一種全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法與流程

本發(fā)明涉及存儲數(shù)據(jù)校驗領(lǐng)域，具體涉及一種全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法。該數(shù)據(jù)校驗方法通過存儲設(shè)置的raid類別來區(qū)分，不必局限于raid種別，主要實現(xiàn)方式是采用三重數(shù)據(jù)校驗的方法對數(shù)據(jù)進行校驗，同時采用全局熱備，將熱備盤打散存放在各個磁盤上，使得數(shù)據(jù)校驗更準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)更安全，重構(gòu)速度更快。

背景技術(shù)：

隨著服務(wù)器在企業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)恢復(fù)，存儲速度等方面對企業(yè)用戶來說越來越重要，而raid卡在此過程中起著至關(guān)重要的作用。raid(磁盤陣列redundantarraysofindependentdisks，raid)是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同的方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤)，從而提供比單個硬盤更高的存儲性能與數(shù)據(jù)備份能力的技術(shù)。raid特色是n塊硬盤同時讀取速度加快及提供容錯性。根據(jù)磁盤陳列的不同組合方式，可以將raid分為不同級別。級別并不代表技術(shù)高低，選擇哪一種raidlevel的產(chǎn)品純視用戶的操作環(huán)境及應(yīng)用而定，與級別高低沒有必然關(guān)系。

raid擴大了存儲能力可由多個硬盤組成容量巨大的存儲空間，并且降低了單位容量的成本，市場上最大容量的硬盤每兆容量的價格要大大高于普及型硬盤，因此采用多個普及型硬盤組成的陣列其單位價格要低得多。提高了存儲速度單個硬盤速度的提高均受到各個時期的技術(shù)條件限制，要更進一步往往是很困難的，而使用raid，則可以讓多個硬盤同時分?jǐn)倲?shù)據(jù)的讀或?qū)懖僮?，因此整體速度有成倍地提高?？煽啃苑矫?，raid系統(tǒng)可以使用兩組硬盤同步完成鏡像存儲，這種安全措施對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來說非常最重要。

raid控制器的一個關(guān)鍵功能就是容錯處理。容錯陣列中如有單塊硬盤出錯，不會影響到整體的繼續(xù)使用，高級raid控制器還具有拯救數(shù)據(jù)功能。raid3是最常使用的硬盤陣列技術(shù)。raid3至少需要3個硬盤。raid3的總?cè)萘繛楦鱾€硬盤容量之和減去一塊硬盤的容量。應(yīng)用此技術(shù)，數(shù)據(jù)被分條存儲在多個磁盤內(nèi)。另外，會產(chǎn)生奇偶校驗，并一并存儲在磁盤內(nèi).使用raid3，數(shù)據(jù)知識塊會比平均i/o大小來的小的多，同時磁盤主軸會被同步，以便提高數(shù)據(jù)傳送的帶寬。由于使用奇偶校驗，raid3的數(shù)據(jù)條帶可以抵抗其中的一個磁盤出錯而不丟失任何信息。raid3對于大量的連續(xù)數(shù)據(jù)可提供很好的傳輸率，但對于隨機數(shù)據(jù)，奇偶盤會成為寫操作的瓶頸。利用單獨的校驗盤來保護數(shù)據(jù)雖然沒有鏡像的安全性高，但是硬盤利用率得到了很大的提高，為(n-1)/n。

raid5和raid3極為相似，都是數(shù)據(jù)分條，奇偶校驗產(chǎn)生冗余。但是，它不采用一個固定的硬盤來存儲奇偶校驗值，所有數(shù)據(jù)和校驗值都分布在所有硬盤上。raid5最大的好處是在一塊盤掉線的情況下，raid照常工作，相對于raid0必須每一塊盤都正常才可以正常工作的狀況容錯性能更好。raid5把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶校驗信息存儲到組成raid5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上，其中任意n-1塊磁盤上都存儲完整的數(shù)據(jù)，也就是說有相當(dāng)于一塊磁盤容量的空間用于存儲奇偶校驗信息。因此當(dāng)raid5的一個磁盤發(fā)生損壞后，不會影響數(shù)據(jù)的完整性，從而保證了數(shù)據(jù)安全。當(dāng)損壞的磁盤被替換后，raid還會自動利用剩下奇偶校驗信息去重建此磁盤上的數(shù)據(jù)，來保持raid5的高可靠性。

傳統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)校驗方法是基于存儲設(shè)置時，選用磁盤所做的raid種別而定，如上所述，不同raid種別數(shù)據(jù)的校驗方法也有所區(qū)別，且熱備盤的設(shè)置一般是獨立于raid盤之外，這樣的設(shè)置雖然安全但是在磁盤發(fā)生故障時，重構(gòu)時間延長。

針對上述問題，本申請發(fā)明一種全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法，該校驗方法是將存儲的磁盤建成一個整體的raid，不需要用戶自己設(shè)置。在存儲的整體raid中，采用三重數(shù)據(jù)校驗的方法對數(shù)據(jù)進行校驗，同時采用全局熱備，將熱備盤打散存放在各個磁盤上，而不是傳統(tǒng)的設(shè)置一個或多個熱備盤的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請所述的數(shù)據(jù)校驗方法簡單的說就是三層數(shù)據(jù)校驗：

將存儲設(shè)備中所有的磁盤放到一個整體的raid之中，將數(shù)據(jù)存放分散到每一個磁盤之上。

在每一個磁盤上都設(shè)有數(shù)據(jù)區(qū)(data)、校驗區(qū)(parity)和熱備區(qū)(spare)。

校驗區(qū)分三層存儲在于每一個磁盤之上，寫入磁盤的數(shù)據(jù)都會對元數(shù)據(jù)進行奇偶校驗。

元數(shù)據(jù)(metadata)，又稱中介數(shù)據(jù)、中繼數(shù)據(jù)，為描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(dataaboutdata)，主要是描述數(shù)據(jù)屬性(property)的信息，用來支持如指示存儲位置、歷史數(shù)據(jù)、資源查找、文件記錄等功能。元數(shù)據(jù)算是一種電子式目錄，為了達到編制目錄的目的，必須在描述并收藏數(shù)據(jù)的內(nèi)容或特色，進而達成協(xié)助數(shù)據(jù)檢索的目的。在本申請發(fā)明的校驗方法中，對每個寫入的數(shù)據(jù)都會進行元數(shù)據(jù)的奇偶校驗。

假如一套存儲有24個磁盤，一般會設(shè)有20個數(shù)據(jù)盤，三個校驗盤以及一個熱備盤，而按照本申請所發(fā)明的數(shù)據(jù)校驗方法，這些區(qū)域會平均打散存在于每個磁盤之上，并不是集中單獨存在。

具體地，本申請請求保護一種全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法，其特征在于該數(shù)據(jù)校驗方法具體包括：在存儲設(shè)備上的每一個磁盤都設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)d、校驗區(qū)p、和熱備區(qū)s；校驗區(qū)p由p、q、r三層組成；每個數(shù)據(jù)d寫入時都會進行元數(shù)據(jù)的奇偶校驗。

如上所述的全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法，其特征還在于，熱備盤是打散存放在各個磁盤上。

如上所述的全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法，其特征還在于，數(shù)據(jù)重建時僅重建磁盤上的損壞數(shù)據(jù)塊，未發(fā)生錯誤的區(qū)域直接使用拷貝方式將數(shù)據(jù)塊復(fù)制到熱備盤。

附圖說明

圖1、設(shè)有12塊磁盤的存儲裝置示意圖

圖2、磁盤數(shù)據(jù)區(qū)、校驗區(qū)和熱備區(qū)的分布圖

圖3、元數(shù)據(jù)的奇偶校驗示意圖

具體實施方式

本申請發(fā)明一種全新的磁盤數(shù)據(jù)校驗方法，主要實現(xiàn)方式是采用三重數(shù)據(jù)校驗的方法對數(shù)據(jù)進行校驗，同時采用全局熱備，將熱備盤打散存放在各個磁盤上。

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的實施例做進一步地詳細描述：

圖1所示為一個有12塊磁盤存儲設(shè)備；

圖2所示為按本發(fā)明所述方法，在存儲設(shè)備上不同的磁盤上都設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)d、校驗區(qū)p、和熱備區(qū)s。

圖3中，校驗區(qū)p具體由p、q、r三層組成，對每個寫入的數(shù)據(jù)d都會進行元數(shù)據(jù)的奇偶校驗。

本申請發(fā)明的數(shù)據(jù)校驗方法支持快速數(shù)據(jù)重建：

重建時僅重建磁盤上的損壞數(shù)據(jù)塊，未發(fā)生錯誤的區(qū)域直接使用拷貝方式將數(shù)據(jù)塊復(fù)制到熱備盤，這種重建方式相比于傳統(tǒng)raid機制，可明顯降低重建過程對raid組性能造成的影響。

顯而易見地，附圖中所示的僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的技術(shù)方案，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本申請發(fā)明的全新的算法和三重數(shù)據(jù)校驗方法，可以提供更高的數(shù)據(jù)安全機制，允許在同一個磁盤組中任意三塊磁盤出現(xiàn)整盤物理故障(加熱備盤可以同時壞四塊)時，存儲依然可以正常運行，數(shù)據(jù)不受任何影響。數(shù)據(jù)不丟失，業(yè)務(wù)不中斷，繼續(xù)為前端應(yīng)用提供支持。在更換三塊新磁盤后，及時支持并行重建。

本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)校驗方法技術(shù)效果顯著，在實踐中應(yīng)用廣泛。