[发明专利]一种存储阵列系统及其数据操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术，更具体地说，涉及一种存储阵列系统及其数据操作方法。

背景技术

独立冗余磁盘阵列(RAID)是一种由多块独立硬盘(物理硬盘)按特定方式组合而成的存储设备，因其存储空间远大于单块硬盘，所以常常应用于海量数据的存储。随着研究的不断深入，技术人员已开发出多个RAID级别，在提供海量存储空间的同时，还在数据读写速度和数据存储安全性等方面作出了大量改进。目前常用的RAID级别有RAID 0、RAID 1、RAID 3和RAID 5。

通过RAID技术，我们可以：

1、通过把多个硬盘组织成一个逻辑卷，来提供硬盘跨越功能；

2、通过把数据分块(Block)，并行读写，来提高访问速度；

3、通过提供镜像或校验，来实现容错功能。

实现RAID级别的关键部件是存储控制器，它负责管理系统中的所有硬盘，使这些硬盘按照指定的方式读写数据。因此，存储控制器的效率和可靠性直接关系到整个RAID系统的性能。现有技术多采用双存储控制器方案来提高RAID系统的可靠性。

图1是目前常见的双控制器RAID系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括一个硬盘组和主、备两个存储控制器。这两个存储控制器均可提供外部访问通道，但在正常情况下只有主控制器响应外部访问请求。备用控制器通过镜像通道与主控制器相连，用于在主控制器出现异常时接管对系统的控制。尽管可提供备份功能，但这种系统的缺陷也十分明显，即当外部访问量较大时，存储控制器的效率将成为性能瓶颈，无法依靠扩展存储控制器数量的方式来提高系统性能。

在一些高端应用中，还可以使用分布式存储控制器来管理RAID系统中各硬盘的操作。

图2是现有技术使用分布式存储控制器的RAID系统的结构示意图。如图2所示，该系统包括存储控制器和硬盘组。其中，存储控制器包含接收外部访问请求的主机接口、高速缓存、硬盘接口。通过添加快速读写设备如高速缓存，存储控制器的效率得以提高，但同时成本也随之大幅增加，因此，分布式存储控制器RAID是一种高端存储设备，架构复杂，成本高。此外，受高速缓存接口的限制，主机接口和硬盘接口控制器的数量有限。

RAID系统的另一重要部件是硬盘组。目前应用的RAID技术多采用数据分块技术(striping)来提高读写速度，该技术将数据同时平均分为多个数据块，然后按顺序同时写入多个硬盘，以提高存储效率。由于数据块大小均一样，因此要求硬盘组中各个硬盘具有相同大小的存储空间，若大小不一致，则整个硬盘组的空间大小只能按最小硬盘的容量与硬盘个数的乘积来计算，这样就会造成存储空间的浪费。例如，一个由1块160G、1块120G，2块80G硬盘组成的硬盘组，整个存储空间的大小只能按80G*4＝320G来计算，这样一来就造成(160G-80G)+(120G-80G)＝120G的存储空间被浪费。

因此，现有技术无法通过低成本的扩充存储控制器来提高系统性能，也无法在硬盘组中各硬盘空间大小不一样时充分利用存储空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术无法通过低成本扩充存储控制器来提高系统性能以及无法充分利用存储空间大小不一的硬盘组的缺陷，提供一种存储阵列系统以及应用于该系统的数据操作方法。

一种存储阵列系统，包括逻辑RAID控制器和与所述逻辑RAID控制器相连的至少两个存储控制器，每个存储控制器连接有至少一个物理存储单元，每个物理存储单元包含至少一个逻辑存储单元；

所述逻辑RAID控制器通过控制至少两个存储控制器，将分属这至少两个存储控制器所连接的物理存储单元的至少两个逻辑存储单元组成逻辑存储阵列。

一种存储阵列系统中的数据操作方法，包括如下步骤：

S1、逻辑RAID控制器接收数据操作命令，确定需要操作的逻辑存储阵列以及与该逻辑存储阵列相关联的存储控制器；

S2、所述逻辑RAID控制器控制上述存储控制器对该逻辑存储阵列所含逻辑存储单元对应的物理存储单元进行所述数据操作命令指示的操作。

本发明技术方案通过逻辑RAID控制器来控制存储控制器，使用逻辑存储单元来构建逻辑存储阵列，可通过扩充存储控制器的数量来提高系统性能，并可随意设定逻辑存储单元的大小及每个逻辑存储阵列中逻辑存储单元的数量，以此来充分利用每块硬盘的存储空间，且构建方式灵活。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是目前常见的双控制器RAID系统的结构示意图；