[发明专利]一种数据存取方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术的数据存储技术，尤其涉及一种数据存取方法及其装置。

背景技术

RAID(Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列)技术已广泛应用于数据存储的各种场合，其中使用最为广泛的是RAID5。RAID5每个条带含有1个校验位，对条带中其他数据分块中的数据进行奇偶校验提供冗余保护。当一块磁盘损坏时，可以通过校验位与其他数据盘的奇偶运算来重建丢失的数据。

奇偶校验数据是由每个条带中的数据位使用XOR(异或)运算得出，这样在一个磁盘发生损坏时，可以通过条带中的数据位+奇偶校验位使用XOR运算来还原丢失的那部分数据。图1示出了一种由5个成员磁盘组成的RAID5阵列，缓存由一系列缓存单元所组成，缓存单元的大小和条带大小相同，当缓存单元写满后则将缓存单元中的数据刷入阵列磁盘，并计算条带校验和(图1中表示为P1，P2，P3，P4)。

目前的视频监控系统广泛使用RAID5进行数据存储。如图2所示，监控系统中的EC(视频编解码器)将数据写入RAID5阵列时，采用整条带写入的方法，目的是为了减少非整条带写时，对未修改条块的读操作，以提高写入效率。

但在现有监控环境中，经常会有关键业务数据需要进行复制。如图3所示，复制时首先需要将数据从磁盘中读出，再通过缓存将数据发送到已建立iSCSI(Internet Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)连接的远程复制存储端的阵列中。因为磁盘的工作原理，磁头同一时间只能对一块磁道进行读取或写入操作。按现有的监控数据写入方式，则会导致整个条带的数据写入命令因为复制读取操作需要等待读取完成后才能继续写入，严重影响数据写入命令的响应，同时因为写与读的数据位于磁盘的不同位置，在读写命令相互切换过程中，磁头需要寻道来回移动，增加了磁盘相应命令的延时开销，从而会极大的减低数据写入的速率，导致EC端数据丢失。

如图4所示，阵列中有颜色填充的部分已写入需要复制的数据，而没有颜色填充的区域则为当前数据写入区域。当读写命令交互进行时，磁盘的磁头就会在这两个区域间来回滑动、定位，严重影响读写命令的相应时间。

例如，当阵列完成条带600的写入后，为了响应复制读取条带1中数据的命令，所有磁盘的磁头需要重新移动并定位到条带1上，然后进行读操作。待读操作完成后，接下来响应条带601的数据写入，磁头需要重新移动并定位到条带601上，才能完成写入操作。这样命令的交替响应将会使磁头不停的来回移动，严重影响读写效率。

由此可见，上述现有数据存取过程中，读取和写入操作需要交替进行，复制业务的读操作将较大程度影响写业务的性能，从而导致EC端丢包。整条带交替读写方式，将会使磁盘磁头不停的移动，从而使磁盘响应速度大大降低。

现有技术还提供了另一种数据存取方式，即，将写入业务与复制业务分为两个阵列进行。在现有磁盘数量情况下，将阵列分割为数量相等的阵列1和2，按顺序进行数据写入，先写阵列1，当阵列1写满后再写阵列2，同时对阵列1的数据进行复制，使读、写操作的磁盘相分离，不相互影响。

该数据存取方式将存储磁盘分成两个阵列，在不同阵列中因为需要保证数据的冗余性，所以每个阵列都要牺牲一块磁盘的空间来存放校验和数据，导致存储空间利用率降低。

发明内容

本发明提供一种数据存取方法及其装置，用以实现在将读写业务相分离、不相互影响性能的情况下，又不使存储空间利用率减低，保证存储空间得到充分利用。

本发明提供的数据存取方法，应用于包含有数据存储设备的数据存储系统，所述数据存储设备的磁盘阵列中的每个条带被划分为第一分区和第二分区，且每个条带的第一分区包含相同数量的数据条块，每个条带的第二分区包含相同数量的数据条块，该方法包括：

在向磁盘阵列写入数据时，按照条带顺序在一个分区写入数据，并当所有条带的该分区写满之后，按照条带顺序在另一分区写入数据；

其中，当针对当前条带在第二分区写入数据的过程中，若该条带的第一分区已经写入数据，则读取该条带第一分区写入的数据，用读取的数据与写缓存中的数据生成校验和并更新该条带的校验和条块，并将读取的第一分区数据复制到远程存储设备进行备份，将写缓存中的数据写入该条带的第二分区。