[实用新型]一种基于节能磁盘阵列的虚拟磁带库系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁带库，特别涉及一种基于节能磁盘阵列的虚拟磁带库系统，属于计算机存储领域。

背景技术

为了充分发挥各种存储设备的优点，构建符合要求的存储系统，包括存储性能、容量、成本和周期等指标，基于信息生命周期管理的思想，分级存储被广泛采用。

第一级是磁盘阵列，主要存储被频繁访问的数据，性能最高。

第二级是虚拟磁带库VTL(Virtual Tape Library)，主要存储那些近期不会被频繁访问的数据，用大容量SATA磁盘模拟磁带库，它本质上是磁盘阵列硬件设备，但是在软件功能上模拟磁带备份的形式，对于存储管理员来讲，对它的管理如同物理磁带库一样。性能比磁盘阵列低，但不至于太低。

第三级是磁带库(或光盘库)，利用磁带库技术把数据保存在磁带上，主要存储那些近期不会被访问，但是必须保留的重要数据。

VTL一般采用独立磁盘冗余阵列(RAID)作为存储设备。RAID是一种将多块磁盘形成一个有机整体，使之能够在硬盘故障时提供数据保护的技术，RAID技术具有以下优点：海量存储，如RAID支持16个磁盘，还可外接磁盘扩展柜；数据保护，RAID中任意一块磁盘(如RAID 5)或两块磁盘(如RAID 6)损坏后，可重建该磁盘上的数据；高性能，由于连续数据按照指定的策略分割后，分散存储到RAID中的不同磁盘上，可并行访问多个磁盘，具有很高的顺序和随机读写性能。

VTL对存储设备的要求，主要体现在：

海量存储需求。

作为磁带的缓冲，VTL容量越大，存在VTL中的数据就越多，越能降低从后端磁带中寻找数据的机率，从而大幅提高数据访问效率。

(2)数据保护需求。

作为分级存储的中间级，同样需要保证VTL中的数据安全。

(3)性能需求。

VTL中保存的是近期不会被频繁访问的数据，读写带宽一般不大，同时由于虚拟磁带读写方式，对存储设备的访问是顺序访问，随机性能要求低。

根据以上分析，在VTL中采用RAID存储设备，虽然能够提供海量存储和实现数据保护，但RAID中磁盘并行工作提供的高带宽，尤其是很高的随机读写性能，并没有被有效利用。此外，还存在如下缺点：磁盘故障率高，磁盘寿命取决于磁盘的工作时间，所有磁盘全天候并行工作，即使某块磁盘当前没有读写任务，也必须空转；能耗高，所有磁盘全天候并行工作，消耗电能，并且磁盘工作时产生热量，需要风扇降温。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术现状而提供一种基于节能磁盘阵列的VTL系统。

本实用新型提供了一种基于节能磁盘阵列的VTL系统，如图1所示，包括VTL服务器、网络接口、节能磁盘阵列，其中VTL服务器一端与网络接口相连，另一端连接到节能磁盘阵列；网络接口通过交换机或直接与前端存储系统相连；节能磁盘阵列包括节能磁盘阵列控制器和磁盘组，节能磁盘阵列控制器与VTL服务器相连。

VTL服务器包括磁带库映射模块、数据存储模块和数据读取模块。前端存储系统，根据数据的访问频率，把近期不频繁访问的数据，传给VTL服务器。VTL服务器的磁带库映射模块把节能磁盘阵列虚拟成磁带库。数据存储模块按照物理磁带库的管理方法，把接收的数据顺序存储到节能磁盘阵列上。当前端存储系统读取VTL中的数据时，VTL服务器数据读取模块按读取物理磁带库的方式，从节能磁盘阵列顺序读取数据，传送给前端存储系统。同理，通过VTL服务器，节能磁盘阵列可以实现同物理磁带库的数据传送。

节能磁盘阵列具有如下特点：

磁盘组由N(N≥3)个磁盘构成，全部磁盘划分成N个条带，每个条带上有N个存储块，其中M个(M＝1为单盘容错；M＝2为双盘容错)为校验块，其余N-M个为数据块，M个校验块由相同条带内的N-M个数据块运算得出(M＝1时，采用异或运算；M＝2时，一个校验块采用异或运算，另一个采用伽罗华域运算)。数据块内部的逻辑地址相邻，同一磁盘中位置相邻数据块(如果是分布式校验，校验块两侧的数据块认为是位置相邻)的逻辑地址相邻，阵列中前一磁盘的末尾数据块与下一磁盘的首个数据块逻辑地址相邻。进行数据存储时，数据顺序写入第一块磁盘的第一个数据块、第二个数据块、……、该盘最后一个数据块；第一块磁盘全部数据块写满后，再写入第二块磁盘的第一数据块、第二数据块、……、该盘最后一个数据块；……；最后写入第N块磁盘的第一数据块、第二数据块、……、该盘最后一个数据块。