[发明专利]控制对磁盘阵列进行读写操作的方法和装置

说明书

技术领域

本公开的实施例总体上涉及存储技术领域，具体地，涉及一种控制对磁盘阵列进行读写操作的方法和装置。

背景技术

磁盘阵列如独立磁盘冗余阵列(RAID)在数据存储领域中有着广泛的应用，其利用数据和设备的冗余度而防止由于磁盘或者存储设备的失效造成的数据丢失。根据保护程度需求的不同，定义有不同的RAID架构，例如常用的RAID0、RAID1、RAID3、RAID5、RAID6、RAID10等。通常，RAID中的每个磁盘被逻辑地划分为固定存储容量大小的条带(stripe)。为了提高磁盘阵列的可靠性，利用冗余数据进行数据错误检测和修复，其中典型地，RAID3、RAID5、RAID6采用异或奇偶校验来确保条带的数据冗余性。

一般而言，对于更多用作校验位置的磁盘，数据读写操作造成的磁盘磨损程度更高。然而，所有现有的传统条带式校验RAID算法均具有子算法用于固定选择磁盘位置以存储条带校验，不能基于RAID中所有磁盘的磨损状态动态平衡磁盘间的磨损。同时，固定选择校验位置的传统RAID算法也不能控制或影响相同条带中磁盘的磨损程度。这导致RAID磁盘磨损程度无法预计，更无法控制磨损程度的增长。

发明内容

为了解决上述问题，本公开的实施例提出一种控制对磁盘阵列进行读写操作的解决方案，实现校验冗余磁盘阵列中磁盘的动态磨损程度平衡，进而使得能够控制或管理磁盘的失效顺序，并实现基 于策略的磁盘磨损控制。

根据本公开的实施例的一个方面，提供一种控制对磁盘阵列进行读写操作的方法，该磁盘阵列包括多个磁盘，跨该多个磁盘按固定存储容量大小划分条带，该方法包括：接收对条带进行写操作的命令；以及通过检索映射表，确定该条带的校验位置，该映射表记录了条带与在该条带中设置的校验位置之间的映射关系，该校验位置被设置在具有最小磨损程度的磁盘中。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括：当映射表中未记录该条带时，选择当前具有最小磨损程度的磁盘作为校验位置磁盘，并在该映射表中记录该条带和校验位置。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括：根据每个磁盘的平均擦写次数与最大擦写次数的比值，计算每个磁盘的实际磨损水平值并作为每个磁盘的磨损程度。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括：当满足更新触发条件时，对其中已经记录有所有条带的映射表进行更新。

根据本公开的实施例的一个实施例，更新触发条件包括以下一项或多项：

当从检测到映射表中已经记录有所有条带起，时间超过设定的时间阈值；

当从检测到映射表中已经记录有所有条带起，上层IO请求计数超过设定的上层IO请求计数阈值；

当从检测到映射表中已经记录有所有条带起，IO大小超过设定的IO大小计数阈值。

根据本公开的实施例的一个实施例，对其中已经记录有所有条带的映射表进行更新包括：重新计算每个磁盘的磨损水平值，基于最小磨损水平原则，定期对部分条带更新相应的校验位置；以及将更新后的部分条带与在这些条带中设置的校验位置之间的映射关系记录到映射表中。

根据本公开的实施例的一个实施例，对其中已经记录有所有条 带的映射表进行更新包括：重新计算每个磁盘的磨损水平值，基于最小磨损水平原则，定期将部分条带的数据位置和校验位置交换，进行数据迁移；以及将交换后的部分条带与在这些条带中设置的校验位置之间的映射关系记录到映射表中。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括：为每个磁盘设置基准磨损水平值，每个磁盘的磨损程度为其实际磨损水平值和基准磨损水平值之和。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括，动态调整基准磨损水平值。

根据本公开的实施例的一个实施例，进一步包括，基于用户需求动态调整基准磨损水平值。

根据本公开的实施例的第二个方面，提供一种控制对磁盘阵列进行读写操作的装置，该磁盘阵列包括多个磁盘，跨该多个磁盘按固定存储容量大小划分条带，该装置包括：接收单元，被配置为接收对条带进行写操作的命令；读写控制单元，被配置为通过检索映射表，确定该条带的校验位置；以及映射管理单元，被配置为在该映射表中记录条带与在该条带中设置的校验位置之间的映射关系，该校验位置被设置在具有最小磨损程度的磁盘中。

根据本公开的实施例的一个实施例，映射管理单元进一步被配置为：当映射表中未记录条带时，选择当前具有最小磨损程度的磁盘作为校验位置磁盘，并在映射表中记录条带和校验位置。