[发明专利]从HDD故障的快速数据恢复

说明书

技术领域

本发明总地涉及在存储系统中的数据恢复，更特别地涉及用于从例如 HDD(硬盘驱动器)故障的存储装置故障的快速数据恢复的方法和设备。本 发明证明了存储数据恢复的灵活和防止磁盘故障的磁盘维护的方便使用。

背景技术

当前，RAID(独立磁盘的冗余阵列)结构通常被用于包含数据免受磁盘 故障的影响。例如，RAID 5和RAID 6每个都可以从RAID组的一个磁盘故障 中恢复。RAID 5和RAID 6每个在容量上都比RAID 1或RAID 10更有效。当 发生磁盘故障时，存储系统将数据恢复至保留的“备用磁盘”。需要访问正常 磁盘的整个区域来恢复数据。数据恢复的时间取决于磁盘容量和磁盘吞吐量性 能。总的来说，容量的技术增长速率大于吞吐量的技术增长速率。结果，RAID 方法对于从磁盘故障重建是缓慢的，并且将逐年更慢。长时间的数据重建可能 通过重建磁盘I/O和正常磁盘I/O之间的腐蚀而引起长时间的性能恶化。长时 间的数据重建也可能在数据恢复过程中面临下一个磁盘故障的问题。

在基于RAIN(独立节点的冗余阵列)的另一个方法中，存储系统包括多 个节点(磁盘、存储子系统等)。存储系统存储数据以适当地选择两个或多个 节点。当发生节点故障时，存储系统将数据从冗余数据复制到另一节点。这可 以是传导的以通过柱状(pillared)处理更好地重建性能。因为RAID方法需要 保留一个或多个备用磁盘，使用RAIN方法的重建时间将比使用RAID方法的 重建时间更快。RAIN方法不需要保留的备用磁盘，因为它可以将冗余数据自 动地存储到空闲空间(自恢复)。另一方面，使用RAIN方法的容量有效性低 于使用RAID方法的容量有效性。

发明内容

本发明的实施例提供了用于从例如HDD故障的存储装置故障中的快速数 据恢复的方法和设备。应用多个磁盘中的数据分布、在分布的数据中的RAID、 虚拟卷和物理磁盘之间的页面映射管理、以及通过从页到页复制的并行访问数 据恢复，本发明实现了快速重建、容量有效性以及自恢复。

根据本发明的一个方面，存储系统包括具有第一多个硬盘驱动器的第一存 储装置以及控制所述第一多个硬盘驱动器的第一控制器。所述第一控制器通过 数据条在所述第一多个硬盘驱动器中存储数据，每个数据条包括M个数据和 N个奇偶数据，其中M和N是整数，并且所述第一控制器使用所述M个数据 对每个数据条计算所述N个奇偶数据。所述每个数据条的所述M个数据和N 个奇偶数据被分配到所述第一多个硬盘驱动器的M+N个硬盘驱动器。所述第 一多个硬盘驱动器的第一硬盘驱动器包括所述数据条的第一数据条和所述数 据条的第二数据条的数据或奇偶数据，而所述第一多个硬盘驱动器的第二硬盘 驱动器包括所述数据条的所述第一数据条和所述数据条的所述第二数据条之 一的数据或奇偶数据。在所述第一多个硬盘驱动器内的一个故障硬盘驱动器的 故障的数据恢复的过程中，通过对于每个数据条使用所述第一多个硬盘驱动器 的其它硬盘驱动器中的数据和奇偶数据的计算来对所述每个数据条恢复所述 故障硬盘驱动器中的数据。

在一些实施例中，所述第一多个硬盘驱动器的所述第二硬盘驱动器包括所 述数据条的所述第一数据条的数据或奇偶数据。所述第一多个硬盘驱动器的第 三硬盘驱动器包括所述数据条的所述第二数据条的数据或奇偶数据，并且不包 括所述数据条的所述第一数据条的数据或奇偶数据。此外，M是3以及所述N 是1。所述第一多个硬盘驱动器的数目是4的倍数。所述第一数据条的数据和 奇偶数据被包括在所述第一多个硬盘驱动器的所述第一和第二硬盘驱动器以 及所述第一多个硬盘驱动器的第四和第五硬盘驱动器中。所述第二数据条的数 据和奇偶数据被包括在所述第一多个硬盘驱动器的所述第一、第三、第四、第 五硬盘驱动器中。

在特定实施例中，存储系统还包括具有第二多个硬盘驱动器的第二存储装 置以及控制所述第二多个硬盘驱动器的第二控制器。从所述第二存储装置接收 由所述第一控制器存储的所述数据。所述第一控制器包括多个处理器。当从所 述第二存储装置向所述第一存储装置转移数据时，所述第二硬盘驱动器和所述 第三硬盘驱动器由所述多个处理器的不同处理器同时访问。存储系统还包括具 有所述第一多个硬盘驱动器的未分配的硬盘驱动器的容量池卷。从所述容量池 卷分配所述数据条。响应于从所述第二存储装置接收所述数据来进行每个数据 条的所述分配。每个数据条的所述N个奇偶数据通过不同总线被连接至所述 第一控制器。