[发明专利]一种持续数据保护存储系统及其使用该系统的存储方法

说明书

一种持续数据保护存储系统及其使用该系统的存储方法，该系统包含若干磁盘组成磁盘阵列，由磁盘阵列构成空间多级映射节能存储系统，所述的磁盘阵列为MS‑RAID磁盘阵列节能数据布局，是将RAID磁盘阵列分为非均匀的磁盘组。该方法是根据存储系统对性能的不同需求，采用适应性更强的多级别分组策略，通过调整并行磁盘数量使存储系统性能满足实时动态负载需求，实现高效节能的数据存储系统。并采用地址空间动态映射算法和读写操作优化策略构建节能存储系统，在保证系统性能需求及数据可靠性的前提下，降低整个磁盘阵列的能耗、降低存储系统的冷却成本和降低磁盘的故障率。

技术领域

本发明涉及一种空间多级映射节能存储系统和方法(MS-RAID)，特别是涉及一种持续数据保护存储系统及其使用该系统的存储方法。

背景技术

随着大数据(Big Data)时代的来临，个人、企业、政府以及科学研究无时无刻不在产生与使用数据，数据已经不单单是0和1的组合，更成了整个社会发展的基石。这种发展势必对存储设备的容量、传输率、可靠性提出了更高的要求。

为适应大容量、高传输率、高冗余性的存储特征，数据中心一般都采用独立磁盘冗余阵列(RAID，Redundant Array of Independent Disks)技术提升系统性能、提高传输速率，并且RAID具备的冗余特性更好的保证了数据对安全性需求。但是，RAID通过多磁盘并行提升系统性能的方法大幅提升了存储系统的能耗。研究表明：服务器在90％时间段利用率仅为10％～50％，并且服务器在低负载状态下能耗超出峰值能耗一半以上。大数据技术发展中，数据中心的能耗问题已成为主要瓶颈。

持续数据保护(Continuous Data Protection，CDP)能够提供粒度无限的恢复点(RPO)和接近即时的恢复时间(RTO)，是各个企业与组织的首选数据保护措施。而独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)已经成为各大中型数据中心的首选数据存储手段。但是，RAID在具有大容量，高效率特点的同时，也引起了一个非常严重的问题：高能耗。经研究，大型数据中心总成本的80％都来自于磁盘存储系统的能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种持续数据保护存储系统。

本发明的另一种目的在于提供一种针对持续数据保护存储系统的存储方法，该方法通过新的数据布局，是一种针对持续数据保护系统的节能数据布局方法。

应用CDP的存储系统数据存在明显特点：数据来源和形式较为单一，顺序写操作为主，即一般为“只写一次，偶尔读取”，并且对存储系统的性能要求在一定范围内存在以时间为特性的负载变化。本方法以CDP技术为应用场景，针对动态负载问题，在传统RAID的基础上提出一种存储空间多级映射的节能数据存储方法。

本发明的原理是根据存储系统对性能的不同需求，采用适应性更强的多级别分组策略，通过调整并行磁盘数量使存储系统性能满足实时动态负载需求，实现高效节能的数据存储系统。并采用地址空间动态映射算法和读写操作优化策略构建节能存储系统，在保证系统性能需求及数据可靠性的前提下，达到最佳节能效果。

本发明的技术目的是按如下的技术方案来实施的：

一种持续数据保护存储系统，该系统包含若干磁盘组成磁盘阵列，由磁盘阵列构成空间多级映射节能存储系统，该空间多级映射节能存储系统的磁盘状态可分为三种：运行状态、关闭状态与空闲状态。

所述的磁盘阵列为MS-RAID磁盘阵列节能数据布局，是将RAID磁盘阵列分为非均匀的磁盘组。

所述的MS-RAID磁盘阵列在Linux3.1内核下配置了由6块1T硬盘组成的两级别分组MS-RAID5，其中G₀组包含两块硬盘，G₁组包含三块硬盘。