[发明专利]利用协作存储设备冗余地存储和检索数据

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2007年9月28日提出的专利申请号为No. 60/976,302的标题为“System And Method Of Redundantly Storing And Retrieving Data With Cooperating Storage Devices”的美国临时 专利申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及计算机系统，更具体来说，涉及计算机系统内的数据 存储子系统。

背景技术

计算机系统常常包括用于存储数据的数据存储子系统。具体来 说，包括通过网络互连在一起的多个客户端的计算机系统越来越多地 通过网络共享一个或多个数据存储子系统。数据存储子系统可以包括 或进一步连接到包括一个或多个磁盘存储设备、磁带驱动器或其他存 储介质的存储器。计算机系统也可以包括一个或多个服务器，在这些 服务器中，维护了描述了所包括的存储设备的内容的元数据。

数据存储子系统可以带有一些冗余地存储数据，以保证从存储器 错误中恢复。有各种技术可用来冗余地存储数据，包括擦除编码技术， 如里德-索罗蒙码编码，以及使用各种布局的RAID(独立磁盘冗余 阵列)，如RAID-1、RAID-5或RAID-6。这些RAID布局可以在 基于对象的文件系统内实现，其中的每一个独立存储设备都被当做磁 盘。每一个客户端设备都可以通过网络将数据传送到存储设备。令人 遗憾的是，可能需要某种仲裁来自多个客户端的写访问请求的方式， 以避免给冗余数据带来不一致。一个仲裁方法是要求每一个客户端在 访问存储位置之前获取一个锁。然而，此方法要求每一个客户端都负 责并被信任地执行使用锁定机制对写入操作进行排序所涉及的全部 功能。例如，在RAID-5或RAID-6的情况下，这些功能可以包括 读取旧的数据和旧的奇偶性，计算新的奇偶性，记录新的数据和新的 奇偶性，以及将新的数据和新的奇偶性写入到共同构成了RAID布 局中的行的一部分或整个行的它们的相应的存储位置。此外，对于每 一个向RAID布局中的单个位置的写入操作，可能还需要客户端从 元数据服务器(MDS)检索信息。这些功能的执行延长了写入延迟， 并给每一个客户端添加了复杂性和大量的计算和存储开销。

除上面的考虑之外，数据存储子系统还被设计为当一个或多个设 备发生故障时最小化可能发生的数据的丢失。虽然RAID布局计划 提供高可用性和容错，但是，如果客户端负责维护冗余，在复杂的写 入操作过程中，可能会有某些时段设备发生故障的可能性增大。考虑 到上面的情况，需要解决这些问题的用于管理向数据存储子系统的写 入操作的更加有效的系统和方法。

发明内容

公开了计算机系统和方法的各种实施例。在一个实施例中，计算 机系统包括连接到存储子计算机系统的客户端。存储子系统包括可作 为阵列中的行和列寻址的多个数据存储位置。阵列的每一列都包括单 独的存储设备。存储在阵列的每一行中的数据至少包括一些冗余数 据。对于阵列中的给定行，多个存储设备中的预定的存储设备可以被 指定为协调存储设备。多个存储设备中的至少两个存储设备被指定为 一个或多个行的单独的集合中的协调存储设备。对于阵列中的给定 行，协调存储设备被配置为从客户端接收数据以便存储在给定行中， 将接收到的数据的一个或多个部分转发到多个存储设备的一个或多 个其他存储设备，并协调至少一些冗余数据在给定行的计算和存储。 响应接收到以存储在给定存储位置为目标的数据的一部分的情况，与 单独的存储设备关联的包括给定存储位置的非易失性临时存储设备 被配置为缓存接收到的那部分数据。