[发明专利]一种消除局部并行中小写操作的集中校验式盘阵列

摘要

本发明涉及一种消除局部并行中小写操作的集中校验式盘阵列，适用于连续数据存储，属于独立硬盘冗余阵列技术领域。本发明针对连续数据存储的特点，设计实现一种可消除局部并行中小写操作的单盘容错集中校验式硬盘阵列Ripple‑RAID 4，主要包括：存储数据在Ripple‑RAID 4上的布局方式、基于流水技术渐进生成校验的写操作方法、数据容错等内容。硬盘阵列Ripple‑RAID 4在单盘容错条件下，既保持了局部并行的节能性，又解决了局部并行带来的小写问题，能够极大提高写性能和整体性能，具有突出的节能效率。

主权项

1.一种消除局部并行中小写操作的集中校验式盘阵列Ripple‑RAID 4，其特征在于：其结构布局为，硬盘阵列Ripple‑RAID 4包含N块硬盘，N≥3且为整数，其中1块盘为校验盘，其余N‑1块盘为数据盘；每块硬盘平均分成k×N+1个存储块，k为大于0的整数，各盘中偏移量相同的N个存储块组成一个条带，共组成k×N+1个条带；任取其中一个条带作为影子条带，其余为基本条带；每个基本条带包含1个校验存储块，简称校验块，位于校验盘，N‑1个数据存储块，简称数据块，分别位于N‑1块数据盘；每个数据块、校验块划分为M个大小相等的子块，每个子块包含若干个地址连续的扇区，分别称为数据子块Strip和校验子块PStrip；每个基本条带中偏移量相同的子块组成一个子条带Stripe，这样每个基本条带中包含M个大小相同的子条带；子条带Stripe m的校验子块PStrip m由其N‑1个数据子块Strip m异或生成，见式(1)；其中，0≤m＜M；为了提供合适的性能，把N‑1个数据盘按顺序分成P组，每组包含Q个数据盘；P、Q为大于0的整数，且满足P×Q＝N‑1，Q值根据实际存储带宽需求确定；这样每个子条带中的数据子块也被分成P组，每组包含Q个数据子块，子条带内仅组内的Q个数据子块提供并行性，不是全部数据子块提供并行性；Ripple‑RAID 4采用适度贪婪的地址分配策略，从基本条带0内、组0内的首个数据子块开始，按如下规则编址：①编号相邻数据盘在同一组内、同一子条带内的数据子块的地址相邻；②同一基本条带内，编号相邻的两个子条带，前一个在组内的末尾数据子块，与后一个在该组内的起始数据子块的地址相邻；③同一基本条带内，编号相邻的组的地址相邻；④编号相邻的基本条带的地址相邻；基本条带、组、数据盘均从0开始编号；Ripple‑RAID 4仅对基本条带进行编址，影子条带不参与编址，仅供Ripple‑RAID 4内部使用，对上层应用是透明的。