[发明专利]消除廉价磁盘冗余阵列设备的同步过程的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁盘管理方法，尤其涉及一种消除RAID设备的同步过程的方法。

背景技术

廉价磁盘冗余阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，简称RAID)设备通过RAID控制器(可为硬件或软件)将N台硬盘结合成虚拟单台大容量硬盘，以提供更大的储存容量、更快的存取速度或数据冗余功能。依照其数据组织方式的不同，RAID设备可以分为Linear(线性模式)、磁盘阵列0(RAID-0)、RAID-1、RAID-5、RAID-6等。其中RAID-1、RAID-5和RAID-6以及由它们扩展而来的RAID-10、RAID-50等，均提供数据冗余功能。

数据冗余功能是指：RAID设备通过储存冗余数据，当此RAID设备中的一个或多个硬盘损坏时，通过一定的方法仍然能够从此RAID设备上得到完整的数据。RAID设备中储存冗余数据有两种方式：镜像方式和校验方式。镜像方式是指：RAID设备中一个硬盘的数据在其它硬盘中以镜像的方式储存，如RAID-1。校验方式系指：RAID设备中一部份硬盘储存经过计算后的校验数据，以达到数据冗余的效果，如RAID-5。

RAID-1又称镜像(Mirror)，采用镜像容错来提高可靠性。即，每一工作磁盘都有一个或多个镜像磁盘，每次向工作硬盘写入数据时必须同时向镜像硬盘写入数据。如图1所示，RAID-1设备100的原始数据硬盘120有一个镜像硬盘140，因而原始数据硬盘120的数据将被复制至镜像硬盘140。读取数据时，当原始数据硬盘120出现问题，可以从其镜像硬盘140中读取数据。这种磁盘阵列可靠性高，但其有效容量减小到总容量的一半以下。

如图2所示RAID-5设备200包含三个硬盘220、240和260。其中，字母“C”为硬盘220、240和260中用于写校验值的数据区块。RAID-5设备200的校验算法为奇偶校验(Parity Check)，即从硬盘220、240或260中读取数据，对每个硬盘中相同位置的数据进行互斥(XOR)运算，把结果写入存放校验值的硬盘中的相同位置。例如，读取硬盘220的第一个位的值和硬盘240的第一个位的值，将读取的两个位的值进行互斥(XOR)运算，把运算结果写入硬盘260的第一个位。不同类型的磁盘阵列设备使用的校验算法和数据储存结构不同，然其基本逻辑与RAID-5相同。

当RAID设备刚被创建时，需要一个同步过程以初始化原始数据。

然而现有技术的RAID设备在创建时进行同步操作的做法存在以下缺陷：

1、同步操作生成的数据没有意义。

2、同步操作时间较长，且同步过程所需的大量读写入操作容易损坏硬盘。

3、同步操作中断后必须从RAID设备数据区域的起始位置重新开始。

4、同步操作降低系统整体效能。

5、同步操作容易给使用者造成疑惑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种消除廉价磁盘冗余阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，简称RAID)设备的同步过程的方法，通过位映像(bitmap)消除RAID设备的同步过程。

本发明所提供的一种消除RAID设备的同步过程的方法，包含以下步骤：创建与RAID设备的多个数据区块对应的位映像；当对RAID设备的一数据区块进行读取操作时，读取位映像中与此数据区块对应的值；当位映像中对应的值为0时，读取操作依照读取的数据均为0处理；当位映像中对应的值为1时，依照RAID设备的读取操作流程进行处理；当对RAID设备的此数据区块进行写入操作时，读取位映 像中与此数据区块对应的值；当位映像中对应的值为0时，计算此数据区块的校验值，将校验值写入RAID设备，或将此数据区块的值复制至一个镜像硬盘，并依照RAID设备的写入操作流程进行处理，且对位映像中对应的值设定值为1；以及当位映像中对应的值为1时，依照RAID设备的写入操作流程进行处理。

其中，位映像于RAID设备初始化前创建，且因为建立有位映像，因此RAID设备初始化时便不需要再进行同步操作。

综上所述，本发明的优点在于消除了RAID设备创建时的同步过程，因而RAID设备从创建开始即具有正常的效能，同时消除了同步过程所需的大量读写入操作，进一步提高了RAID设备的效能，保护了RAID设备中的硬盘。而且，RAID设备的生命周期更加清晰，消除了RAID设备同步过程给使用者造成的疑惑。

附图说明