

26、该磁盘的磁盘序号和该磁盘内DU偏移号构成，用于实现对RAID存储系统的虚拟化管理。0071本发明实施例中，廉价冗余磁盘阵列701中所有的磁盘被划分为至少二个存储区域，并且每一个存储区域包含相同个数的磁盘；以及将上述的至少二个存储区域中的对应磁盘配置成相互热备关系。本发明实施例不需要预留额外的热备存储空间，各个存储区域中的对应磁盘可以相互热备，使得磁盘热备可以实现并发，从而可以提高RAID的热备效率。0072本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括闪存盘、只读存储器READONL

27、YMEMORY，ROM、随机存取器RANDOMACCESSMEMORY，RAM、磁盘或光盘等。0073以上对本发明实施例所提供的磁盘热备方法及装置、存储系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。说明书CN102053801ACN102053808A1/4页9图1图2说明书附图CN102053801ACN102053808A2/4页10图3说明书附图CN102053801ACN102053808A3/4页11图4说明书附图CN102053801ACN102053808A4/4页12图5图6图7说明书附图CN102053801A