[发明专利]一种独立磁盘冗余阵列RAID数据重建方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种独立磁盘冗余阵列RAID数据重建方法和装置。 

背景技术

随着科学技术的飞速发展和计算机技术的普遍应用，人们对存储设备的性能要求越来越高。作为一项成熟的技术，RAID(Redundant Array ofIndependent Disk，独立冗余磁盘阵列)技术已经广泛应用于数据存储的各种场合。RAID是一种通过磁盘阵列与数据条块化相结合，以提高数据可用率的结构，通过数据镜像实现数据冗余，可直接从镜像拷贝中读取数据，并将多个数据磁盘通过RAID控制器结合成虚拟的单台大容量硬盘使用，通过同时使用多个磁盘提高数据的传输速率，通过在多个磁盘上同时存储和读取数据提高存储系统的数据吞吐量。同时，RAID还可以通过数据校验提供容错功能，以提高系统的稳定冗余性。此外，根据应用场合的不同，RAID可以划分为多种规范，包括RAID0、RAID1、RAID2、RAID3、RAID4、RAID5和RAID6等，每种规范分别具有各自的强项和弱项。 

如图1所示，为存储系统的分层架构的结构示意图，该分层架构自下而上包括物理资源层、RAID控制层、逻辑资源层和用户应用层。其中，物理资源层包括RAID中的数据盘和热备盘，构成整个存储系统的分层架构中的底层；RAID控制层用于向上层提供存储空间，使用该存储空间的用户通过RAID控制层获取存储空间，而不需要了解底层RAID的分布；逻辑资源层为RAID控制层之上为用户划分的逻辑资源，该逻辑资源由分布在RAID上的一系列连续或者非连续的地址组成，可以分配给上层的应用客户端，为用户可以实际使用的资源，也称为SAN(Storage Area Network，存储域网络)资源或LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号)，可以映射到RAID上的物理空间，该 映射操作由SAN管理程序来完成，上述映射关系的改变对于外部I/O(Input/Output，输入/输出)来说是透明的。 

RAID中的一个(如RAID5)或多个(如RAID6)数据盘失效后，仍然可以向外界提供正常的读写服务，此时RAID处于降级或临界状态，如果再有一个数据盘失效，则整个阵列将处于不可用的状态。为避免不可用状态的出现，RAID一般会添加一块或多块额外的磁盘作为备用盘，当某个数据盘失效后，可以启动数据重建过程，根据正常数据盘中的数据计算失效数据盘中的数据并存储到备用盘中，在数据重建之后，热备盘会自动顶替失效数据盘的工作，达到与原阵列一样的状态。 

如图2和图3为现有技术中的RAID数据重建示意图，RAID包括3块数据盘和1块热备盘，其中，3块数据盘分别为Disk1、Disk2和Disk3。当RAID正常时，热备盘上没有数据，处于空闲状态；当RAID中的一块数据盘发生损坏后，例如，Disk3失效后，热备盘才会顶替Disk3工作，并重建阵列，即重新计算Disk3中的数据并校验正确后，将数据重新写入热备盘中。 

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺陷： 

现有技术中，当RAID正常工作时，热备盘处于空闲状态，且存储的数据为空，当RAID中的某块数据盘故障后，热备盘才开始工作，并且需要经过很长的重建过程，才能根据RAID中的正常数据盘中的数据重新计算故障数据盘中原有的数据，并将计算得到的数据写入到热备盘中。由于在数据的重建过程中，RAID阵列不能再经受任意一块数据盘的损坏，且数据重建时间越长，数据损坏的风险就越大，因此，现有的RAID数据重建方法存在很大的数据损坏风险。 

发明内容

本发明提供了一种RAID数据重建方法和装置，用于降低RAID数据重建过程中的数据损坏风险。 

本发明提供了一种独立磁盘冗余阵列RAID数据重建方法，应用于RAID中，用来对所述RAID进行数据重建，所述RAID包括多个数据盘和至少一个 热备盘，所述热备盘的数量小于所述数据盘的数量，所述方法包括以下步骤： 

在所述RAID正常工作时，将每个数据盘中的一部分数据复制到所述热备盘中，并指示出在重建时可以用于复制的有效数据； 

在某个数据盘发生故障时，根据所述热备盘中保存的所述故障数据盘的部分数据以及其他数据盘的数据对所述RAID进行数据重建。 

优选地，所述将每个数据盘中的一部分数据复制到热备盘中之前，还包括：