[发明专利]用于冗余数据拷贝的降级管理的方法和系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及计算机，并且更具体地，涉及高速缓存存储子系统中的冗余数据拷贝的降级管理(destage management)。

背景技术

诸如国际商业机器公司(IBM^)企业存储服务器(ESS^)的存储子系统将接收指向附接的存储系统的输入/输出(I/O)请求。附接的存储系统可包括封装，其包括许多互连的盘驱动器，例如直接访问存储设备(Direct Access Storage Device，DASD)、独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID阵列)、简单磁盘捆绑(Just a Bunch of Drives，JBOD)等等。如果以比处理I/O请求的速率更快的速率接收I/O请求，则存储子系统将I/O请求放在存储高速缓存中排队，所述存储高速缓存可包括一个或多个千兆字节的易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)等等。某些修改(写)数据的拷贝还可被放在诸如电池备用易失性存储器的非易失性存储单元(NVS)中，以便在存储子系统发生故障的情况下，提供对写数据的额外保护。

在高速缓存中的每个磁道的最近最少使用(LRU)列表中包括一个条目。可以从存储系统升级(stage)磁道以便高速缓存返回到读请求。此外，磁道的写数据在被传送给附接的存储系统之前可被存储在高速缓存中。当需要高速缓存中的额外空间以缓冲额外请求的读数据和修改数据时，在LRU列表的LRU末端处指示的磁道被降级到盘。针对被添加到高速缓存的每个磁道，将一个条目添加到LRU列表的最近最多使用(MRU)末端。LRU列表中的每个条目包括指示磁道的当前状态、在高速缓存中的位置，以及在存储系统中的位置的控制块。为NVS中的磁道维护附加的NVS LRU列表。高速缓存和NVS LRU列表包括用于NVS和高速缓存两者中的磁道的条目。

在提供写高速缓存以增强性能的存储系统中，需要一种持久地存储和恢复数据的方法来保存失去电源情况期间的数据完整性。如果没有以持久方式存储数据，则当失去电源时会丢失写高速缓存中的数据。没有电源中断期间丢失什么数据的记录，所以在子系统中存储的全部数据是不可信的。写高速缓存的大小影响存储系统的性能能力，这是由于其决定对在要求将数据降级到诸如硬盘设备(HDD)的持久性(persistent)介质之前，哪些写事务可被系统处理的限制。

发明内容

在使用信息的冗余拷贝来在信息的拷贝中的一个变得不可用时提供备份的存储子系统中，可以改进创建冗余拷贝的过程以加速数据的单个拷贝的创建。这在创建所需数据结构的持久性拷贝的耗用时间(elapsed time)是关键性的，例如在如先前描述的电源丢失期间，写高速缓存数据被紧急降级到持久性介质的情况下是有益的。各种因素影响写高速缓存降级到持久性介质的可用时间，例如备份电源容量和持久性介质存储设备控制器的特性以及接口网络特性。

数据储存系统通常在保存写高速缓存数据时实现冗余拷贝方法，使得如果在电源丢失恢复期间存储设备中的一个出现故障的话，则在独立存储设备上存在数据的备份拷贝。在这些情况下，尽快创建写高速缓存数据的完整、有效的拷贝是有用处的，以允许由于诸如备份电源系统故障和/或较慢数据存储设备控制器的某些异常情况而中断写高速缓存数据的降级的情况。

在一个实施例中，本发明是一种在高速缓存存储子系统中冗余数据拷贝的降级管理的方法，包括提供多个目标存储设备，所述多个目标存储设备中的每个能够存储数据图像的完整拷贝，将所述数据图像和所述目标存储设备再分成多个子区域，组织所述多个子区域中的每个使得在所述目标设备上的所述多个子区域的最小累计总数等于形成所述数据图像的完整拷贝所需的子区域的数量，以及按次序将来自写高速缓存的数据降级到所述目标存储设备上的多个子区域，使得可以合并最小数量的子区域以恢复所述数据图像的所述完整拷贝。