[发明专利]RAID组磁盘数据预迁移方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，具体涉及一种RAID组磁盘数据预迁移方法。

背景技术

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列”，有时也简称为磁盘阵列(Disk Array)。

简单地说，RAID是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份的技术。组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)。数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用备份信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多，而且可以提供自动数据备份。

RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了从RAID 0到RAID 6的七种基本的RAID级别。另外，还有一些基本RAID级别的组合形式，如RAID 10(RAID 0与RAID 1的组合)，RAID 50(RAID 0与RAID 5的组合)等。不同RAID级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。

RAID 0：RAID 0并不是真正的RAID结构，没有数据冗余。RAID 0连续地分割数据并且并行地读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率。但RAID 0在提高性能的同时，并没有提供数据可靠性。如果一个磁盘失效，将影响整个数据。因此RAID 0不可应用于需要数据高可用性的关键应用。

RAID 1：RAID 1通过数据镜像实现数据冗余，在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。RAID 1可以提高读的性能，当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据。RAID 1是磁盘阵列中费用最高的，但提供了最高的数据可用率。当一个磁盘失效，系统可以自动地交换到镜像磁盘上，而不需要重组失效的数据。

RAID 2：从概念上讲，RAID 2同RAID 3类似，两者都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节。然而，RAID 2使用称为“加重平均纠错码”的编码技术来提供错误检查及恢复。这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂。因此，RAID 2在商业环境中很少使用。

RAID 3：不同于RAID 2，RAID 3使用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶校验盘及其他数据盘可以重新产生数据。如果奇偶盘失效，则不影响数据使用。RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

RAID 4：同RAID 2、RAID 3一样，RAID 4、RAID 5也同样将数据条块化并分布于不同的磁盘上，但条块单位为块或记录。RAID 4使用一块磁盘作为奇偶校验盘，每次写操作都需要访问奇偶校验盘，成为写操作的瓶颈。RAID 4在商业应用中很少使用。

RAID 5：RAID 5没有单独指定的奇偶校验盘，而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块、随机读写的数据。RAID 3与RAID 5相比，重要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输，需涉及到所有的阵列盘。而对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。

RAID 6：RAID 6与RAID 5相比，增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高。即使两块磁盘同时失效，也不会影响数据的使用。但需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失”。RAID 6的写性能非常差。

通用的RAID磁盘出错处理机制如下：在读写RAID组中磁盘过程中发生I/O错误，系统会将出错的磁盘从RAID组删除，然后再将热备盘加入到阵列中，接着系统启动数据恢复操作，利用其它磁盘上的数据恢复新加入磁盘的数据。

要使用一块新的磁盘替换磁盘阵列中原有的某一块磁盘，有两种方法。一个是不停止I/O，方法和上面描述坏盘替换的一样。另一种方法是先停止I/O，然后将想要替换的源盘数据整盘拷贝到新盘，之后再使用新盘替代源盘，接着再恢复I/O操作。