[发明专利]大规模磁盘阵列存储系统的磁盘容错方法

摘要

大规模磁盘阵列存储系统的磁盘容错方法属于存储系统的磁盘容错技术领域，其特征是：首先，通过执行计算机可读媒体里面的初始化程序，将所有磁盘进行条带化处理，并将每个条带中的所有条块在逻辑上配置成多维(包括二维)网格结构，同时将网格上同一个平面内排列成一行或一列的所有条块配置成一个子条带；然后，通过执行计算机可读媒体里面的数据编码程序，选择一组由奇偶阵列码和单奇偶校验码这两类纠删码组成的匹配码，对每个方向的子条带进行编码；最后，当磁盘阵列中单个或多个磁盘的部分数据丢失或整个磁盘出错时，通过执行计算机可读媒体里面的数据重构程序，采用一种迭代的数据重构方法对磁盘阵列中丢失的数据进行重构恢复。

主权项

1.大规模磁盘阵列存储系统的磁盘容错方法，其特征是：它是在由磁盘阵列、存储适配器、内存(包括存储操作系统)和处理器共同组成的磁盘阵列存储系统中实现的，它将磁盘阵列的初始化程序、数据编码程序和数据重构程序存储在计算机可读媒体中，它包含以下三个步骤：步骤1：对磁盘阵列进行初始化处理通过执行计算机可读媒体里面的初始化程序，将磁盘阵列中的所有磁盘进行条带化处理，并将每个条带中的所有条块在逻辑上配置成多维(包括二维)网格结构，同时，将网格上同一个平面内排列成一行或一列的所有条块配置成一个子条带；步骤2：对磁盘阵列中的数据进行编码通过执行计算机可读媒体里面的数据编码程序，首先选择一组由奇偶阵列码和单奇偶校验码这两类纠删码组成的匹配码，然后根据选择的匹配码，按照设定的编码方式，对磁盘阵列中的每个条带的所有条块进行编码，其中：所述的匹配码，要同时满足以下两个条件：1)网格上同一平面内的两个不同方向上的子条带采用的纠删码不能同时是垂直码；2)网格上同一平面内的两个不同方向上的子条带采用的纠删码的条块大小必须相等；所述的编码方式，在以下两种不同情况下，具体的编码过程分别如下：1)当网格上同一平面内的水平和垂直两个不同方向上的子条带采用的纠删码code1和code2都是水平码时(code1和code2的一个条带中的数据条块个数分别为d1和d2，校验条块个数分别为p1和p2)，采用以下两种编码方式中的任意一种对这一平面内的(d1+p1)×(d2+p2)个条块进行编码：①首先将网格上这一平面内垂直方向上的前d1 个列子条带分别按照code2的编码方式进行编码，然后将这一个平面内所有水平方向上的行子条带中的后p1个条块作为校验条块，并对所有水平方向上的行子条带分别按照code1的编码方式进行编码；②首先将网格上这一个平面内水平方向上的前d2个行子条带分别按照code1的编码方式进行编码，然后将这一个平面内所有垂直方向上的列子条带中的后p2个条块作为校验条块，并对所有垂直方向上的列子条带分别按照code2的编码方式进行编码；2)当网格上同一平面内的水平和垂直两个不同方向上的子条带采用的纠删码code1和code2中包含一个垂直码时，根据以下不同情况，采用相应的编码方式对这一平面内的所有条块进行编码：①当网格上这一平面内水平方向上的行子条带采用垂直码时(垂直码code1的一个条带中的条块个数为v1，水平码code2的一个条带中的数据和校验条块个数分别为d2和p2)，首先将水平方向上的前d2个行子条带分别按照code1的编码方式进行编码，然后将这一平面内所有垂直方向上的列子条带中的后p2个条块作为校验条块，并对所有垂直方向上的列子条带分别按照code2的编码方式进行编码；②当网格上这一平面内垂直方向上的列子条带采用垂直码时(水平码code1的一个条带中的数据和校验条块个数分别为d1和p1，垂直码code2的一个条带中的条块个数为v2)，首先将垂直方向上的前d1个列子条带分别按照code2的编码方式进行编码，然后将这一平面内所有水平方向上的行子条带中的后p1个条块作为校验条块，并对所有水平方向上的行子条带分别按照code1的编码方式进行编码；步骤3：对磁盘阵列中丢失的数据进行恢复当磁盘阵列中单个或多个磁盘的部分数据丢失或整个磁盘出错时，通过执行计算机可读媒体里面的数据重构程序，采用一种迭代的数据重构方法对磁盘阵列中丢失的数据进行重构恢复，过程如下：1)首先，确定丢失的数据所对应的条块所在的子条带；2)然后，对每个对应的子条带，利用子条带所采用的编码所对应的数据重构算法，按照设定的次序迭代地对丢失的数据进行恢复，直到所有丢失数据都恢复或不能再恢复为止。