[发明专利]一种消除局部并行中小写操作的双盘容错盘阵列

摘要

本发明涉及一种消除局部并行中小写操作的双盘容错盘阵列Ripple‑RAID 6的构建方法，适用于连续数据存储，属于独立硬盘冗余阵列技术领域。本发明针对连续数据存储的特点，设计实现一种可消除局部并行中小写操作的双盘容错分布校验式硬盘阵列Ripple‑RAID 6，主要包括：存储数据在Ripple‑RAID 6上的布局方式、基于流水技术渐进生成校验的写操作方法、数据容错等内容。硬盘阵列Ripple‑RAID 6在双盘容错条件下，既保持了局部并行的节能性，又解决了局部并行带来的小写问题，能够极大提高写性能和整体性能，具有突出的节能效率。

主权项

1.一种消除局部并行中小写操作的双盘容错盘阵列Ripple‑RAID 6，其特征在于：其数据布局为，硬盘阵列Ripple‑RAID 6包含N块硬盘，N≥4且为正整数；每个硬盘平均分成k×N+1个存储块，k为大于0的整数，各盘中偏移量相同的N个存储块组成1个条带，共组成k×N+1个条带，任取其中1个条带作为影子条带，其余为基本条带；每个基本条带包含2个校验存储块，简称校验块，分别为P校验块和Q校验块，N‑2个数据存储块，简称数据块；当j小于N‑1时，基本条带i中的P校验块位于硬盘N‑2‑j，Q校验块位于硬盘N‑1‑j；当j等于N‑1时，P校验块位于硬盘N‑1，Q校验块位于硬盘0，这里0≤i<(k×N)，j＝i MOD N；MOD为模运算；每个数据块、校验块划分为M个大小相等的子块，每个子块包含若干个地址连续的扇区，分别称为数据子块，记作Strip、P校验子块，记作PStrip、Q校验子块，记作QStrip；每个基本条带中偏移量相同的子块组成一个子条带，记作Stripe，这样每个基本条带包含M个大小相同的子条带；子条带Stripe m内的N‑2个数据子块Strip m异或运算，生成该子条带的P校验子块PStrip m；进行伽罗华域乘法和加法运算，生成该子条带的Q校验子块QStrip m，分别如公式(8)和公式(9)所示；其中，0≤m＜M；其中，表示异或运算，*表示伽罗华域乘法，A₀、A₁、…，A_N‑3为互异的伽罗华域乘法系数；为了提供合适的性能，每个基本条带中的N‑2个数据块按顺序分成F组，每组包含G个数据块；其中，F、G是大于0的整数，满足F×G＝N‑2，G值根据实际存储带宽需求确定；每个子条带中的数据子块也被分成F组，每组包含G个数据子块，每个子条带中仅组内的G个数据子块提供并行性，不是全部数据子块提供并行性；Ripple‑RAID 6采用适度贪婪的地址分配策略，从基本条带0内、组0内的首个数据子块开始，按如下规则编址：①同一组内，同一子条带内、编号相邻数据块内的数据子块的地址相邻；②同一基本条带内，编号相邻的两个子条带，前一个在组内的末尾数据子块，与后一个在该组内的起始数据子块的地址相邻；③同一基本条带内，编号相邻的组的地址相邻；④编号相邻的基本条带的地址相邻；基本条带、组、数据块均从0开始编号；Ripple‑RAID 6仅对基本条带进行编址，影子条带不参与编址，仅供Ripple‑RAID 6内部使用，对上层应用是透明的；上述数据布局和编址方式，既具有局部并行的节能性，又通过引入影子条带，同时具有解决局部并行中小写问题的基本条件。