[发明专利]一种基于二次分配管理磁盘扩展空间方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于磁盘管理领域，尤其涉及一种基于二次分配管理磁盘扩展空间方法及系统。

背景技术

磁盘模块是存储系统的基础模块，磁盘模块的性能和健壮程度，严重影响存储产品的整体性能和可靠性；存储系统的部分核心功能需要磁盘驱动提供对应的扩展来达成，例如磁盘自修复和磁盘阵列RAID快速同步需要保留持久的存储空间；同时，磁盘上的数据比其他数据更重要，例如自修复元数据丢失，导致读写映射无法判断和执行，磁盘上所有的数据不再有意义。

当前磁盘驱动扩展一般通过多层虚拟磁盘的方案实现，即每一个扩展功能对应一层虚拟块设备，按照扩展功能的特征决定虚拟块设备次序，请求一级级的传递直到后端硬盘；扩展功能对持久空间的需求则通过分区或者每一级扩展功能各自实现存储空间预留实现。

这种设计模式由于其局限性，容易带来性能、兼容性、健壮性和数据紊乱的问题；首先，由于多层虚拟磁盘上IO迭代和bio有效性的检查造成性能损失；其次，多层虚拟块设备相互不存强制的层次关系和请求写入限制，插入新的虚拟层或移除部分废弃的虚拟层，均会导致兼容性问题；再次，扩展功能各自维护存储空间预留，造成相同功能的代码多次重复，这导致系统健壮性和可维护性的降低；最后，该架构难以实现特定模块写入区段的限制，容易导致数据紊乱现象。

发明内容

本发明提供一种基于二次分配管理磁盘扩展空间方法及系统，以解决上述问题。

本发明提供一种基于二次分配管理磁盘扩展空间方法。上述方法包括以下步骤：

将预留区划分为镜像数据区、常规数据区；

接收到向所述预留区发起的数据请求，若判断有权限读写，则进一步判断所述数据请求是否位于所述镜像数据区；

若位于所述镜像数据区，则进行镜像读写，否则进行常规读写。

本发明还提供一种基于二次分配管理磁盘扩展空间系统，包括划分模块、权限判断模块、读写模块；其中，所述划分模块通过所述权限判断模块与所述读写模块相连；

所述划分模块，用于将预留区划分为镜像数据区、常规数据区并将划分结果通知所述权限判断模块；

所述权限判断模块，用于接收到向所述预留区发起的数据请求，若判断有权限读写，则进一步判断所述数据请求是否位于所述镜像数据区并将权限判断结果通知所述读写模块；

所述读写模块，用于根据所述权限判断模块的通知结果，进行镜像读写或常规读写。

相较于先前技术，根据本发明提供的一种基于二次分配管理磁盘扩展空间方法及系统，实现预留区二次分配；作为插件接入到虚拟磁盘框架，预留区分为镜像数据区(元数据区)和常规数据区，元数据区通过预留磁盘前端和后端的同等大小的存储空间实现RAID1镜像，提高关键数据可靠性，其他模块通过本模块定制的接口获取存储空间，实现定制功能；预留区模块通过模块字符串匹配来定位扩展空间的位置和大小，因为模块由系统内部维护，这是安全的；通过定制的扩展处理函数，减少IO迭代和bio检查次数，提高性能；基于二次分配和字符串标识，提高版本兼容性；元数据使用镜像写入方式，提高了系统健壮性；其他模块透过预留区模块接口访问扩展空间，实现了预留区访问的入口限制，解决了数据紊乱的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为本发明实施例1的磁盘整体布局示意图；

图2所示为本发明实施例2的磁盘预留区内部示意图；

图3所示为本发明实施例3的数据请求流程图；

图4所示为本发明实施例4的基于二次分配管理磁盘扩展空间方法流程图；

图5所示为本发明实施例5的基于二次分配管理磁盘扩展空间系统结构图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实现为智能虚拟磁盘模块的接入插件，实现磁盘空间预留、元数据镜像功能，并提供预留区再分配、释放、查找和读写等接口，下文缩写记做rz-mangle；磁盘初始化时，智能虚拟磁盘根据管理员配置划分存储空间、rz-mangle按照特定比例划分为镜像数据区和常规数据区，写入镜像块、超级块，镜像写入解决少量扇区错误导致磁盘失效的问题。