[发明专利]一种磁盘阵列横向拓展方法

说明书

本发明涉及一种磁盘阵列横向拓展方法，其中，包括：存储系统在物理层面将磁盘阵列的存储资源划分为数据区块、副本池和阵列节点，将阵列节点的磁盘划分为多个数据区块，数据区块均匀分布在存储池的所有副本池上；多个固定长度的数据区块组成一个逻辑卷，将所有盘阵中的副本池组织成一个统一的逻辑资源池，通过对象存储协议将逻辑卷映射到客户端，将物理磁盘划分成大小统一的数据区块，多个数据区块组成副本池，副本池的集合构成统一的存储资源池；将所有副本池的地址空间分区并统一编址后映射到哈希环上，每个存储单元分区负责一个特定范围内的地址空间路由以及相应的数据存储，当客户端对区块上的数据进行读写时，通过哈希运算查询区块的存储地址。

技术领域

本发明涉及数据存储技术，特别涉及一种磁盘阵列横向拓展方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，企业产生的数据日益增多，数据往往呈现指数级别的增长，企业对数据存储的需求也越来越大，而传统存储系统受限于前端控制器的扩展能力，存储容量有限，传统存储系统支持“scale up”--向上扩展，最为低端的磁盘阵列有单控制器的配置，稍微复杂一点的存储系统一般都是双控制器配置，而后端的磁盘数量还可以不断扩展。但总体来说，都是在一个固定的存储系统架构上去升级扩展，是当扩展到一定程度，就很难继续扩展下去，尤其是前端控制器的数量。也因此导致了当后端磁盘不断增多，而前端控制器无法扩展的情况下产生的性能瓶颈，因此当再需要添加存储容量时，往往需要停机更换容量更大的存储系统，进行数据迁移等动作，这往往会造成服务中断。而且磁盘阵列存储系统适用范围非常有限，功能较为单一，所以最终会造成存在大量存储系统、存储孤岛、孤立的容量和更大的管理复杂性等问题。

为了解决磁盘阵列扩展能力受限，停机扩容会导致业务数据存储服务中断，性能瓶颈的问题，需要设计一种多磁盘阵列横向拓展方案，当存储系统中盘阵容量存储达到一定得上限时，可以无缝添加新的磁盘阵列作为存储节点，确保系统不中断地向客户端提供存储数据存储服务，解决单点性能瓶颈。而由于数据是按照特定的哈希函数存储在相应阵列节点中，当新的阵列加入时，往往会由于哈希值的变动带来大量的集群内数据迁移，这会导致网络负载的增大，影响存储系统的性能。所以需要设计高效可靠的横向拓展方案，设计合理的数据分布策略，确保数据的均匀分布。

中国专利“CN104484130A一种横向拓展存储系统系统的构建方法”，此专利按节点对存储系统中的所有块设备进行划分，通过网络RAID算法或者纠删码技术对所有的块设备进行整合，构成统一的存储池，可选择强一致性策略和弱一致性策略将写入数据，可支持动态添加缓存SSD，缓存写入方式支持回写、通写，预热读策略。可以通过增加节点对系统容量、数据和吞吐能力进行横向扩展。

中国专利“CN104484130A一种横向拓展存储系统系统的构建方法”所述的横向拓展方案在存储系统容量不足时，虽然可以通过添加硬盘或者固态硬盘来扩充存储系统的容量，但是当需要通过增加节点来扩容时，由于该专利所述方法采用的是将各个节点存储空间通过raid算法或者纠删码技术合为一个统一的存储池，在增加新节点后需要重新构建raid或者重新计算纠删码，这必然会带来数据的大量迁移和计算资源的紧缺从而使得存储系统负载增加。

发明内容

本发明一种磁盘阵列横向拓展方法，用于解决现有盘阵横向拓展能力不强，分布式存储保证数据一致性能力较弱的问题。

本发明一种磁盘阵列横向拓展方法，其中，包括：存储系统在物理层面将磁盘阵列的存储资源划分为数据区块、副本池和阵列节点，将阵列节点的磁盘划分为多个数据区块，数据区块均匀分布在存储池的所有副本池上；多个固定长度的数据区块组成一个逻辑卷，将所有盘阵中的副本池组织成一个统一的逻辑资源池，通过对象存储协议将逻辑卷映射到客户端，将物理磁盘划分成大小统一的数据区块，多个数据区块组成副本池，副本池的集合构成统一的存储资源池；将所有副本池的地址空间分区并统一编址后映射到哈希环上，每个存储单元分区负责一个特定范围内的地址空间路由以及相应的数据存储，当客户端对区块上的数据进行读写时，通过哈希运算查询区块的存储地址；新增阵列节点时，创建新数据块时将采用新的哈希环进行数据定位和访问。