專利名稱：一種raid5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬 于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能的RAID5 級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，信息化程度越來越高，人們對(duì)數(shù)據(jù)可靠性和關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)的要求也越來越高。磁盤陣列RAID (Redundant Array of Independent Disks)是可靠存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域中的一個(gè)典型裝置，磁盤陣列的工作原理與特征RAID的基本結(jié)構(gòu)特征就是組合(Striping)，捆綁2個(gè)或多個(gè)物理磁盤成組，形成一個(gè)單獨(dú)的邏輯盤。連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)CDPKontinuous Data Protection)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)領(lǐng)域的一個(gè)重大突破，系統(tǒng)記錄每次數(shù)據(jù)更新請(qǐng)求的相關(guān)信息，在災(zāi)難發(fā)生后可恢復(fù)到任意的數(shù)據(jù)備份時(shí)間點(diǎn)。RAID結(jié)構(gòu)已經(jīng)被劃分為幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其中RAID5級(jí)別是無獨(dú)立校驗(yàn)盤的奇偶校驗(yàn)磁盤陣列，采用奇偶校驗(yàn)來檢查錯(cuò)誤，校驗(yàn)信息分布在各個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上，可以恢復(fù)任意單磁盤出錯(cuò)。RAID5磁盤陣列處理寫請(qǐng)求時(shí)都要更新校驗(yàn)信息，通常采用有讀改寫(read modifywrite)或重構(gòu)寫(reconstruct write)方式處理。讀改寫方式是先讀出寫請(qǐng)求將覆蓋的磁盤扇區(qū)內(nèi)容，再計(jì)算校驗(yàn)信息，最后更新寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)信息到磁盤；重構(gòu)寫方式是先讀出條帶中除校驗(yàn)磁盤外沒有被寫請(qǐng)求覆蓋的磁盤內(nèi)容，再與寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊計(jì)算校驗(yàn)，最后更新寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)信息到磁盤。目前具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能的磁盤陣列往往沒有充分發(fā)揮磁盤陣列讀寫性能，美國(guó)發(fā)明專利US7730347B1提出的具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能的磁盤陣列方案巧妙的將磁盤陣列寫過程中產(chǎn)生的異或值壓縮存儲(chǔ)到備份盤，但其并沒有充分利用磁盤陣列校驗(yàn)信息與連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，陣列的寫性能也有一定的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種RAID5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法，同時(shí)兼具連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，采用一種陣列與備份盤結(jié)合的架構(gòu)，通過暫停校驗(yàn)位更新，使得RAID5的寫性能得到提升尤其是在負(fù)載很大的時(shí)候作用更加明顯，解決現(xiàn)有的RAID5級(jí)別磁盤陣列在負(fù)載較大時(shí)寫性能不好的問題。本發(fā)明的一種具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能的RAID5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法， 包括存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建、數(shù)據(jù)讀寫和磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)這三個(gè)具體步驟，其特征如下(1)存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建首先，在RAID5磁盤陣列結(jié)構(gòu)外加一個(gè)備份盤，以保存RAID5磁盤陣列寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊與將被寫請(qǐng)求覆蓋的原數(shù)據(jù)塊通過異或計(jì)算的異或數(shù)據(jù)塊。其次，同時(shí)在內(nèi)存中設(shè)置Hash表和備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其中，備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放異或數(shù)據(jù)塊，Hash表用于記錄寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的磁盤號(hào)、扇區(qū)號(hào)、請(qǐng)求時(shí)間以及異或數(shù)據(jù)塊在備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)或備份盤中的索引信息。
一般情況下系統(tǒng)清空備份盤數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)先恢復(fù)RAID5磁盤陣列校驗(yàn)信息到一致狀態(tài)，同樣，使用本發(fā)明方法前應(yīng)確保RAID5磁盤陣列校驗(yàn)信息為一致狀態(tài)。對(duì)備份盤的寫操作采取順序追加的方式，寫往備份盤的數(shù)據(jù)先累積在備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，待緩沖區(qū)填滿之后再一次性寫到備份盤上。該存儲(chǔ)系統(tǒng)中RAID5磁盤陣列固定采用讀改寫方式而非重構(gòu)寫方式處理寫請(qǐng)求。(2)數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)處理讀請(qǐng)求的流程一般RAID5磁盤陣列相同，處理寫請(qǐng)求時(shí)并不需要讀取校驗(yàn)塊、計(jì)算校驗(yàn)信息和更新校驗(yàn)塊，其主要步驟如下(2. 1)將上層發(fā)下來的寫請(qǐng)求按照陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，將針對(duì)各磁盤相同扇區(qū)的寫請(qǐng)求用條帶s組織起來，假設(shè)條帶對(duì)應(yīng)的扇區(qū)號(hào)為C(S)；(2.2)記錄當(dāng)前時(shí)間為T(m)，m為系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間。采用讀改寫方式，讀出寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊 (m+1)將覆蓋磁盤位置的原數(shù)據(jù)塊 (m)放入條帶緩沖區(qū)；(2. 3)判斷備份緩沖區(qū)是否滿，如果緩沖區(qū)滿，轉(zhuǎn)步驟(2. 4)，否則轉(zhuǎn)步驟(2. 5)；(2. 4)將備份緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)順序?qū)懙絺浞荼P上，更新Hash表中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊條目的位置信息L為備份盤中該數(shù)據(jù)塊的存放位置；(2.5)計(jì)算寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊 (m+1)與條帶緩沖區(qū)中原數(shù)據(jù)塊 (m)的異或數(shù)據(jù)塊 Ρτ(ηι+1)，艮口Ρτ(ηι+1)—Βτ(ηι+1) Θ&ω。添加異或數(shù)據(jù)塊到備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中；(2. 6)假設(shè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)為D (i)，i為陣列內(nèi)部磁盤序號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)Hash表?xiàng)l目，記錄數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)D (i)、扇區(qū)號(hào)C (s)、請(qǐng)求時(shí)間T (m)以及異或塊PT(m+1)在備份緩沖區(qū)中的位置L(PT(m+1))，將條目插入到Hash表中；(2. 7)將寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊填充到條帶緩沖區(qū)，由條帶下發(fā)到各磁盤。在條帶中各磁盤寫操作完成之后，該次寫操作即成功返回。(3)磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)陣列發(fā)生磁盤失效的數(shù)據(jù)恢復(fù)需要借助備份盤，將備份緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)更新到備份盤，以RAID5磁盤陣列中條帶為單位，逐條帶恢復(fù)整個(gè)失效磁盤，其單條帶處理流程如下(3. 1)讀取磁盤數(shù)據(jù)塊到條帶s的磁盤緩沖區(qū)，置條帶中失效盤緩沖區(qū)為零。假設(shè)失效磁盤為D (r)，條帶處理的磁盤扇區(qū)號(hào)為C(S)，條帶s的磁盤緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)塊分別為 BT(m+k(1)) (D (1))、BT(m+k(2)) (D ⑵)、···、 (_( )) (D (η)), η 為陣列內(nèi)部磁盤總數(shù)，k ⑴為磁盤 i 從時(shí)間m到當(dāng)前被寫請(qǐng)求覆蓋的次數(shù)，其中(D(r)) =0；(3. 2)設(shè)臨時(shí)變量j，并賦值為1 ；(3. 3)如果j大于n，轉(zhuǎn)步驟(3. 7)，否則轉(zhuǎn)步驟(3. 4)；(3.4)查找Hash表中扇區(qū)號(hào)為C (s)，磁盤號(hào)為D (j)的條目，根據(jù)條目中數(shù)據(jù)塊的位置信息L，從備份盤中讀取異或數(shù)據(jù)塊PT(m+1) (D(j))、PT(m+2) (D(j))、->PT(ffl+k(J)) (D(j))，計(jì)算所有塊的異或值PD(j)=PT(m+1) (D(j)) ΘΡτ(ω+2) (D(j)) Θ …ΘΡτ(ω+_ (D(j))，若無對(duì)應(yīng)條目，PD(J) =0；(3. 5)將條帶中磁盤D(j)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊 (m+k(j)) (D(j))與PD(j)異或，即 Rd (j) =Βτ (m+k O)) ①⑶丨④卩！^，更新‘)到條帶中磁盤D (j)緩沖區(qū)；(3. 6)臨時(shí)變量j增1，轉(zhuǎn)步驟(3. 3)；(3. 7)磁盤緩沖區(qū)均完成更新，同步條帶，計(jì)算BDW=RD(1) RD(a …ΘΚω，更新Bdw到條帶失效磁盤緩沖區(qū)，由于PT(m+1)=&(m+1) ΘΒτ(ω)，且m時(shí)刻RAID5磁盤陣列牌校驗(yàn)一致性狀態(tài)，Bdw即為失效盤D (r)最新數(shù)據(jù)塊；(3.8)寫條帶中磁盤D(r)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊到恢復(fù)盤扇區(qū)C(s)，完成條帶s恢復(fù)。本發(fā)明基于一個(gè)普遍存在的現(xiàn)象，即RAID5級(jí)別的磁盤陣列寫性能較差，尤其是小數(shù)據(jù)塊寫請(qǐng)求時(shí)性能更差。本發(fā)明通過利用磁盤陣列與連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)的冗余信息，采用陣列與備份盤結(jié)合的架構(gòu)，包括存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建、數(shù)據(jù)讀寫和磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)這三個(gè)具體步驟，解決了 RAID5級(jí)別磁盤陣列寫性能不好的問題，同時(shí)兼具連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，極大提升了 RAID5級(jí)別磁盤陣列小數(shù)據(jù)塊寫請(qǐng)求性能。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的Hash鏈表結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的寫請(qǐng)求處理示意圖；圖4為本發(fā)明的恢復(fù)單條帶示意具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的一種RAID5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法，同時(shí)兼具連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，包括存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建、數(shù)據(jù)讀寫和磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)這三個(gè)具體步驟，其特征如下(1)存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建步驟，組成架構(gòu)如國(guó)1所示首先，在RAID5磁盤陣列結(jié)構(gòu)外加一個(gè)備份盤，以保存RAID5磁盤陣列寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊與將被寫請(qǐng)求覆蓋的原數(shù)據(jù)塊通過異或計(jì)算的異或數(shù)據(jù)塊。其次，同時(shí)在內(nèi)存中設(shè)置Hash表和備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其中，備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放異或數(shù)據(jù)塊，Hash表用于記錄寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的磁盤號(hào)、扇區(qū)號(hào)、請(qǐng)求時(shí)間以及異或數(shù)據(jù)塊在備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)或備份盤中的索引信息，Hash表具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。一般情況下系統(tǒng)清空備份盤數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)先恢復(fù)RAID5磁盤陣列校驗(yàn)信息到一致狀態(tài)，同樣，使用本發(fā)明方法前應(yīng)確保RAID5磁盤陣列校驗(yàn)信息為一致狀態(tài)。對(duì)備份盤的寫操作采取順序追加的方式，寫往備份盤的數(shù)據(jù)先累積在備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，待緩沖區(qū)填滿之后再一次性寫到備份盤上。該存儲(chǔ)系統(tǒng)中RAID5磁盤陣列固定采用讀改寫方式而非重構(gòu)寫方式處理寫請(qǐng)求。(2)數(shù)據(jù)讀寫系統(tǒng)處理讀請(qǐng)求的流程一般RAID5磁盤陣列相同，處理寫請(qǐng)求時(shí)并不需要讀取校驗(yàn)塊、計(jì)算校驗(yàn)信息和更新校驗(yàn)塊，具體流程如圖3所示，其主要步驟如下(2. 1)將上層發(fā)下來的寫請(qǐng)求按照陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，將針對(duì)各磁盤相同扇區(qū)的寫請(qǐng)求用條帶s組織起來，假設(shè)條帶對(duì)應(yīng)的扇區(qū)號(hào)為C(S)；(2.2)記錄當(dāng)前時(shí)間為T(m)，m為系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間。采用讀改寫方式，讀出寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊 (m+1)將覆蓋磁盤位置的原數(shù)據(jù)塊 (m)放入條帶緩沖區(qū)；(2. 3)判斷備份緩沖區(qū)是否滿，如果緩沖區(qū)滿，轉(zhuǎn)步驟(2. 4)，否則轉(zhuǎn)步驟(2. 5)；(2. 4)將備份緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)順序?qū)懙絺浞荼P上，更新Hash表中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊條目的位置信息L為備份盤中該數(shù)據(jù)塊的存放位置；(2.5)計(jì)算寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊 (m+1)與條帶緩沖區(qū)中原數(shù)據(jù)塊 (m)的異或數(shù)據(jù)塊 Ρτ(ηι+1)，艮口Ρτ(ηι+1)—Βτ(ηι+1) Θ&ω。添加異或數(shù)據(jù)塊到備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中；(2. 6)假設(shè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)為D (i)，i為陣列內(nèi)部磁盤序號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)Hash表?xiàng)l目，記錄數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)D (i)、扇區(qū)號(hào)C (s)、請(qǐng)求時(shí)間T (m)以及異或塊PT(m+1)在備份緩沖區(qū)中的位置L(PT(m+1))，將條目插入到Hash表中；(2. 7)將寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊填充到條帶緩沖區(qū)，由條帶下發(fā)到各磁盤。在條帶中各磁盤寫操作完成之后，該次寫操作即成功返回。(3)磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)陣列發(fā)生磁盤失效的數(shù)據(jù)恢復(fù)需要借助備份盤，將備份緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)更新到備份盤，以RAID5磁盤陣列中條帶為單位，逐條帶恢復(fù)整個(gè)失效磁盤，其單條帶處理流程如圖4 所示，主要處理步驟如下(3. 1)讀取磁盤數(shù)據(jù)塊到條帶s的磁盤緩沖區(qū)，置條帶中失效盤緩沖區(qū)為零。假設(shè)失效磁盤為D (r)，條帶處理的磁盤扇區(qū)號(hào)為C(S)，條帶s的磁盤緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)塊分別為 BT(m+k(1)) (D (1))、BT(m+k(2)) (D ⑵)、···、 (_( )) (D (η)), η 為陣列內(nèi)部磁盤總數(shù)，k ⑴為磁盤 i 從時(shí)間m到當(dāng)前被寫請(qǐng)求覆蓋的次數(shù)，其中(D(r)) =0；(3. 2)設(shè)臨時(shí)變量j，并賦值為1 ；(3. 3)如果j大于n，轉(zhuǎn)步驟(3. 7)，否則轉(zhuǎn)步驟(3. 4)；(3.4)查找Hash表中扇區(qū)號(hào)為C (s)，磁盤號(hào)為D (j)的條目，根據(jù)條目中數(shù)據(jù)塊的位置信息L，從備份盤中讀取異或數(shù)據(jù)塊PT(m+1) (D(j))、PT(m+2) (D(j))、->PT(ffl+k(J)) (D(j))，計(jì)算所有塊的異或值PD(j)=PT(m+1) (D(j)) ΘΡτ(ω+2) (D(j)) Θ …ΘΡτ(ω+_ (D(j))，若無對(duì)應(yīng)條目，PD(J) =0；(3. 5)將條帶中磁盤D(j)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊 (m+k(j)) (D(j))與PD(j)異或，即 RD(j)=Bl(m+k(j)) ①⑶丨④卩！^，更新‘)到條帶中磁盤D (j)緩沖區(qū)；(3. 6)臨時(shí)變量j增1，轉(zhuǎn)步驟(3. 3)；(3. 7)磁盤緩沖區(qū)均完成更新，同步條帶，計(jì)算BDW=RD(1) RD(a … RD(n)，更新 Bdw到條帶失效磁盤緩沖區(qū)，由于PT(m+1)=BT(m+1) ΘΒτ(ω)，且m時(shí)刻RAID5磁盤陣列牌校驗(yàn)一致性狀態(tài)，Bdw即為失效盤D (r)最新數(shù)據(jù)塊；(3.8)寫條帶中磁盤D(r)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊到恢復(fù)盤扇區(qū)C(s)，完成條帶s恢復(fù)。
權(quán)利要求
1. 一種RAID5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法，具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，其特征在于， 該方法包括如下具體步驟(1)存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建首先，在RAID5磁盤陣列結(jié)構(gòu)外設(shè)置備份盤，以保存RAID5磁盤陣列寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊與將被寫請(qǐng)求覆蓋的原數(shù)據(jù)塊通過異或計(jì)算得到的異或數(shù)據(jù)塊；其次，同時(shí)在內(nèi)存中設(shè)置Hash表和備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，其中，備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)存放異或數(shù)據(jù)塊，Hash表用于記錄寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的磁盤號(hào)、扇區(qū)號(hào)、請(qǐng)求時(shí)間以及異或數(shù)據(jù)塊在備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)或備份盤中的索引信息。(2)數(shù)據(jù)讀寫，具體過程如下(2. 1)將寫請(qǐng)求按照陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，將針對(duì)各磁盤相同扇區(qū)的寫請(qǐng)求用條帶s組織起來，設(shè)定條帶s對(duì)應(yīng)的扇區(qū)號(hào)為C(S)；(2. 2)記錄當(dāng)前時(shí)間為T(m)，m為系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間，讀出寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊BT(m+1)將覆蓋磁盤位置的原數(shù)據(jù)塊Btw放入條帶緩沖區(qū)；(2.3)判斷備份緩沖區(qū)是否滿，如果緩沖區(qū)滿，轉(zhuǎn)步驟(2. 4)，否則轉(zhuǎn)步驟(2.5)； (2. 4)將備份緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)順序?qū)懙絺浞荼P上，更新Hash表中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊條目的位置信息L為備份盤中該數(shù)據(jù)塊的存放位置；(2. 5)計(jì)算寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊BT(m+1)與條帶緩沖區(qū)中原數(shù)據(jù)塊Btw的異或數(shù)據(jù)塊PT(m+1)，即 Ρτ(ω+ι)=Βτ(ω+1)ΘΒτ(ω)，添加該異或數(shù)據(jù)塊到備份數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中；(2. 6)假設(shè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)為D(i)，其中i為陣列內(nèi)部磁盤序號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)Hash 表?xiàng)l目，記錄該請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊的磁盤號(hào)D (i)、扇區(qū)號(hào)C(S)、請(qǐng)求時(shí)間T (m)以及異或塊PT(m+1)在備份緩沖區(qū)中的位置L(PT(m+1))，將條目插入到Hash表中；(2. 7)將寫請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊填充到條帶緩沖區(qū)，由條帶下發(fā)到各磁盤，在條帶中各磁盤寫操作完成之后，該次寫操作即成功返回。(3)磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)陣列發(fā)生磁盤失效的數(shù)據(jù)恢復(fù)需要借助備份盤，將備份緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)更新到備份盤， 以RAID5磁盤陣列中條帶為單位，逐條帶恢復(fù)整個(gè)失效磁盤，其中任一單條帶s的處理流程如下(3. 1)讀取磁盤數(shù)據(jù)塊到條帶s的磁盤緩沖區(qū)，置條帶中失效盤緩沖區(qū)為零，假設(shè)失效磁盤為D(r)，條帶處理的磁盤扇區(qū)號(hào)為C(S)，條帶s的磁盤緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)塊分別為BT(m+k(1)) (D(I))、BT(M+k⑵)(D(2))、…、BT(m+k(n)) (D(n)), η為陣列內(nèi)部磁盤總數(shù)，k(i)為磁盤i從時(shí)間 m到當(dāng)前被寫請(qǐng)求覆蓋的次數(shù)，其中BT(m+kW)(D(r)) = O ； (3. 2)設(shè)臨時(shí)變量j，并賦值為1 ； (3. 3)如果j大于η,轉(zhuǎn)步驟(3. 7)，否則轉(zhuǎn)步驟(3. 4)；(3. 4)查找Hash表中扇區(qū)號(hào)為C (s)，磁盤號(hào)為D (j)的條目，根據(jù)條目中數(shù)據(jù)塊的位置信息L，從備份盤中讀取異或數(shù)據(jù)塊PT(m+1) (D(j))、PT(m+2) (D(j))、->PT(ffl+k(J)) (D(j))，計(jì)算所有塊的異或值PD(j)=PT(m+1) (D(j)) ΘΡτ(ω+2) (D(j)) Θ …ΘΡτ(ω+_ (D(j))，若無對(duì)應(yīng)條目， Pd(J) = O ；(3. 5)將條帶中磁盤D(j)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊BT(m+_ (D(j))與異或，即RD(j)=Bl(m+k(j)) ①⑶丨④卩！^，更新‘)到條帶中磁盤D (j)緩沖區(qū)；(3.6)臨時(shí)變量j增1，轉(zhuǎn)步驟(3.3)；(3. 7)磁盤緩沖區(qū)均完成更新，同步條帶，計(jì)算BdW=Rd(1) Rd(2) Θ ··· ‘ )，更新Bdw 到條帶失效磁盤緩沖區(qū)，Bdw即為失效盤D(r)最新數(shù)據(jù)塊；(3.8)寫條帶中磁盤D(r)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)塊到恢復(fù)盤扇區(qū)C(s)，完成條帶s恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述RAID5磁盤陣列校驗(yàn)信息為一致狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述的RAID5磁盤陣列采用讀改寫方式處理寫請(qǐng)求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RAID5級(jí)別磁盤陣列的寫性能優(yōu)化方法，同時(shí)兼具連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能，屬于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，解決RAID5級(jí)別磁盤陣列在寫負(fù)載請(qǐng)求聚發(fā)時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)慢的問題。本發(fā)明包括存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建步驟、數(shù)據(jù)讀寫步驟和磁盤失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)步驟，采用陣列與數(shù)據(jù)備份盤組合的存儲(chǔ)系統(tǒng)組織方案，通過暫停校驗(yàn)位的更新，減少寫操作引起的磁盤I/O次數(shù)來提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)利用備份盤數(shù)據(jù)可恢復(fù)陣列至之前任一時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)。本發(fā)明通過暫停校驗(yàn)位更新的方法為具有連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)功能的RAID5磁盤陣列提升寫負(fù)載請(qǐng)求聚發(fā)時(shí)系統(tǒng)的性能，可用于需要數(shù)據(jù)保護(hù)功能、負(fù)載突發(fā)率高的存儲(chǔ)環(huán)境，適用于構(gòu)建高性能、高可靠性的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F3/06GK102184079SQ20111011180
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者馮丹, 劉建平, 劉景寧, 沙睿彬, 金超, 陳儉喜, 黃賽 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)