[发明专利]SSD环境中的适配RAID

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络，更特别地，涉及在多个固态存储装置之间有效地分布数据。

背景技术

随着计算机存储器存储和数据带宽的增加，商业日常管理的数据的量和复杂性增加。诸如数据中心的大规模分布式存储系统一般运行许多商业运算。分布式存储系统可与通过一个或多个网络互连的客户机计算机耦合。如果分布式存储系统的任意部分具有不良的性能或者变得不可用，那么公司运算会受损或者完全停止。因此，期望分布式存储系统对于数据可用性保持高的标准并保持高性能功能。如这里使用的那样，由于存储技术中的一些类型不包含盘，因此，存储盘可被称为存储装置。

为了防止数据损失，存储装置常常包含错误检测和校正机制。这些机制常采取由装置产生并存储于装置自身内的错误校正代码的形式。另外，分布式存储系统还可利用分散算法，以在存储装置的集合之间分布数据。这些算法一般在不依赖于中心目录的情况下将数据映射到存储装置。这种算法的例子包括可缩放散列（RUSH）和受控可缩放散列复制（CRUSH）。当没有中心目录时，分布式存储系统中的多个客户机可同时访问多个服务器上的数据对象。另外，存储的元数据的量会减少。但是，在具有改变的容量、输入输出（I/O）特性和可靠性问题的多个存储盘之间分布数据仍然存在困难的任务。与存储装置自身类似，这些算法也可包括诸如RAID类型算法（例如，RAID5和RAID6）或Reed-Solomon代码的错误检测和校正算法。

与选择的存储装置相关的技术和机制确定用于在可动态添加和去除的多个存储装置之间分布数据的方法。例如，以上描述的算法是针对利用硬盘驱动（HDD）的系统开发的。HDD包括一个或多个旋转的盘，每个盘涂有磁介质。这些盘日常以每分钟几千转的速度旋转几个小时。另外，电磁致动器负责在旋转的盘上定位磁读取/写入装置。这些致动器经受摩擦、磨损、振动和机械不对准，这导致可靠性问题。上述的数据分布算法基于HDD的特性和行为。

另一种类型的存储介质的一个例子是固态盘（SSD）。固态盘也可称为固态驱动器。SSD可模仿HDD接口，但SSD利用用于存储永久数据的固态存储器而不是在HDD中见到的电气机械装置。例如，SSD可包含快擦写存储器的组。SSD可在没有移动部分或机械延迟的情况下具有比HDD低的访问时间和等待时间。但是，SSD一般具有明显的写入等待时间。除了不同的输入/输出（I/O）特性以外，SSD经受与HDD不同的失效模式。因此，不能在包含用于存储的SSD、同时利用对于HDD开发的分布数据旋转算法的系统中实现高的性能和高的可靠性。

鉴于以上的情况，希望用于有效地分布数据并在多个固态存储装置之间检测和校正错误的系统和方法。

发明内容

公开了用于有效地在多个固态存储装置之间分布和管理数据的计算机系统和方法的各种实施例。

在一个实施例中，计算机系统包括被配置为在网络上向通过网络耦合为接收读取和写入请求的一个或多个数据存储阵列传输读取和写入请求的多个客户机计算机。设想包括多个存储装置上的多个存储位置的数据存储阵列。在各种实施例中，在用于数据存储和保护的独立驱动配置的冗余阵列（RAID）中配置存储装置。数据存储装置可包含用于数据存储的固态存储器技术，诸如快擦写存储器单元。数据存储子系统还包括存储控制器，该存储控制器被配置为：确定用于存储数据的第一RAID布局；和根据第一RAID布局将第一RAID条带写入到装置组。响应检测第一条件，控制器被配置为：确定与第一RAID布局不同的第二RAID布局；和根据第二布局将第二RAID条带写入到装置组，由此，装置组根据第一RAID布局和第二RAID布局同时存储数据。在各种实施例中，第一条件包含检测要分配用于在装置组中存储数据的空间。另外，设想控制器至少部分地基于多个存储装置中的一个或多个的特性确定使用的RAID布局的类型的实施例。

考虑以下的描述和附图，这些和其它的实施例将变得十分明显。

附图说明

图1是示出网络结构的一个实施例的一般化框图。

图2是动态装置内冗余方案的一个实施例的一般化框图。

图3是示出用于调整数据存储子系统中的装置内保护的方法的一个实施例的一般化流程图。

图4是存储子系统的一个实施例的一般化框图。

图5是装置单元的一个实施例的一般化框图。

图6是示出状态表的一个实施例的一般化框图。

图7是示出柔性RAID数据布局结构的一个实施例的一般化框图。