[发明专利]一种基于校验RAID加入镜像结构的阵列构建方法及读写系统

摘要

本发明公开了一种基于校验RAID加入镜像结构的阵列构建方法及读写系统；所述阵列构建方法包括地址布局、数据布局、数据存取和数据重构四个步骤；所述读写系统包括I/O模块、镜像管理模块、地址变换模块和基于校验RAID模块；本发明在基于校验RAID的基础上加入镜像结构，提高了阵列的I/O性能；利用镜像数据重构缩短重构时间；新颖的地址布局方式将原始数据与镜像数据尽可能的放在邻近的位置，缩短了磁头移动的距离；在后台更新校验信息，缓解基于校验RAID的写放大问题，提高阵列的写性能；由于镜像数据的存在，提高了阵列的容错能力，因此在阵列的可用性和可靠性方面有很大的改善。

主权项

一种基于校验RAID加入镜像结构的阵列构建方法，其特征在于，所述阵列构建方法包括地址布局、数据布局、数据存取和数据重构四个步骤，具体如下：(1)地址布局：(1.1)根据磁盘数M设定段内条带数，段内条带数为M的整数倍；(1.2)根据磁盘中数据块的数目与段内条带数确定段数K，段数K＝磁盘中数据块的数目/段内条带数；(1.3)取N＝K/2；将段编号为1至N的段与段编号为N+1至K的段交叉存放：编号为1的段之后存放编号为N+1的段，之后存放编号为2的段，编号为2之后存放编号为N+2的段，如此交叉存放；如K/2为非整数，则取整；(2)数据布局：(2.1)原始数据段段内的数据与基于校验的RAID相同布局；(2.2)镜像数据段在原始数据段布局的基础上，改变同条带中数据块存放的磁盘号，磁盘号统一向右或向左偏移；统一向右偏移，即磁盘号加i，若加i后的磁盘号大于M，则减M；统一向左偏移，即移磁盘号减i，若减i后的磁盘号小于0，则加M；(3)数据读写：(3.1)计算拟访问数据的物理地址；若为写请求，还要计算校验信息物理地址；(3.2)判断拟访问的数据是否有镜像；如果没有镜像，则进入步骤(3.3)，若有镜像，则进入步骤(3.4)；(3.3)下发读写请求到数据的物理地址指向的磁盘；若为写请求，还更新原始数据的校验信息；(3.4)计算镜像数据的物理地址；若为写请求，还计算镜像数据校验数据的物理地址，下发写请求到相应的数据物理地址所指向的磁盘和镜像物理地址指向的磁盘，并更新原始数据和镜像数据的校验信息；若为读，均衡原始数据所在磁盘与镜像数据所在磁盘的负载大小，选择负载较小者下发读请求；(4)数据重构：如果出现故障盘，判断故障盘上的数据是否有镜像，如果有镜像，从镜像读取对应数据写入备份盘；如果没有镜像，则根据基于校验RAID的重构方法，读取条带内其他的数据块计算故障盘的数据写入备份盘。