[发明专利]RAID阵列中的磁盘保留和故障预防

说明书

技术领域

本发明一般地涉及计算系统，并且更具体地说，涉及用于独立磁盘冗余阵列(RAID)阵列中的磁盘保留和故障预防的各种实施例。

背景技术

在当今的社会中，计算机系统司空见惯。可以在工作场所、家庭或学校中发现计算机系统。计算机系统可以包括数据存储系统或磁盘存储系统，以便处理和存储数据。存储系统可以包括一个或多个磁盘驱动器，它们可以被配置在阵列中，例如独立磁盘冗余阵列(RAID)拓扑。在RAID系统中，跨采用各种配置的多个磁盘冗余地存储数据，以便在发生硬件或软件故障的情况下提供数据安全性。

随着技术领域每年呈指数发展，并且越来越多的关键数据被存储在诸如RAID之类的存储系统上，保留和保护这种数据的需求变得越来越重要。因此，数据存储领域的发展需求具有很高的优先级。

发明内容

提供用于由处理器设备配置独立磁盘冗余阵列(RAID)阵列的各种实施例。在RAID阵列内，将备用故障转移磁盘配置为作为冷备件运行，以使得冷备用磁盘保持在断电待机模式。每个冷备用磁盘以预定间隔单独地被通电、被测试、以及被断电以回到待机模式。通过将备用故障转移磁盘配置为冷备件，而不是例如将它们配置为作为热备件而旋转，待机备件保持全新并具有对应的完全可用的使用寿命，而不是保持使用中的驱动器的有限寿命。

附图说明

为了容易地理解本发明的优点，将通过参考在附图中示出的特定实施例给出上面简要描述的本发明的更具体的说明。要理解，这些附图示出本发明的实施例，并且因此不被视为其范围的限制，将通过使用附图以额外特殊性和细节描述和解释本发明，这些附图是：

图1示出其中可以实现本发明的各个方面的用于实现多路径I/O管理的示例性硬件结构的框图；

图2示出其中再次可以实现本发明的各个方面的其它示例性硬件结构，特别是RAID阵列的各个部分的其它框图；以及

图3示出根据本发明的一个方面的流程图。

具体实施方式

大容量存储系统继续提供增加的存储容量以便满足用户需求。个人和企业等隐含地依赖这些存储系统以便保留大量不可或缺的数据。用于数据存储和保留的一个广泛使用的解决方案是使用可以被配置为冗余地存储数据的多个独立磁盘的阵列，或者独立磁盘冗余阵列(RAID)。加利福尼亚大学伯克利分校的David A.Patterson等人在1987年发布的标题为“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks(RAID)(廉价磁盘冗余阵列(RAID)的案例)”的出版物讨论了RAID技术的基本概念和级别。

独立磁盘冗余阵列(RAID)是在多个硬盘之间划分和复制数据的存储系统。RAID阵列可以被配置为根据实施方式以不同方式存储数据。不同类型的RAID拓扑的特征是RAID一词后面跟着一个数字，例如RAID 0、RAID 1、RAID 5等。在RAID阵列中，跨多个磁盘分布数据，但是用户或主机将阵列视为单个逻辑卷。

当设计可靠的系统时，认识到系统内将具有故障。在RAID系统中，预计在某一点，在阵列内工作的存储设备或磁盘将发生故障。RAID阵列中磁盘故障的常见并且广泛采用的解决方案是包含热备用磁盘。在RAID阵列内，存在已通电并且运行的多个备用磁盘，用于替换将发生故障或已发生故障的磁盘的实例以便保留数据。这些磁盘在本领域中被称为热备件(hot spares)，因为它们被通电并且与阵列中的其它磁盘一起连续旋转，并且当RAID阵列内的磁盘将发生故障或已发生故障时，它将故障转移到所述热备件之一。换言之，当RAID阵列内的磁盘发生故障时，已被连续通电并且与阵列内的其它磁盘一起运行的备用磁盘将替换它。

在故障转移期间，热备件立即替换已发生故障的磁盘，但是，阵列必须继续工作而不利用该磁盘上的数据，直到已使用来自阵列中的其它磁盘的数据重新构建该磁盘。因为替换已发生故障的磁盘的热备用磁盘通常已被通电并且工作时长与已发生故障的磁盘相同，许多情况下热备用磁盘同时发生故障。RAID阵列被设计和配置为当一个磁盘故障持续时保持正常工作，但同时发生的磁盘故障可能导致实际数据丢失。