[发明专利]基于条带化的磁盘阵列修复方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘存储技术领域，具体涉及一种基于条带化的磁盘阵列修复方法及装置。

背景技术

独立磁盘冗余阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID）是一种高性能、高可靠性的存储技术。常用的技术包括RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10等；其中RAID5、RAID6、RAID10分别由多块磁盘组成，各个RAID以条带的方式向阵列中的磁盘写入数据。进一步的，RAID5、RAID6磁盘阵列能利用同位检查（Parity Check）的技术，将奇偶校验数据存放在阵列的磁盘上。利用磁盘校验技术，RAID系统能够提供失效盘自动重建的功能。RAID5允许一个磁盘失效，RAID6更是允许两个盘失效；在这种情况下，重建功能利用校验计算，能够对数据进行正确修复。随着单盘容量的不断增加，磁盘阵列的重建修复是一个漫长的等待过程。而且重建过程需要读取阵列的剩余磁盘的全部数据，过程中如果碰到无法恢复的读取错误（URE，unrecoverable read error），阵列重建将会失败，因此发生数据丢失的情况，给客户带来巨大的损失。

尽管现有技术中会采用在磁盘中开设预留区的技术手段来修复磁盘错误时数据存储，但由于现有开设预留区是以单独磁盘作为整体进行划分，一旦该磁盘出现错误，仍然导致数据不能及时得到修复；若应用在多个磁盘构成磁盘阵列时，在存储空间划分时，会存在一些存储缺陷。

发明内容

本发明提供一种基于条带化的磁盘阵列修复方法及装置，能够解决上述问题。

本发明实施例提供的一种基于条带化的磁盘阵列修复方法，包括如下步骤：

A：将RAID划分为大小相等的若干个颗粒存储单元，并对每个颗粒存储单元进行唯一标识后由内部IO加速引擎管理；

B：在每个颗粒存储单元内部划分保留区；

C：发生IO错误时，根据逻辑区块地址确定发生降级的条带范围，将该条带内数据拷贝修复至该条带所在的颗粒存储单元内的保留区，并记录转移路径至映射表；

D：系统再次访问RAID时，根据映射表判断是否需要进行逻辑区块地址重定向，如果映射表存在有转移路径的记录，则对逻辑区块地址重定向的保留区进行数据操作。

优选地，内部IO加速引擎还管理所述保留区，初始化管理信息的元数据结构图及IO重映射路由表。

优选地，所述步骤B中保留区的空间为颗粒存储单元的0.5%。

优选地，还包括对各个颗粒存储单元条带设定优先级，发生IO错误时，根据逻辑区块地址确定发生降级的条带范围，并按照优先级的高低顺序将降级条带内数据依次拷贝修复至该条带所在的颗粒存储单元内的保留区。

优选地，还包括：将RAID划分为大小相等的若干个颗粒存储单元时预留颗粒存储单元保留区，如果IO错误在某一颗粒存储单元内发生的频次大于或等于2次，则将该颗粒存储单元内的数据全部迁移至所述颗粒存储单元保留区内。

本发明实施例还提供了一种基于条带化的磁盘阵列修复装置，包括：

划分标识单元，用于将RAID划分为大小相等的若干个颗粒存储单元，并对每个颗粒存储单元进行唯一标识后由内部IO加速引擎管理；

条带保留单元，用于在每个颗粒存储单元内部划分保留区；

修复单元，用于发生IO错误时，根据逻辑区块地址确定发生降级的条带范围，将该条带内数据拷贝修复至该条带所在的颗粒存储单元内的保留区，并记录转移路径至映射表；

操作单元，用于系统再次访问RAID时，根据映射表判断是否需要进行逻辑区块地址重定向，如果映射表存在有转移路径的记录，则对逻辑区块地址重定向的保留区进行数据操作。

优选地，还包括颗粒保留单元，用于将RAID划分为大小相等的若干个颗粒存储单元时预留颗粒存储单元保留区，如果IO错误在某一颗粒存储单元内发生的频次大于或等于50次，则将该颗粒存储单元内的数据全部迁移至所述颗粒存储单元保留区内。

上述技术方案可以看出，由于本发明实施例采用对磁盘阵列进行颗粒化，并且在颗粒存储单元内部预留部分空间作为保留区；当发现磁盘读写错误导致磁盘阵列的条带降级时，根据读写逻辑区块地址确定发生降级的条带范围；将数据从降级条带拷贝修复至保留区。修复过程只会选取磁盘错误所涉及的条带范围，其他数据不需要进行修复，所以修复速度大大提升，进而有效的保护数据安全。

因此，相对于现有技术具有以下优点：