[发明专利]可动态调整条带深度的RAID 0的实现方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息存储领域，尤其涉及一种可动态调整条带深度的RAID 0的实现方法及系统。

背景技术

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列。简单的说，RAID 是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。RAID通过对硬盘上的数据进行条带化，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个磁盘驱动器几倍的性能。

RAID 0是其中的一种，其特点是条带在RAID创建时同时被创建，且同一个RAID中，每个条带的深度都是一致的。一般的我们尽量的将Stripe Size 设置为等于上层应用I/O块大小，这样一个I/O的读写  尽可能分布到RAID 0中所有的磁盘上，同时进行，从而获得最佳的并行效果。

 但是，上层应用I/O的块大小可能是变化的，或者需要在RAID 0上同时运行多种应用，不同应用所需的最优Stripe Size又是不一样的。例如，对于视频应用，也许1MB的Stripe Size是最佳的，但是对于数据库可能16KB的Stripe Size是最佳的。因此固定的条带深度在实际应用中并不能在各种应用场合都能获得最佳的并行效果。

固态硬盘（Solid State Disk, SSD）是一种建立在标准NAND Flash等非挥发存储介质基础上的新一代存储设备，完全半导体化，无机械结构，具有低功耗、无噪音、抗震动、低热量等特点，不存在磁盘寻道时间，数据存取速度快，数据吞吐量能和IOPS能达到传统硬盘的数千倍。随着NAND Flash制程技术不断提高及成本的降低，有效地降低了SSD的成本，推进SSD的应用普及。 

NAND Flash存储器的特点是由Block (块) 构成，block的基本单元是Page (页)，每个Page的存储区又包含Data area(数据存储区)和Spare area(备用区域)。不同厂商，不同规格的Nand Flash的Page，Block及Spare area的大小可能会有区别。以美光的一款Nand Flash为例，一个Page的大小为8KB，Spare area的大小为448B，一个Block包含256个Page。但不管是哪个厂商的都包含Spare area 区域，实际上用户可见的存储空间都是指Data area区，而每个Page中Spare area区处理较多的用于存储ECC数据外，剩余部分区域都是空闲的，浪费了，而过去的RAID 0信息都需要额外占用用户的存储空间。

因此，现有的固定条带深度的RAID 0存在不能在不同应用I/O块大小的场景下 都获得最佳的并发处理,且RAID 0的条带信息还需额外消耗系统存储空间的缺陷。

发明内容

针对以上缺陷，本发明目的在于提出了一种可动态调整条带深度的RAID 0 的实现方法及系统，以解决在不同的应用I/O块大小的场景中都可获得最佳的并发效果，整体上提高存储器的访问速度且不额外占用用户的存储空间。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可动态调整条带深度的RAID 0的实现方法及系统，所述方法包括： 

步骤1.1，接收到应用访问RAID 0的I/O命令，在条带地址映射表中查找I/O命令要读写的数据是否覆盖已存在的条带，如果存在则直接根据检索到的条带的条带表项信息跳到步骤1.4 开始执行，否则继续执行步骤1.2；

步骤1.2，动态创建RAID 0的条带，其中条带深度StripeDepth根据I/O命令要读写数据的大小动态计算，保证 StripeDepth为StripeDepth_min 的整数倍,其中StripeDepth_min为最小条带深度,等于区块的大小；并创建该条带的条带表项信息; 其中条带表项信息包括开始条带的逻辑区块地址StripeStartLBA，结束逻辑区块地址StripeEndLBA和条带深度StripeDepth信息;

步骤1.3，将步骤1.2创建的条带表项信息添加到条带地址映射表中,条带表项信息的集合构成条带地址映射表；

步骤1.4，根据步骤1.1检索到的或步骤1.2新创建的条带的条带表项信息计算出各个FLASH盘中的数据的物理区块地址PBA；