[发明专利]用于非平衡RAID管理的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及数据存储系统。更特别地，本发明涉及用于数据在非平衡磁盘/RAID配置中的分配的系统和方法。

背景技术

随着信息的价值和使用逐渐增加，个人和商业都在寻找其他的方式来处理和存储信息。适合于用户的一个选项是信息处理系统。信息处理系统一般地处理、编译、存储和/或传输信息或数据，用于商业、个人或其他目的，因此允许用户充分利用信息的优点。因为技术和信息处理的需要和要求在不同用户和应用间的而不同，信息处理系统也可随着被处理信息、如何处理、被处理、存储或传输的信息的数量以及信息可以被多快速和有效地处理、存储或传输是等而不同。不同的信息处理系统考虑到信息处理系统产生和配置用于特定的用户或特定的使用，例如金融事务处理、航空预定、企业数据存储或全球通信。另外，信息处理系统可包括多个硬件和软件组件，它们用于处理、存储和传输信息，并且可包括一个或多个计算机系统、数据存储系统和网络系统。

关于这些，RAID，独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks)的首字母缩写，是一种技术，其通过冗余提供了增强的存储性能和增强的可靠性，并且如此可有利地用于信息处理系统中。RAID装置中的冗余可通过将多个磁盘组件结合成逻辑单元，其可包括一个或多个不同类型、尺寸或分类的磁盘，其中数据越过磁盘器被分配到被称作“RAID等别(RAIDlevels)”的几种方式的一种上。数据分配确定了RAID类型，例如RAID0,RAID5,RAID10等等。

RAID包括数据存储方案，其可以在多个物理磁盘磁盘上划分和复制数据。物理磁盘在RAID阵列中，其通过操作系统作为单个的磁盘进行寻址。RAID装置的很多不同的方案或体系结构对那些本领域普通技术人员来说是已知的。每一个不同的体系结构或方案可在存储数据上达到多种目标上提供不同的平衡，其包括，但不限于，增强的数据可靠性和增强的输入/输出(在下文中是“I/O”)性能。进一步地，RAID装置可归组于一个或多个“分层(tiers)”，其较高重要的数据可存储在较高性能的RAID分层中，并且较低重要的数据可存储在较低性能的RAID分层中。

自存储器的一个或多个虚拟空间(virtual volume)中创造存储器的“页面池(page pool)”是本领域中已知的，其中虚拟空间包括一个或多个相同类型或不同类型的RAID装置。美国专利US7398418，其内容通过引用的方式并入本文，公开了数据存储系统的实施例，其使用了虚拟空间的页面池，并基于该页面池动态分配数据空间。如图1中实施例所示，磁盘存储系统110包括存储页面池112，例如数据存储池包括能自由存储数据的数据存储空间。页面池112可从多个RAID装置114保留存储空间的自由列，并可基于用户的需要管理读/写分配。用户请求的数据存储空间116可被发送到页面池112来得到存储空间。每一卷可从相同或不同类的存储装置中请求存储空间，存储装置具有相同或不同的RAID分层，例如RAID10,RAID5,RAID0等等。

如图2中进一步所示的，可提供虚拟空间或区块的矩阵204，并与物理磁盘相关联。虚拟空间或区块的矩阵204可通过一个或多个磁盘存储系统控制器202来动态监控/控制。每一个虚拟空间204的尺寸可被预设，并且对于每个虚拟空间204，数据的位置可缺省为空。虚拟空间204中的每一个可为空直到数据被分配。数据可被分配到矩阵或“页面池”的任何一格中(例如数据一旦被分配到格中，该格中就有一圆点)。一旦数据被删除，虚拟空间204可再一次是可利用的并指示为“空”。因而，额外的和有时昂贵的数据存储装置，例如RAID装置，可在随后的一段时间内在需要的基础上获取，或者一旦不再需要就移除。在这种方式下，映像到一个或多个RAID装置的虚拟空间的页面池可提供高地灵活和有效的数据存储系统。

相应地，这样的基于RAID的据存储系统能够使用RAID技术遍及任何数量的虚拟空间磁盘。剩余存储空间是自由地可被利用。通过监控存储空间和确定RAID子系统的存储空间的占用率，用户不必分配大量的昂贵但购买时没有用磁盘。因而，当需要满足实际上存储空间的需求时才增加额外的磁盘，可有效地减少磁盘的整体成本，并且当不再需要时移除磁盘以释放珍贵的存储空间。磁盘的使用的效率也可以充分地改善。