[发明专利]独立磁盘的冗余阵列的在线扩容过程的中断与恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种独立磁盘之冗余阵列的在线扩容方法，特别是涉及一种独立磁盘的冗余阵列的在线扩容过程的中断与恢复方法。

背景技术

独立磁盘的冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk，RAID)将多台硬盘通过独立磁盘的冗余阵列控制器(如硬件、软件)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用，其特色是多台硬盘同时读取速度加快及提供容错性。目前，常见的独立磁盘的冗余阵列包含：Linear、RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5、RAID6、RAID10以及RAID50等。

独立磁盘的冗余阵列的储存原理是用位分割(Bit Striping)或区块分割(Block Striping)的分割方式，将数据分散储存至各硬盘中，当硬盘有受损时经由互斥或(XOR)运算，再将存在其它各硬盘内的校验磁盘分段(ParityBlocks)以及等量数据(Data Stripe)磁驱的数据分段(Data Blocks)进行计算而重建(Rebuild)数据。

磁盘容量的增加与效能的增强均为当前磁盘阵列系统的关键问题，而于磁盘阵列系统中增加新的磁盘，是增加系统容量和增强系统效能的较佳的途经。传统的增加磁盘阵列系统的方法是先备份磁盘阵列中的数据，再重建新的大容量的逻辑碟并恢复数据。然而，这种方法在7×24运行的系统中是不可行的。因此，就需要一种磁盘阵列系统的在线扩容功能，其可以让使用者在不关闭系统的情况下，增加新的磁盘。公知技术的在线扩容技术大多采用硬件独立磁盘的冗余阵列控制卡来实现。但这些工具大部分对添加的磁盘数目有限制，或在扩容的过程中是不可以停止的。上述问题给使用者的日常工作带来了很大的不便。

如图1所示，独立磁盘的兀余阵列(Redundant Array of IndependentDisk，RAID)的在线扩容(Online Capacity Expansion，OCE)是指在不关机、无须对扩容前独立磁盘的冗余阵列10重新初始化的情况下，增加新的磁盘20到原来一种已经建好的扩容后独立磁盘的冗余阵列30中，并且不损坏原扩容前独立磁盘的冗余阵列10中的任何数据内容，同时不会影响到系统的正常运行，也不需要重启系统就能够应用新的设置。

为了方便使用者对扩容的管理，消除了一些利用硬件进行磁盘阵列在线扩容的限制，公知技术(台湾专利申请案号第094144573号；中国专利申请案号第200510097477.7号，专利名称“独立磁盘的冗余阵列(RAID)的扩充系统及其方法”)中，请参考图2所示，公开了一种独立磁盘的冗余阵列的扩容方法，用以通过新增数个驱动器，将一个独立磁盘的冗余阵列中的驱动器数量由N个扩容至M个，该方法包含以下步骤：

接收包含各新增的驱动器名称、新增的驱动器数目、新增的驱动器信息、扩容速度的上限以及迁移单元的大小的扩容信息(S200)；

分配扩容信息并将扩容信息写入该扩容前独立磁盘的冗余阵列的超级区块，且创建一记录请求地址与扩容前独立磁盘的冗余阵列的一当前迁移单元地址冲突的请求信息的等待列表(S210)；

将扩容前独立磁盘的冗余阵列与各新增的驱动器构造成一无须同步操作的临时独立磁盘的冗余阵列(S220)；

读取等待列表记录的请求信息并执行相应操作，依照扩容信息以迁移单元为单位迁移扩容前独立磁盘的冗余阵列的数据至临时独立磁盘的冗余阵列，并于数据迁移线程中处理使用者对扩容前独立磁盘的冗余阵列的输入/输出请求(S230)；以及于数据迁移完毕后，调整扩容前独立磁盘的冗余阵列的结构为扩容后独立磁盘的冗余阵列的结构，并释放临时独立磁盘的冗余阵列(S240)。

在上述独立磁盘的冗余阵列的扩容方法中，由于在线扩容过程中，很可能发生异常中断情况，导致扩容过程停止，系统重启后，可以有两种方法让扩容继续，一是重新设置扩容参数，使扩容过程从头开始；二是能从中断处继续扩容。很显然，第一种方法不切实际，并且也不可能，因为数据的在线扩容是一个很复杂的过程，它需要相当长的时间，如果在扩容的尾声中断，再重新从头开始扩容要浪费数倍的时间；为了使扩容过程能在启动系统后继续进行，一是必须增加数据的保护处理，二是增加扩容的恢复处理过程。

因此，独立磁盘的冗余阵列的在线扩容过程中，如何因应异常中断情况，进行中断与恢复万法，成为一被关注的议题。

发明内容