一種提高raid-6可擴展性的數(shù)據(jù)遷移方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于計算機存儲領域，具體設及一種提高RAID-6可擴展性的數(shù)據(jù)遷移方 法。
【背景技術】
[000引隨著多盤故障的可能性的增長，RAID-6也受到了越來越多的關注。目前存在著大 量的基于多種可擦除編碼技術的RAID-6的實現(xiàn)，MDS(MaximumDistanceS巧ar油le，最大 距離可分碼）編碼便是其中的一種傳統(tǒng)編碼。MDS編碼通過提供一定量的冗余來實現(xiàn)應對 磁盤故障的保護。根據(jù)數(shù)據(jù)與檢驗的分布，MDS編碼可W分為水平編碼與垂直編碼。
[000引然而，目前磁盤陣列中的已有的解決方案并不適用于RAID-6的擴展（向已有的磁 盤陣列中添加新的磁盤）。在尋找有效的解決方案，W有效地對基于MDS編碼的RAID-6系統(tǒng) 進行擴展的問題上，研究人員面臨著極大的挑戰(zhàn)。首先，目前已有的針對RAID-0或RAID-5 的通用性的方案并不適用于多種多樣的RAID-6的編碼。例如，RDP與P-code中數(shù)據(jù)與檢 驗有著不同的布局，如圖1與圖2所示。因此擴展方案需要根據(jù)RDP或P-code的特性分別 進行設計。其次，傳統(tǒng)的擴展方案是基于round-robin順序的，但其較高的校驗遷移、修改 與計算的代價使其不適用于RAID-6。原因之一在于RAID-6編碼的校驗布局十分復雜。另 一個原因在于擴展之后條帶會發(fā)生戲劇性的變化。例如，任意數(shù)據(jù)元素的移動將會在與其 相關的校驗元素上導致可達8次的額外的I/O操作。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種提高RAID-6可擴展性的數(shù)據(jù)遷移方法，能夠加速 RAID-6的擴展過程，減少遷移時間。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種提高RAID-6可擴展性的數(shù)據(jù)遷移方法，包括：
[0006] 為擴展前編碼矩陣的單個數(shù)據(jù)塊與校驗塊定義不同的優(yōu)先級；
[0007] 比較擴展前后的編碼矩陣的陳列布局并尋找一個代價最小的方式改變擴展前的 使用中的條帶的陳列布局，確定移動擴展前的使用中的條帶中具有最高的移動優(yōu)先級的數(shù) 據(jù)塊與校驗塊；
[0008] 根據(jù)編碼矩陣的條帶中數(shù)據(jù)塊的分布，確定選擇一組條帶中的一小部分條帶W進 行后續(xù)平衡工作負載；
[0009] 根據(jù)確定的移動擴展前的使用中的條帶中具有最高的移動優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊與校 驗塊和確定選擇的一組條帶中的一小部分條帶為每個條帶進行數(shù)據(jù)遷移。
[0010] 進一步的，在上述方法中，當所述編碼矩陣為水平編碼矩陣，比較擴展前后的編碼 矩陣的陳列布局并尋找一個代價最小的方式改變擴展前的使用中的條帶的陳列布局，確定 移動擴展前的使用中的條帶中具有最高的移動優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊與校驗塊包括：
[0011] 標記擴展后的校驗盤，其中，校驗盤保留，擴展的磁盤均作為數(shù)據(jù)盤使用；
[0012] 標記擴展后的磁盤，其中，將m塊磁盤添加到磁盤陣列中，新添加的磁盤被插在所 有數(shù)據(jù)磁盤的中間，m為正整數(shù)；
[0013] 進行行標記，其中，如果一個擴展前的使用中的條帶包含了n,個數(shù)據(jù)行，則會在擴 展后的使用中的條帶標記上相同的行標記，n,為正整數(shù)；
[0014] 進行特殊校驗處理，W確定移動擴展前的使用中的條帶中具有最高的移動優(yōu)先級 的數(shù)據(jù)塊與校驗塊。
[0015] 進一步的，在上述方法中，進行特殊校驗處理，W確定移動擴展前的使用中的條帶 中具有最高的移動優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊與校驗塊包括：
[0016] 如果水平校驗塊參加構成了斜向或反斜向校驗塊，那么水平鏈中數(shù)據(jù)塊或校驗塊 有著比斜向或反斜向校驗鏈中更高的優(yōu)先級；
[0017] 相反地，如果斜向或反斜向校驗塊參與構成了水平校驗塊，那么斜向或反斜向校 驗塊中的數(shù)據(jù)塊與校驗塊移動有著比水平鏈中更高的優(yōu)先級。
[0018] 進一步的，在上述方法中，當所述編碼矩陣為垂直編碼矩陣，比較擴展前后的編碼 矩陣的陳列布局并尋找一個代價最小的方式改變擴展前的使用中的條帶的陳列布局，確定 移動擴展前的使用中的條帶中具有最高的移動優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊與校驗塊包括：
[0019] 進行原始盤標記，其中，原始磁盤標識（ID)被保留，而擴展磁盤將用作數(shù)據(jù)盤；
[0020] 進行擴展盤標記，將m塊盤加入一個陣列中，新加入的m塊盤被標記為最后的m 列。
[0021] 進一步的，在上述方法中，所述條帶中數(shù)據(jù)塊的分布根據(jù)數(shù)據(jù)塊分布的統(tǒng)計信息 得到。
[0022] 進一步的，在上述方法中，確定選擇一組條帶中的一小部分條帶W進行后續(xù)平衡 工作負載中，水平編碼矩陣的一小部分條帶因為較高的遷移代價而進行平衡工作負載犧 牲。
[0023] 進一步的，在上述方法中，確定選擇一組條帶中的一小部分條帶W進行后續(xù)平衡 工作負載中，垂直編碼矩陣的一小部分條帶為不作遷移的保留的條帶。
[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明根據(jù)對單個/多個條帶的全局，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移最小化和 校驗的修改與計算，該方法通過減少修改校驗的次數(shù)，異或計算的次數(shù)，總共的I/O操作的 次數(shù)W及遷移時間來加速RAID-6的擴展過程；該方法使I/O在磁盤陣列中的磁盤上均勻分 布，減少了遷移時間。
【附圖說明】
[00巧]圖1顯示了畑P編碼磁盤數(shù)從6到8的擴展示意圖，其中，圖1 (a)顯示P= 5時RDP編碼的行校驗示意圖，圖1 (a)顯示P= 5時RDP編碼的斜校驗示意圖，圖1 (C)顯示P =7時RDP編碼的行校驗示意圖，圖1 (d)顯示P= 7時RDP編碼的斜校驗示意圖；
[0026] 圖2說明了P-Code編碼磁盤數(shù)從6擴展到7的示意圖，其中，圖2 (a)顯示P= 7,p-1塊磁盤時P-Code的垂直校驗示意圖，圖2化）顯示P=7,P塊磁盤時P-Code的垂直 校驗示意圖；
[0027] 圖3為總結不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)的校驗修改開銷的示意圖；
[002引圖4是BlockO的數(shù)據(jù)移動情況示意圖，其中，圖4(a)為行校驗示意圖，圖4(b)為 斜松驗不意圖；
[0029] 圖5為總結擴展盤標記開銷情況的示意圖；
[0030] 圖6是本發(fā)明一實施例（RDP編碼）的基于優(yōu)先級的遷移過程示意圖，其中，圖 6(a)為邏輯地址示意圖，圖6(b)為行校驗示意圖，圖6(c)為斜校驗示意圖；
[0031] 圖7是本發(fā)明一實施例（P-Code編碼）的基于優(yōu)先級的遷移過程示意圖，其中，圖 7(a)為邏輯地址示意圖，圖7(b)為垂直校驗示意圖；
[0032] 圖8是本發(fā)明一實施例（RDP編碼）的條帶集中的數(shù)據(jù)分布示意圖；
[0033] 圖9是本發(fā)明一實施例（P-Code編碼）的條帶集中的數(shù)據(jù)分布示意圖；
[0034] 圖10是本發(fā)明一實施例伽P編碼）的在負載平衡步驟中基于優(yōu)先級的遷移過程 示意圖，其中，圖10(a)為邏輯地址示意圖，圖10化）為行校驗示意圖，圖10(C)為斜校驗示 意圖；
[00巧]圖11是本發(fā)明一實施例（P-Code編碼）的在負載平衡步驟中基于優(yōu)先級的遷移 過程示意圖，其中，圖11(a)為邏輯地址示意圖，圖11(b)為垂直校驗示意圖；
【具體實施方式】
[0036] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0037] 本發(fā)明提供一種提高RAID-6可擴展性的數(shù)據(jù)遷移方法，包括：
[0038] 步驟S1，優(yōu)先級定義；為擴展前編碼矩陣的單個數(shù)據(jù)塊與校驗塊定義不同的優(yōu)先 級；根據(jù)圖3中總結的校驗修改次數(shù)，我們定義了該方法中數(shù)據(jù)塊與