[发明专利]用于并发RAID阵列重定位的装置

说明书

技术领域

本发明涉及阵列化存储设备，并且特别涉及在维持对系统的整个数据集的并发I/O访问的同时将RAID阵列从一个物理位置和/或系统动态地重定位到另一物理位置和/或系统。 

背景技术

现在，计算机系统继续经历比任何时候都更显著的在处理能力和总体系统性能上的改进。然而，随着计算能力随着时间已增长了几个数量级，一般来说I/O吞吐量已未能跟上。由 发明的、已帮助缩小了系统性能与I/O等待时间之间的所述差距的技术是独立磁盘冗余阵列(RAID)技术，其也被称为廉价磁盘冗余阵列。 

阵列是指派给一个组的相关硬盘驱动器模块的排列。存在多种版本的RAID，但一般地，RAID是硬盘驱动器模块的冗余阵列。典型RAID系统包括多个硬盘驱动器，其被配置为在所述多个驱动器之间共享和/或复制数据。多个物理设备封套(enclosure)可以被安装，其中，每个物理设备封套封装多个例如硬盘驱动器的联接的物理设备。 

在所述硬盘驱动器的最初引入时，存储设备被认为是物理设备方面的。小型系统可以包括可能具有多个碟片的单一驱动器。大型系统可以包括通过一个或更多控制器被联接的多个驱动器，例如DASD(直接访问存储设备)链。DASD是一种磁盘存储形式，其历史上被用于大型机和小型机(中等的)环境中。RAID是一种DASD形式。直接访问是指所有数据可以以与基于顺序搜遍数据的存储系统(例如磁带驱动器)相反的索引(也称为随机访问)的形式被直接访问。 

随着对存储空间的需求超过存储成本的速度，基于RAID存储系统的逻辑设备的概念被发明。逻辑设备或逻辑驱动器是被映射为看起来像单一逻辑设备的独立物理设备的阵列。由此，所述逻辑设备对于宿主计算机而言看起来像单一的本地硬盘驱动器。 

最初，RAID系统的关键优点是组合使用较老技术的多个低成本硬盘驱动器的能力，其提供当与使用最新技术的单一设备相比时增长了的速度、容量和/或可靠性。由于该原因，RAID中的“I”最初被理解为意味着廉价，并且该理解在许多情况下仍然成立，例如在其中IDE/ATA(集成驱动器电子技术/高级技术联接)磁盘被使用的情况下。 

然而，廉价的IDE/ATA RAID系统一般使用单一RAID控制器，其引入对于所述RAID系统的单点故障。更通常地，SCSI(小型计算机系统接口)硬盘被用于使用多个多通道SCSI或光纤通道RAID控制器的任务关键的RAID计算，其中，重点被放在每个独立RAID控制器的独立性和容错性上。这样，所述阵列中的每个物理设备可以与其它物理设备独立地被访问。SCSI RAID系统具有这样的附加好处：每个RAID控制器上的用于处理数据访问的专用处理器，其缓解宿主计算机处理器以便当需要时实施其它任务。 

取决于所使用的RAID的版本，RAID的好处可以是I/O吞吐量、存储容量、容错性、数据完整性或其任意组合。随着现在的业务成功越来越依赖于数据的快速传输和处理，RAID提供用于满足现在的业务关键计算的需求的行业标准平台，其是在实现面向需求、事务的应用时非常有效的一种技术。 

最初的RAID规范建议了许多原型RAID级别或存储设备的可变组合和配置。每个级别都具有理论上的优点和缺点。多年来，RAID概念的不同实现已出现。多数概念基本上不同于最初设想的RAID级别，但已编号的名称仍被保持。 

RAID级别0或RAID 0(也称为条带化集合)是RAID的最简单形式。RAID 0跨两个或更多磁盘均匀地拆分数据来创建单一的、更大的设备， 其中不带任何用于冗余的奇偶信息。RAID 0不提供冗余。RAID 0仅提供增长了的容量，但可以被配置为还提供增长了的性能和吞吐量。RAID 0是RAID存储的最成本高效的形式，然而，给定RAID 0集合的可靠性等于(1-Pf)ⁿ，其中，Pf是一个磁盘的故障率，以及n是阵列中的磁盘的数量。即，可靠性随磁盘数量的增长指数地下降。 

在RAID 1配置中，也称为镜像，每个设备被镜像到第二设备上。RAID1系统的焦点在于不牺牲性能情况下的可靠性和恢复。对一个设备的每次写在另一个上被复制。由于所安装的物理设备的数量必须是RAID 0配置中的可用空间的量的双倍，所以RAID 1是最昂贵的RAID级别。当独立RAID控制器被实现时，RAID 1系统提供完全的冗余。