[发明专利]一种降低虚拟磁盘管理复杂度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种降低虚拟磁盘管理复杂度的方法和装置。

背景技术

传统RAID是基于硬盘的。如果一个硬盘的很小一部分失效，就会导致整个硬盘被新的硬盘替换，然后进行整个硬盘的数据重构。这样就会导致重构时间很长。而对于存储中的块虚拟化技术来说，其是基于分块的，即只需要把读写失败区域相关的分块VD(Virtual Disk，被划为分块的虚拟盘，是组成RAID的虚拟磁盘)进行重构就可以了，时间快，效率高。即使是整个硬盘故障，块虚拟化也会把需要重构的数据分布到更多硬盘上，也会增加重构速度。关于块虚拟化技术，其基本思想就是把指定数量的大容量机械硬盘(我们称这组硬盘为组成存储池的磁盘)先按照固定的容量切割成多个更小的分块，RAID建立在这些小分块上，而不是某些硬盘上；基于块虚拟化技术的存储系统能够做到在一块硬盘故障后，在硬盘组上的所有硬盘上并发进行重构。

虽然块虚拟化技术的重构速度快，但是由于每个磁盘都被划分为数量巨大的分块(分块越多，重构速度越快)，并且池内的硬盘数量也远远大于传统RAID中磁盘的数量，所以大大增加了系统管理的复杂度和管理开销。对于传统RAID，一块盘故障，会重新选择一块空闲盘做重构盘(用户自己选择或者系统自动选择)，选择方法简单，基本上只要容量和其他组内成员盘相符就可以了。但是对于虚拟化技术来说，当一个或者多个VD失效时，选择热备VD时需要满足选择的VD不能和失效VD所在LUN(这里的LUN不是逻辑单元号Logic Unit Number，而是根据存储池的RAID类型由多个VD组成的分块组，即相当于raid2.0中的“Chunk group”)内的其他VD在同一块磁盘，这样就需要存储池内所有硬盘的VD使用率(加入LUN就被认为使用了)保持尽量的平衡。因为如果不平衡，会导致最终找不到可以选择热备VD的磁盘了。比如说，大多数磁盘的VD已经用尽了，只有少数磁盘上的VD还没有用尽，那么如果这时候需要选择热备VD时，只能在这少数磁盘上进行选择，但是可能需要热备的LUN的VD已经在这几个少数磁盘上了，此时就会选择失败，而实际上存储池的VD并没有用尽。所以热备VD的选择方法会最终影响整个存储池的利用率。除了考虑最终每个磁盘的VD使用率平衡外，还要考虑对存储池的管理复杂度和开销的影响。

现有方案中，创建LUN和选择热备VD时，大多根据均分各个VD到所有磁盘的原则，以及每个磁盘使用率和所有磁盘平均使用率的原则进行处理，以保证每个磁盘的VD使用率尽量一致。在均分各个VD到所有磁盘时采用伪随机算法来进行分配。

上述方案，虽然可以很大程度保证每个磁盘使用率保持一致，但是管理开销很大。比如存储池有128块2T磁盘，每个VD大小为128M，每个磁盘上VD个数为16384，整个存储池的VD个数为2097152。如果LUN采用7+1的RAID5，那么存储池可能最多会存在262144个LUN。为了每个LUN的数据能正常下发到磁盘，需要每个LUN记录其包含的每个VD都落在哪些磁盘，以及每个VD在磁盘内的索引，这样管理这些节点单单需要的内存很可能就要GB级别。另外为了能重启后恢复配置，需要占用磁盘空间来记录这些配置信息，重启扫描这些配置信息也需要大量的IO和内存。所以管理的复杂度大大增加，从而必然会影响系统的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种降低虚拟磁盘管理复杂度的方法和装置。

该降低虚拟磁盘管理复杂度的方法包括：对存储池中的各物理磁盘顺序进行编号；对每个物理磁盘分割后的虚拟磁盘VD的索引号进行顺序标注；在按序创建每个LUN时，根据物理磁盘的编号顺序选择存储池中的物理磁盘，且根据每个物理磁盘上VD的索引号顺序选择对应的VD；对选中的若干VD进行LUN的创建，创建完成的LUN具有自身的顺序号；在存储或读取业务数据的时候，根据业务数据存储或者读取的LUN的顺序号和存储池中物理磁盘的数量，确定对应的VD所在的磁盘编号以及所在磁盘中的索引号。

进一步地，每个物理磁盘的尾部预留出一部分空间作为热备VD的空间。

进一步地，当LUN中的VD失效时，选择与该失效VD处于同一物理磁盘的空闲热备VD来替换该失效VD。

进一步地，若与所述失效VD处于同一物理磁盘的所有热备VD全部用尽时，上报告警以提示用户更换该热备VD全部用尽的物理磁盘。