[发明专利]RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储领域，特别是涉及一种RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法。

背景技术

独立冗余磁盘阵列（Redundant Arrays Of Independent Disks，RAID）技术是一种提供增强冗余、容量和存储性能的存储方法，有着较强的可管理性、可靠性和可用性。通过冗余计算，RAID技术能够在满足可靠性要求的前提下，降低系统的容量开销。将RAID技术应用于网络存储系统的研究经历了从集中式控制到分布式控制，从单一RAID模式到混合RAID模式的发展过程。在大规模网络存储系统中，由于需要考虑复杂网络环境对性能的影响，所以一些存储系统采用混合RAID模式。

其中，AutoRAID通过将最近使用的数据放在以RAID1存储的高性能的硬盘中，将不太常用的数据放在以RAID5存储的经济高效的硬盘中，由于RAID1与RAID5数据是分离存储的，因此，在网络环境下将大批数据从RAID1迁移到RAID5上，会带来巨大的网络带宽和磁盘带宽消耗，不适合在分布环境下使用；DPGADR采用与AutoRAID相似的结构，通过复制和延迟校验块生成的方法提高网络存储系统性能，但是，在DPGADR中，由于RAID5部分为降级方式存储，因此，冷数据的读写性能较差；而采用网络存储系统的后端冗余集中管理方式，由于冗余管理节点本身不存储数据，数据和校验信息都存储在存储节点上，因此数据和校验信息的读写会带来巨大的网络带宽消耗，同时增加了存储节点对数据和校验信息的管理难度，并且在应用服务器与节点间网络故障的情况下，数据的读写操作不能正常进行。

发明内容

基于此，有必要针对集中式冗余管理方法性能瓶颈问题，以及在节点故障情况下数据不能正常访问的问题，提供一种RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法。

一种RAID1和RAID4混合结构网络存储系统，用于与应用服务器连接进行数据的写操作或读操作，包括多个逻辑上相互独立的冗余组：

所述冗余组的结构为RAID1和RAID4的混合结构；

所述冗余组包括多个数据节点和一个校验节点：

所述数据节点，用于在所述冗余组接到所述应用服务器的写操作请求时，将写操作的数据块缓存；并使用RAID1方式，将所述写操作的数据块发送到所述校验节点中，形成RAID1镜像；

所述校验节点，用于将所述写操作的数据块缓存，并与对应所述冗余组的其他数据节点的相同逻辑地址的数据块一起，组成RAID4冗余条带，进行异步冗余计算，计算完成后将校验信息存储，并在所述异步冗余计算及所述校验信息更新存储后，向所述数据节点发送数据迁移命令；

所述数据节点，还用于在接到所述校验节点发送的所述数据迁移命令后，将相应的所述写操作的数据块迁移至RAID4数据集。

作为一种可实施方式，在所述冗余组接到所述应用服务器的读操作请求时，从所述数据节点读取读操作的数据块，发送给所述应用服务器。

较佳地，所述冗余组为分层存储的多缓存的RAID1和RAID4混合结构；

所述数据节点包括第一数据收发模块、第一缓存单元和第一逻辑卷，其中：

所述第一数据收发模块，用于接收所述应用服务器的所述写操作请求或者所述读操作请求；在接收到所述写操作请求后，将所述写操作的数据块写入到所述第一缓存单元，并使用RAID1方式，将所述写操作的数据块写入到所述校验节点；在接收到所述读操作请求后，将所述读操作的数据块发送给所述应用服务器；

所述第一缓存单元，用于缓存所述写操作的数据块或所述读操作的数据块，并在所述校验节点进行所述异步冗余计算之前，将缓存的所述写操作的数据块根据缓存策略，独立下刷至所述第一逻辑卷中；

所述第一逻辑卷，用于存储所述第一缓存单元独立下刷的所述写操作的数据块，并在接收到所述校验节点发送的所述数据迁移命令后，将相应的所述写操作的数据块迁移至所述RAID4数据集；

所述校验节点包括第二缓存单元、第二冗余计算单元和第二校验卷，其中：

所述第二缓存单元，用于缓存所述数据节点发送的所述写操作的数据块；

所述第二冗余计算单元，用于将所述第二缓存单元发送的所述写操作的数据块与对应的所述冗余组的其他数据节点的相同逻辑地址的数据块一起，组成RAID4冗余条带，进行所述异步冗余计算，计算完成后将所述校验信息写到所述第二校验卷中，并发送所述数据迁移命令给所述第一逻辑卷；

所述第二校验卷，用于存储所述校验信息。