[发明专利]虚拟存储系统及其运行方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及下述申请并要求下述申请的优先权：于2009年2月11提交的、申请号为61/151,533的美国临时专利申请以及于2009年10月4日提交的、申请号为61/248,642的美国临时专利申请，通过引用将这两份申请的全文并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及数据存储系统及用于数据存储的各个方法，具体地，涉及虚拟存储系统以及虚拟存储系统的运行方法。

背景技术

日益复杂的存储设备需要有效利用和管理资源的方案。存储虚拟化使管理员能够像管理单一的统一资源那样管理分布式存储。通过规避存储系统(包括存储网络系统)的实际复杂性，存储虚拟化帮助存储管理员以更简单且耗时更少的方式进行资源分配、备份、存档和恢复的任务。

虚拟存储系统为用户呈现用于数据存储的逻辑空间，并且系统本身处理将其映射到实际物理位置的进程。虚拟存储系统可包括模块化存储阵列和常规虚拟存储空间，其能够将存储资源组织为用户在常规管理下可用的单个逻辑池。对于其他容错，存储系统可被设计为在一组存储节点之间冗余地传播数据且使得当发生硬件故障时，能够继续运行。容错数据存储系统可在多个磁盘驱动器之间存储数据，并且可包括拷贝数据、奇偶校验数据或在驱动器失效时可用于重构数据的其他信息。

现有技术已经认识到虚拟存储系统中逻辑和物理数据地址之间的映射的问题，并已经开发了各种系统以提供解决方案，例如：

美国专利5,392,244(Jacobson等人)公开了一种管理磁盘阵列上的数据的方法，包括下述步骤：在多个磁盘的磁盘阵列上提供物理存储空间；将物理存储空间映射到具有第一和第二RAID区域的第一虚拟存储空间，第一RAID区域具有用于根据第一RAID级别存储数据的第一分配块，第二RAID区域具有用于根据第二RAID级别存储数据的第二分配块；将第一虚拟存储空间映射到具有多个虚拟块的第二虚拟存储空间，第一和第二虚拟块通过虚拟块表与各自RAID区域中的第一和第二分配块相关联；选择与第一RAID区域中的第一分配块关联的第一虚拟块；定位第二RAID区域中的第二分配块；将从所述第一分配块中选择的数据转移到所述第二分配块，从而曾经根据第一RAID级别存储的选择的数据现在根据第二RAID级别存储；修改虚拟块表以反映转移到第二RAID区域的数据。

美国专利6,889,309(Oliveira等人)公开了管理计算机系统中的虚拟数据存储对象的方法和装置，该计算机系统包括至少一个主机和至少一个存储设备，其中至少一个存储设备使至少一个存储磁盘对主机呈现为存储资源。主机包括LVM和文件系统中的至少一个。虚拟数据存储对象被创建，从而逻辑卷和文件中的至少一个被用作存储资源，以将数据存储到虚拟数据存储对象中。另一实施方式公开了虚拟数据存储对象，其具有存储在来自不同主机的LVM的逻辑卷上的数据图像。另一实施方式公开了一个数据图像存储在磁盘而另一数据图像存储在逻辑卷中的虚拟数据存储对象。另一实施方式涉及在计算机系统内分配元数据的方法和装置，元数据定义了虚拟存储对象。

美国专利6,898,670(Nahum)公开了用于存储区域网络(SAN)中的存储容量的虚拟化且用于管理虚拟和物理内存的分布式架构。其提供了由两部分(即虚拟化和转化)组成的虚拟化软件计算机程序，每个部分驻留在不同的位置中，但两部分交互式地运行。SAN通过网络交换机将主机阵列连接到存储设备阵列，SAN具有存储虚拟化管理器(SVM)。运行虚拟化计算机软件的SVM进行物理存储容量虚拟化和元数据管理。网络交换机路由主机和存储设备之间的存储I/O运算，而转化软件驻留在主机或网络交换机SAN的其他位置中的处理器中。尽管网络交换机和SVM分解任务以释放负载和预防瓶颈，但实际实施时允许设计网络交换机、运行虚拟程序的处理器和许多配置(从分布式到集成打包)中的SVM。虚拟化软件也支持实时配置，以适应发生在配置主机阵列和SAN的存储设备阵列时的变化。

美国专利6,996,582(Daniels等人)公开了一种虚拟存储系统和其运行方法。虚拟存储系统包括：配置为存储数据的物理存储空间；适于向主机提供存储在物理存储空间内的数据的代表物的虚拟存储空间；配置为存储多个用于在物理存储空间和虚拟空间之间实施寻址的指针；以及控制器，该控制器配置为从内存提取被选择的指针，且在不同于时间上的第一时刻的内存的另一存储位置提供被选择指针，以及在从另一存储位置提取被选择的指针，且在时间上的第一时刻之后的第二时刻的内存中提供被选择的指针。