專利名稱：連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向raid5的寫操作優(yōu)化設計方法
技術領域：
本發(fā)明屬于計算機數(shù)據(jù)存儲技術領域，涉及一種在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向RAID 5的寫操作優(yōu)化設計方法。
背景技術：
RAID (Redundant Array of Ind印endent Disk,獨立冗余磁盤陣列)技術，是將N臺硬盤通過RAID Controller(分Hardware, Software)結(jié)合成虛擬單臺大容量的硬盤使用。RAID的采用為存儲系統(tǒng)(或者服務器的內(nèi)置存儲)帶來巨大利益，其中提高傳輸速率和提供容錯功能是最大的優(yōu)點。 RAID 5是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID 5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上，冗余校驗數(shù)據(jù)均衡分布于所有磁盤中。當RAID 5的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數(shù)據(jù)。 當構(gòu)造冗余校驗數(shù)據(jù)時，如果寫入的數(shù)據(jù)正好是RAID 5的一個條帶，則直接從這些數(shù)據(jù)計算出一個校驗塊，否則就要使用重構(gòu)寫或讀改寫。其中，重構(gòu)寫是讀取未修改磁盤的數(shù)據(jù)塊，與要寫入的數(shù)據(jù)塊一起計算得到校驗塊；讀改寫是讀取需要修改磁盤的舊數(shù)據(jù)塊和舊的校驗塊計算得到校驗塊。為計算校驗塊，重構(gòu)寫或讀改寫需要額外的1/0開銷和延時，這就降低了RAID 5的吞吐能力。 另一方面，當向RAID 5寫入的數(shù)據(jù)塊不連續(xù)(隨機寫)時，磁盤就需要尋道到新
的數(shù)據(jù)塊位置，此時，隨機1/0傳輸性能是連續(xù)1/0傳輸性能的35%甚至更低。 因此，如何避免重構(gòu)寫或讀改寫的開銷，并保持數(shù)據(jù)塊的連續(xù)性，避免磁盤尋道開
銷，成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題，提出一種連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向RAID5的寫操作優(yōu)化設計方法。 本發(fā)明方法所采用的技術方案如下 在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲應用中，通過在計算機上運行一個聚合驅(qū)動程序，對應用程序的寫數(shù)據(jù)塊進行聚合重組，即，在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲時，在內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)保存應用程序發(fā)出的寫數(shù)據(jù)塊，并構(gòu)造一個與RAID 5的完整條帶長度相等的對齊數(shù)據(jù)塊，之后，使對齊數(shù)據(jù)塊在RAID 5上恰好占滿整個條帶，再發(fā)送給RAID 5，以實現(xiàn)對RAID 5的整條寫；同時，對向RAID 5寫入的數(shù)據(jù)塊進行排序，使它們連續(xù)地寫入相鄰的條帶，由此實現(xiàn)RAID 5的連續(xù)1/0傳輸； 其中，所述聚合驅(qū)動程序位于應用程序和RAID 5之間，包括兩個線程和一個隊列Q ;兩個線程中，一個是接收線程，其完成如下工作監(jiān)控和接收應用程序發(fā)送給RAID 5的寫請求，并把接收到的寫請求加入到隊列Q ;另一個是發(fā)送線程，其完成如下工作當隊列Q不為空時，從隊列Q中取出并處理寫請求。
該方法同樣適用于RAID 6。
下面對其進行具體說明 首先，獲取RAID 5磁盤陣列的參數(shù)，包括條帶長度(Stripe Length,—個條帶在單塊磁盤上的占用區(qū)域的大小，以字節(jié)為單位)，條帶深度(Stripe D印th，組成RAID 5的
磁盤數(shù)目)。 其中，一個完整的條帶長度(Full Stripe Length)等于條帶長度乘以條帶深度。
上述兩個參數(shù)可通過人工指定，或者調(diào)用API接口函數(shù)，或者運行測試程序等方式獲得。 其次，在計算機上運行一個聚合驅(qū)動程序，該程序位于應用程序和RAID 5之間。
所述聚合驅(qū)動程序包括兩個線程和一個隊列Q。兩個線程中，一個是接收線程，其完成如下工作監(jiān)控和接收應用程序發(fā)送給RAID 5的寫請求，并把接收到的寫請求加入到隊列Q。另一個是發(fā)送線程，其完成如下工作當隊列Q不為空時，從隊列Q中取出并處理寫請求。 設寫請求具有如下格式 ssize—t write(struct file氺filp， const char氺buf， size—t cnt， 1off—t氺off)其中，filp為設備文件指針，指一個打開的設備，例如RAID 5磁盤陣列；buf為用戶空間緩沖區(qū)指針，指向待寫數(shù)據(jù)的起始地址；cnt為寫數(shù)據(jù)塊的大??；off是偏移量，也就是用戶數(shù)據(jù)寫入設備文件的起始位置，RAID 5會將其轉(zhuǎn)換為對應的LBA。為方便說明，將寫請求記作(buf， cnt， off)。 在上述基礎上，進行以下操作 對于每一路數(shù)據(jù)，當應用程序提交寫請求時，每次寫入數(shù)據(jù)塊的起始邏輯塊地址LBA與前一次寫操作的末尾LBA是相鄰的，即數(shù)據(jù)被存儲到連續(xù)的邏輯塊中。如果為每一路數(shù)據(jù)分別建立一個RAID 5，可以簡化聚合驅(qū)動程序的設計，但這樣需要更多的磁盤個數(shù)，校驗數(shù)據(jù)需占據(jù)更多的存儲空間。因此，將多路數(shù)據(jù)存儲在一個RAID 5中。
應用程序把N路數(shù)據(jù)塊依次發(fā)送給RAID 5，由接收線程接收后將其加入到隊列Q。設定每次采集并寫入的數(shù)據(jù)塊大小相等，D(i， j)表示第i路采集到的第j項數(shù)據(jù)，0《i《N-l，O《j。 對于每一路數(shù)據(jù)，發(fā)送線程為它創(chuàng)建一個發(fā)送緩沖區(qū)，記作bufsend[i](0《i《N-l)，其中，緩沖區(qū)大小為RAID 5的完整條帶長度Fu11 Stripe Length,簡記為fullstripelen。緩沖區(qū)緩存的字節(jié)數(shù)記為filled[i]，緩沖區(qū)空閑的字節(jié)數(shù)記為residiml[i]。 filled[i]+residiml [i] = fullstripelen。 發(fā)送線程從隊列Q中取出寫請求，設該請求對應于第i路數(shù)據(jù)，將其發(fā)送到對應的發(fā)送緩沖區(qū)bufsend[i]。對于bufsend[i]，初始其residual [i]為fullstripelen,offsend[i] = i*fullstripelen。設bufsend[i]接收到的寫請求表示為(buf ， cnt， off)。buf send [i]處理寫請求的流程如下
1)接收第i路數(shù)據(jù)的寫請求(buf， cnt， off); 2)判斷buf send [i]是否可容納該寫請求的數(shù)據(jù)塊，即，比較cnt和residual [i]。如果cnt小于residual [i]，轉(zhuǎn)到3);否則轉(zhuǎn)到6); 3)從該寫請求的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)復制cnt個字節(jié)到bufsend[i]; 4)修改residual [i]為residual [i] _cnt ; 5)在隊列Q中刪除該寫請求，然后轉(zhuǎn)到1)執(zhí)行； 6)把該寫請求的前residual [i]個字節(jié)復制到bufsend[i]; 7)將該寫請求修改為(buf+residiml[i]， cnt-residiml[i]， off+residiml[i])。
艮卩，修改buf為buf+residiml[i]， 修改cnt為cnt_residiml [i]， 修改off為
off+residiml [i]; 8)由于經(jīng)步驟6)已將bufsend[i]填滿，此時，發(fā)送線程將bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入RAID 5，其偏移量為offsend[i]，長度為fullstripelen。 9)偏移量指針offsend[i]增加N*fullstripelen，并設置residual [i]為fullstripelen。 10)判斷cnt是否為零，若cnt = 0，表明該寫請求的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，轉(zhuǎn)到5)執(zhí)行，否則，轉(zhuǎn)到2)執(zhí)行。 由于應用程序設定每路數(shù)據(jù)塊的大小相等，所以N個發(fā)送緩沖區(qū)是依次順序填滿的。當緩沖區(qū)bufsend[O]至bufsend[N-l]依次填滿后，發(fā)送線程就會把這N個緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)逐個發(fā)送給RAID 5，并被順序?qū)懭氲絉AID 5的第kN到第(kN)+N_1條帶中，這里k=0，1，2，...。由此實現(xiàn)了對RAID 5條帶的整條寫，避免了重構(gòu)寫或讀改寫。由于對條帶的寫入同時也是連續(xù)的，對RAID 5表現(xiàn)為順序?qū)?，避免了隨機寫操作所需的磁頭尋道。
按照如上方法存儲的數(shù)據(jù)，第i路數(shù)據(jù)存儲在第i、N+i、2N+i，. . . ， kN+l，...個條帶中。讀取每一路數(shù)據(jù)時，LBA線性增加，磁頭順序移動，磁頭尋道開銷將比隨機讀要低。
為了保證應用程序重啟后，bufsend[i]寫入的整條數(shù)據(jù)仍然與RAID 5的條帶邊
界對齊，聚合驅(qū)動程序需要監(jiān)控應用程序?qū)υO備文件的打開與關閉操作。當應用程序關閉設備文件，發(fā)送線程最后一次向RAID 5寫數(shù)據(jù)時，緩沖區(qū)bufsend[i]可能沒有填滿，因此需要記錄當前offsend[i]及緩存字節(jié)數(shù)filled[i] (fullstripelen-residual [i])的值后，再把bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入RAID 5 ;當設備文件再次打開時，首先根據(jù)記錄的offsend[i]及filled[i]，在RAID 5中從offsend[i]位置開始，讀出filled[i]個字節(jié)到buf send [i]后，再進入正常工作狀態(tài)。 對于連續(xù)數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)(CDP)，本發(fā)明同樣適用。塊級CDP系統(tǒng)需要將捕獲的磁盤
數(shù)據(jù)塊寫操作保存在CDP日志中，由于日志區(qū)中的數(shù)據(jù)是連續(xù)寫入的，并且每一個日志數(shù)
據(jù)項(磁盤塊數(shù)據(jù))都具有相同的大小，因此同樣適合使用本方法進行優(yōu)化，每一個要保護
的磁盤相當于一路數(shù)據(jù)。 有益效果 本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點 1)實現(xiàn)了 RAID 5條帶的整條寫。本發(fā)明通過緩沖組合應用程序發(fā)出的寫數(shù)據(jù)塊，每次向RAID 5寫入一個完整的條帶，避免了構(gòu)造RAID 5校驗數(shù)據(jù)所需的重構(gòu)寫或讀改寫的開銷。 2)實現(xiàn)了多個條帶的連續(xù)寫。本發(fā)明通過設置多個緩沖區(qū)，使多路數(shù)據(jù)組合后的完整的條帶連續(xù)地寫入到RAID 5中，實現(xiàn)了RAID 5的連續(xù)寫，避免了磁盤尋道開銷。
3)通過RAID 5條帶的整條寫和多個條帶的連續(xù)寫，降低了 RAID 5系統(tǒng)的I/O開
銷，提高了它的吞吐能力。 該發(fā)明同樣適用于RAID 6。


圖1為向N個發(fā)送緩沖區(qū)分發(fā)隊列Q中寫請求的示意 圖2為寫請求的處理流程圖； 圖3為視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)在RAID 5條帶中的存儲情況；
圖4為本發(fā)明實施例的寫操作示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明方法做進一步詳細說明。
結(jié)合基于塊級的多路視頻監(jiān)控，詳細闡述本方法的工作流程。 對于每一路監(jiān)控數(shù)據(jù)，當視頻監(jiān)控程序提交寫請求時，每次寫入數(shù)據(jù)塊的起始邏輯塊地址LBA與前一次寫操作的末尾LBA是相鄰的，即數(shù)據(jù)被存儲到連續(xù)的邏輯塊中。如果為每一路監(jiān)控數(shù)據(jù)分別建立一個RAID 5，可以簡化聚合驅(qū)動程序的設計，但這樣需要更多的磁盤個數(shù)，校驗數(shù)據(jù)需占據(jù)更多的存儲空間。因此，可將多路視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在一個RAID 5中。 視頻監(jiān)控程序把N路采集數(shù)據(jù)依次發(fā)送給RAID 5，由接收線程接收后將其加入到隊列Q。設定每次采集并寫入的數(shù)據(jù)塊大小相等，D(i， j)表示第i路視頻采集到的第j項數(shù)據(jù)，O《i《N-l，O《j。 對于每一路數(shù)據(jù)，發(fā)送線程為它創(chuàng)建一個發(fā)送緩沖區(qū)，記作bufsend[i](0《i《N-l)，其中，緩沖區(qū)大小為RAID 5的完整條帶長度Fu11 Stripe Length,簡記為fullstripelen，緩沖區(qū)緩存的字節(jié)數(shù)記為f illed[i]，緩沖區(qū)空閑的字節(jié)數(shù)記為residiml[i]。 filled[i]+residiml [i] = fullstripelen。 發(fā)送線程從隊列Q中取出寫請求，設該請求對應于第i路視頻數(shù)據(jù)，將其發(fā)送到對應的發(fā)送緩沖區(qū)bufsend[i]，如圖1所示。對于緩沖區(qū)bufsend[i]，初始其residual [i]為fullstripelen, offsend[i] = i*fullstripelen，設bufsend[i]接收到的寫請求表示為(buf， cnt， off) 。 bufsend[i]處理寫請求的工作流程如圖2所示，過程如下
1)接收第i路數(shù)據(jù)寫請求(buf， cnt， off); 2)判斷bufsend[i]緩沖區(qū)是否可容納該寫請求的數(shù)據(jù)塊，即，比較cnt和
residual [i]。如果cnt小于residual [i]，轉(zhuǎn)到3);否則轉(zhuǎn)到6); 3)從該寫請求的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)復制cnt個字節(jié)到buf send [i]; 4)修改residual [i]為residual [i] _cnt ; 5)在隊列Q中刪除該寫請求，轉(zhuǎn)到1)執(zhí)行； 6)把該寫請求的前residual [i]個字節(jié)復制到buf send [i]; 7)將該寫請求修改為(buf+residiml[i]， cnt-residiml[i]， off+residiml[i])。
艮卩修改buf為buf+residiml[i]， 修改cnt為cnt_residiml [i]， 修改off為
off+residiml [i];由于經(jīng)步驟6)已將bufsend[i]填滿，此時，發(fā)送線程將bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入RAID 5(偏移量為offsend[i]，長度為fullstripelen)。 9)偏移量指針offsend[i]增加N*fullstripelen，設置residual [i]為fullstripelen。 10)判斷cnt是否為零，若cnt = 0，表明該寫請求的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，轉(zhuǎn)到5)執(zhí)行，否則，轉(zhuǎn)到2)執(zhí)行。 由于應用程序設定每路數(shù)據(jù)塊的大小相等，所以N個發(fā)送緩沖區(qū)是依次順序填滿的。當緩沖區(qū)bufsend[O]至bufsend[N-l]依次填滿后，發(fā)送線程就會把這N個緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)逐個發(fā)送給RAID 5，并被順序?qū)懭氲絉AID 5的第kN到第(kN)+N-1條帶中，這里k=0，1，2，…，見圖3。由此實現(xiàn)了對RAID 5條帶的整條寫，避免了重構(gòu)寫或讀改寫；由于對條帶的寫入同時也是連續(xù)的，對RAID 5表現(xiàn)為順序?qū)?，避免了隨機寫操作所需的磁頭尋道。 按照如上方法存儲的視頻數(shù)據(jù)，第i路視頻數(shù)據(jù)存儲在第i、 N+i、2N+i，…，kN+l，…個條帶中，讀取每一路視頻數(shù)據(jù)時，LBA線性增加，磁頭順序移動，磁頭尋道開銷將比隨機讀要低。 為了保證應用程序重啟后，bufsend[i]寫入的整條數(shù)據(jù)仍然與RAID 5的條帶邊
界對齊，聚合驅(qū)動程序需要監(jiān)控應用程序?qū)υO備文件的打開與關閉操作。當應用程序關閉設備文件，發(fā)送線程最后一次向RAID 5寫數(shù)據(jù)時，緩沖區(qū)bufsend[i]可能沒有填滿，因此需要記錄當前offsend[i]及緩存字節(jié)數(shù)filled[i] (fullstripelen-residual [i])的值后，再把bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入RAID 5 ;當設備文件再次打開時，首先根據(jù)記錄的offsend[i]及filled[i]，在RAID 5中從offsend[i]位置開始，讀出filled[i]個字節(jié)到bufsend[i]后，再進入正常工作狀態(tài)。
實施例 如圖4所示，設2路視頻監(jiān)控應用程序，每次發(fā)送的寫數(shù)據(jù)塊大小為4KB， RAID 5條帶長度fullstripelen = 10KB(5個數(shù)據(jù)磁盤，1個校驗磁盤，每個數(shù)據(jù)塊大小為2KB)，第0路、第l路數(shù)據(jù)的發(fā)送緩沖區(qū)分別為bufsend
和bufsend[l]，初始變量residual
=residual[1] = fullstripelen = IOKB， offsend[O] = 0， offsend[l] = fullstripelen。
接收線程接收到應用程序發(fā)出的6個寫請求，分別來自于第0路、第1路視頻監(jiān)控，見圖4(a)，放入隊列Q中。發(fā)送線程向bufsend[O]和bufsend[l]分發(fā)寫請求，見圖4(b)。 發(fā)送線程進行如下操作，見圖4 (c)。對于每一路數(shù)據(jù)，前2個寫請求的數(shù)據(jù)塊被復制到緩沖區(qū)中，第3個寫請求數(shù)據(jù)塊的前面2KB將緩沖區(qū)填滿，該寫請求被修改為2KB。
大小為10KB的緩沖區(qū)填滿后，被寫入RAID 5，正好是RAID 5的一個條帶，RAID 5可以直接計算校驗數(shù)據(jù)，而不需要從磁盤上讀取舊的數(shù)據(jù)塊或校驗塊；而圖中的2個條帶在RAID 5中的地址又是連續(xù)的，見圖4(d)，由RAID 5作為順序的寫操作來處理，不需要磁盤尋道。 本發(fā)明利用緩沖區(qū)對多路數(shù)據(jù)進行重組聚合，在視頻監(jiān)控、連續(xù)數(shù)據(jù)保護等連續(xù)
數(shù)據(jù)存儲應用中，構(gòu)造出連續(xù)的、完整的條帶寫操作，提高RAID 5的吞吐能力。 對于RAID 6系統(tǒng)，本發(fā)明同樣適用。完整的條帶寫操作可以使RAID 6不需讀取
8磁盤數(shù)據(jù)塊或校驗塊就可以計算出校驗數(shù)據(jù)，而連續(xù)的條帶寫操作可以節(jié)省磁盤的尋道開 銷。
權利要求
一種連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向RAID 5的寫操作優(yōu)化設計方法，其特征在于，在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲應用中，通過在計算機上運行一個聚合驅(qū)動程序，對應用程序的寫數(shù)據(jù)塊進行聚合重組，即，在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲時，在內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)保存應用程序發(fā)出的寫數(shù)據(jù)塊，并構(gòu)造一個與RAID 5的完整條帶長度相等的對齊數(shù)據(jù)塊，之后，使對齊數(shù)據(jù)塊在RAID 5上恰好占滿整個條帶，再發(fā)送給RAID 5，以實現(xiàn)對RAID 5的整條寫；同時，對向RAID 5寫入的數(shù)據(jù)塊進行排序，使它們連續(xù)地寫入相鄰的條帶，由此實現(xiàn)RAID 5的連續(xù)I/O傳輸；其中，所述聚合驅(qū)動程序位于應用程序和RAID 5之間，包括兩個線程和一個隊列Q；兩個線程中，一個是接收線程，其完成如下工作監(jiān)控和接收應用程序發(fā)送給RAID 5的寫請求，并把接收到的寫請求加入到隊列Q；另一個是發(fā)送線程，其完成如下工作當隊列Q不為空時，從隊列Q中取出并處理寫請求；同時，聚合驅(qū)動程序要監(jiān)控應用程序?qū)υO備文件的打開與關閉操作。
2. 如權利要求1所述的一種連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向RAID 5的寫操作優(yōu)化設計方法，其特 征在于，所述對RAID 5的整條寫的實現(xiàn)過程如下應用程序把N路數(shù)據(jù)塊依次發(fā)送給RAID 5，由接收線程接收后將其加入到隊列Q ;設定 每次采集并寫入的數(shù)據(jù)塊大小相等，D(i， j)表示第i路采集到的第j項數(shù)據(jù)，O《i《N-l， 0《j ;對于每一路數(shù)據(jù)，發(fā)送線程為它創(chuàng)建一個發(fā)送緩沖區(qū)，記作bufsend[i] (0《i《N-l)， 其中，緩沖區(qū)大小為RAID 5的完整條帶長度Fu11 Stripe Length,簡記為fullstripelen ; 緩沖區(qū)緩存的字節(jié)數(shù)記為filled[i]，緩沖區(qū)空閑的字節(jié)數(shù)記為residual [i]; filled[i]+residiml[i] = fullstripelen ;發(fā)送線程從隊列Q中取出寫請求，設該請求對應于第i路數(shù)據(jù)，將其發(fā)送到對應的發(fā)送 緩沖區(qū)bufsend[i];對于bufsend[i]，初始其residual [i]為fullstripelen, offsend[i] =i*fullstripelen ;設bufsend[i]接收到的寫請求表示為(buf， cnt， off) ;bufsend[i] 處理寫請求的流程如下1) 接收第i路數(shù)據(jù)的寫請求(buf， cnt， off);2) 判斷bufsend[i]是否可容納該寫請求的數(shù)據(jù)塊，即，比較cnt和residual [i];如果 cnt小于residual [i]，轉(zhuǎn)到3);否則轉(zhuǎn)到6);3) 從該寫請求的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)復制cnt個字節(jié)到bufsend[i];4) 修改residual [i]為residual [i] _cnt ;5) 在隊列Q中刪除該寫請求，然后轉(zhuǎn)到1)執(zhí)行；6) 把該寫請求的前residual [i]個字節(jié)復制到bufsend[i];7) 將該寫請求修改為(buf+residiml [i] ， cnt_residiml [i] ， off+residiml [i])， 艮卩，修改buf為buf+residiml[i]， 修改cnt為cnt_residiml [i]， 修改off為 off+residiml [i];8) 由于經(jīng)步驟6)已將bufsend[i]填滿，此時，發(fā)送線程將bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入 RAID 5，其偏移量為offsend[i]，長度為fullstripelen ;9) 偏移量指針offsend[i]增加N*fullstripelen，并設置residual [i]為 fullstripelen ;10) 判斷cnt是否為零，若cnt = 0，表明該寫請求的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢，轉(zhuǎn)到5)執(zhí)行，否則，轉(zhuǎn)到2)執(zhí)行；由于應用程序設定每路數(shù)據(jù)塊的大小相等，所以N個發(fā)送緩沖區(qū)是依次順序填滿的；當緩沖區(qū)bufsend[O]至bufsend[N-l]依次填滿后，發(fā)送線程就會把這N個緩沖區(qū)中的數(shù) 據(jù)逐個發(fā)送給RAID 5，并被順序?qū)懭氲絉AID 5的第kN到第(kN)+N-1條帶中，這里k = 0， 1，2，…；為保證應用程序重啟后，bufsend[i]寫入的整條數(shù)據(jù)仍然與RAID 5的條帶邊界對齊， 聚合驅(qū)動程序需要監(jiān)控應用程序?qū)υO備文件的打開與關閉操作當應用程序關閉設備文件，發(fā)送線程最后一次向RAID 5寫數(shù)據(jù)時，需要記錄當 前offsend[i]及緩存字節(jié)數(shù)filled[i] (fullstripelen-residual [i])的值后，再把 bufsend[i]中的數(shù)據(jù)寫入RAID 5 ;當設備文件再次打開時，首先根據(jù)記錄的off send [i]及 filled[i]，在RAID 5中從offsend[i]位置開始，讀出filled[i]個字節(jié)到bufsend[i]后， 再進入正常工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種連續(xù)數(shù)據(jù)存儲中面向RAID5的寫操作優(yōu)化設計方法。在連續(xù)數(shù)據(jù)存儲應用中，在內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)保存應用程序發(fā)出的寫數(shù)據(jù)塊，并構(gòu)造一個與RAID 5的完整條帶長度相等的對齊數(shù)據(jù)塊，之后，使對齊數(shù)據(jù)塊在RAID5上恰好占滿整個條帶，再發(fā)送給RAID5，以實現(xiàn)對RAID5的整條寫。這樣寫入的數(shù)據(jù)塊恰好占滿RAID5的整個條帶，從而避免了重構(gòu)寫、讀改寫等生成校驗的開銷，數(shù)據(jù)塊的連續(xù)性避免了磁頭的尋道開銷，提高了存儲系統(tǒng)的吞吐能力。同時，對向RAID5寫入的數(shù)據(jù)塊進行排序，使它們連續(xù)地寫入相鄰的條帶，由此實現(xiàn)RAID 5的連續(xù)I/O傳輸。本發(fā)明同樣適用于RAID6。
文檔編號G06F3/06GK101727299SQ20101918501
公開日2010年6月9日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2010年2月8日
發(fā)明者劉靖宇, 周澤湘, 孫志卓, 謝紅軍, 譚毓安 申請人:北京同有飛驥科技有限公司