[发明专利]一种独立冗余磁盘阵列的管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘存储系统管理技术领域，尤其涉及一种独立冗余磁盘阵列（RAID）的管理系统及方法。

背景技术

随着计算规模的扩大和新兴应用模式（如云计算、物联网）的出现，大数据应用与日俱增。独立冗余磁盘阵列（RAID，Redundant Array of Inexpensive Disks）作为独立的大型存储设备已被广泛应用于大数据存储系统中。存储扩展柜是普遍使用的高性价比存储基本单元，一般通过FC或SAS线缆连接至存储控制柜，由存储控制柜进行RAID配置管理。

在当今的存储系统建设中，PB级存储系统已经非常普遍，在高性能计算、数字媒体环境中甚至已出现10PB以上的单套存储系统。在此类应用中，一方面磁盘数量高达数千颗，要使用多套存储扩展柜，另一方面会采用跨越多个柜体的多块磁盘配置RAID。在传统的FC-AL架构中，JBOD是最常见的磁盘扩展方式。图1为现有技术中基于FC-AL架构的RAID管理系统示意图，如图1所示，存储控制柜与扩展柜之间，扩展柜与扩展柜之间通常采用类似菊花链的方式进行拓扑组织，该扩展结构的特点是所有磁盘共享一条最大4Gb/s的磁盘通道，性能瓶颈明显，且一旦该仲裁环路出现问题，所有磁盘都会受到影响，该方式已逐渐被淘汰；RAID成员盘的选择采用自定义方式，可以限定在一个存储柜内部，也可以跨越多个存储柜。当跨多个扩展柜进行RAID配置时，柜体之间的菊花链可能成为性能瓶颈。

图2为现有技术中基于SAS磁盘通道技术的RAID管理系统示意图。SAS点对点磁盘通道技术是当前工业界普遍采用的磁盘通道技术，该方式无论是性能还是可靠性相对于FC-AL都有巨大的提升：每一颗磁盘到磁盘控制器都有独立的6Gb/s的数据链路，是一种交换式的磁盘拓扑结构，但这种连接仅限于磁盘柜内部，在磁盘柜与磁盘柜之间，采用2条互为冗余的SAS磁盘通道进行连接，因此在连接多个磁盘柜的情况下，磁盘柜之间的SAS通道带宽与磁盘控制器的出口带宽就会形成性能瓶颈。

无论是FC-AL还是SAS连接，其有效带宽最大仅为3GB左右，每颗磁盘在存储系统中性能约为60MB/S，因此，只需50颗磁盘即可将整个通道的有效带宽占满，在高达数千颗磁盘的海量大数据存储环境中，扩展链路的性能瓶颈十分明显。为了提升多磁盘跨越多个存储扩展柜进行RAID配置时的性能，现提出一种独立冗余磁盘阵列的管理系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种独立冗余磁盘阵列的管理系统及方法，以很好的解决多磁盘扩展链路的性能瓶颈问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种独立冗余磁盘阵列（RAID）的管理系统，所述系统包括存储控制柜和至少两个存储扩展柜，其特征在于，所述存储控制柜与每个存储扩展柜之间通过独立的数据通道进行连接；

其中，所述每个存储扩展柜设置有预定数量的磁盘，所述存储控制柜设置有RAID控制器，所述RAID控制器用于选择不同存储扩展柜中预定数量的磁盘配置成RAID组，并基于所述配置完成的RAID组进行数据读写操作。

所述RAID组包括由RAID控制器选择不同存储扩展柜中单块磁盘配置成的RAID组，其中，每组RAID中成员盘的个数最大为20。

所述独立的数据通道包括SAS点对点磁盘通道。

所述每组RAID成员盘通过单独的RAID控制器或者电气交换机模块（ESM）部件进行管理。

所述存储控制柜设置有主RAID控制器和从RAID控制器，采用主从控制的方式与每个存储扩展柜之间通过独立的数据通道进行连接。

所述RAID组具有数据校验功能。

本发明还公开一种独立冗余磁盘阵列（RAID）的管理方法，该方法基于包括存储控制柜和至少两个存储扩展柜的独立冗余磁盘阵列的管理系统实现数据读操作和写操作，所述存储控制柜与每个存储扩展柜之间通过独立的数据通道进行连接，所述每个存储扩展柜设置有预定数量的磁盘，所述存储控制柜设置有RAID控制器，

RAID控制器选择不同存储扩展柜中预定数量的磁盘配置成RAID组；

RAID控制器将待写入的数据写入预先配置的RAID组中；

RAID控制器从预先配置的RAID组中读取待读取的数据。

所述RAID组包括由RAID控制器选择不同存储扩展柜中单块磁盘配置成的RAID组，其中，每组RAID中成员盘的个数最大为20。