[发明专利]一种网络存储系统的管理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络存储技术，尤其涉及一种RAID阵列资源块管理技术。

背景技术

在涉及众多主机的数据存储的网络环境中，为了提高数据存储的可靠性和安全性，同时为了存储容量的扩展性和灵活性，网络存储技术应运而生。通常来说，网络存储系统的作用是为客户端PC机或者服务器(一般统称为主机或Host)提供可用的存储空间。

一般网络存储系统的前端可以通过IP网络或者FC网络与主机相连，为主机提供数据存储服务。在数据传输方面，以基于IP承载的网络存储系统为例，主机可以基于标准的iSCSI(互联网小型计算机系统接口)协议网络存储系统进行数据的读写操作。网络存储系统的核心是存储控制器(Storage Controller)，存储控制器进行数据处理并把数据写入到后端物理磁盘中。

为提高写物理磁盘的性能以及提供数据冗余性，存储控制器通常支持独立磁盘冗余阵列(RAID，也可称为RAID阵列)技术，RAID技术是一种把多块独立的物理磁盘按不同的方式组合起来形成一个磁盘组，从而提供比单个磁盘更高的存储性能，并提供数据备份技术。根据不同的数据组织方式，常用的RAID包括RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10等。根据RAID级别的不同可以提供各种级别的性能和可靠度，可以保证多数情况下，一个或者多个磁盘故障时可以通过剩余成员磁盘中的数据采用RAID级别对应的算法恢复出错磁盘的数据，即保证数据不丢失。通过这种算法可重构故障盘中的数据并写入到热备盘中，重构完成后热备盘做成阵列的成员磁盘，恢复阵列的冗余性和可靠性，即通常所说的RAID阵列重建。

在现有实现机制下，RAID成员磁盘健康状态一般包括两种：正常：磁盘未发生IO读写错误；故障：磁盘发生了IO读写错误，出错扇区上的数据不能再被访问。RAID健康状态定义如下：

正常：RAID的所有成员磁盘都正常，RAID可以正常读写，RAID具有完整的数据冗余性和可靠性；

降级：RAID的一个或多个成员磁盘故障，采用RAID级别对应的算法可以通过剩余成员磁盘上的数据重构出出错磁盘的数据，RAID可以正常读写，但是不能提供完整的数据冗余性和可靠性；

故障：RAID的一个或多个成员磁盘故障，采用RAID级别对应的算法无法恢复出错磁盘上的数据，故障状态的RAID直接离线，其上数据不能再被访问。

存储控制器收到原健康状态是“正常”的RAID的成员磁盘故障事件后，RAID把出错磁盘踢出阵列，如果采用RAID级别对应的算法可以通过剩余成员磁盘上的数据重构出出错磁盘的数据，RAID健康状态变为降级，然后触发重建，使用热备盘重构出错磁盘的数据。如果没有可用的热备盘，RAID一直是降级状态，等待热备盘插入。如果采用RAID级别对应的算法不能通过剩余成员磁盘上的数据重构出出错磁盘的数据，RAID健康状态变为故障，RAID直接离线，其上数据不能再被访问。

请参考图1，图1中的RAID的级别为RAID5、成员磁盘数目为4，分别是Disk1到Disk4。D1、D2、D3、P1组成第一个条带，其中D1、D2、D3是数据，P1是这个条带上根据RAID5算法计算出来的校验数据，下面的条带类似，D表示数据，P表示校验数据。

RAID5算法可以保证，1个条带上1个磁盘发生介质错误，可以通过该条带上剩余成员磁盘的数据重构出出错磁盘的数据。如图1所示，假设健康状态是正常的RAID的条带2上，Disk4的D6区域发生磁盘IO读写错误，无法再访问，按照通常的做法，RAID健康状态变为降级，把Disk4从RAID中踢出，然后找可用的热备盘进行重建。