[发明专利]用于跨存储设备写入数据的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机科学领域，并且更具体地涉及一种用于在纠删码系统中跨存储设备写入数据的计算机实现的方法和系统程序。

背景技术

现今，使用RAID(独立磁盘冗余阵列)的数据存储系统采用硬件RAID控制器，该硬件RAID控制器计算一组用户数据块的奇偶校验、并跨越给定的一组存储设备存储所述奇偶校验。

研究团体已经提出若干种存储系统，例如在以下专利或专利申请中提出：US2012/0266011A1、US2012/0311255A1、US2012/0030425A1、US8166370B1、US2012/0278689A1、US2013/0007572A1、US7346831B1；并且还在以下文章中提出：

-Bin Fan Wittawat Tantisiriroj Lin Xiao Garth Gibson.DISKREDUCE:REPLICATION AS A PRELUDE TO ERASURE CODING IN DATAINTENSIVE SCALABLE COMPUTING；

-Vladimir Sapunenko.DATA PROTECTION TECHNOLOGIES:WHAT COMES AFTER RAID？2012年春季HEPiX研讨会,23-27,2012年4月；

-Ping-Hsun Hsieh Ing-Yi Chen；Yu-Ting Lin；Sy-Yen Kuo.AN XOR BASED REED-SOLOMON ALGORITHM FOR ADVANCED RAID SYSTEMS.发表于Defect and Fault Tolerance in VLSI Systems,10-13,2004年10月,p.165-172。

随着系统向外扩展，许多RAID控制器被使用，其中每个RAID控制器被指派给给定的一组存储设备。通过设计，这样的系统具有数据和奇偶校验的成簇布置。

使用RAID的系统是使用纠删码的更大一类系统的一部分。对于纠删码系统，近来的研究已经表明：当纠删码中的奇偶校验的数量大于一(例如，RAID-6、三路复制)时，除了成簇以外的布置方案(例如，分簇)在可靠性方面具有显著优势。诸如分簇布置之类的布置方案已经在用于各种纠删码的软件中被实现。然而，当系统尺寸扩展或当工作负荷增加时，这样的软件实现可能遭受严重的性能退化。

在此背景下，仍然需要用于在纠删码系统中跨存储设备处理数据的改进的解决方案。

发明内容

根据一个方面，本发明被实现为一种用于在纠删码系统中跨存储设备写入数据的方法。该方法包括：从第一数据计算第一数据块和第一奇偶校验块，所述第一数据将被存储在系统中，其中所述计算由一个或多个控制器执行，所述控制器中的每一个是独立磁盘冗余阵列控制器；以及通过使用一个或多个布置节点来提供计算出的第一数据块和第一奇偶校验块在存储设备中的位置，所述布置节点被配置成管理数据块和奇偶校验块在所述存储设备上的布置方案。

在示例中，该方法可以包括下述中的一个或多个：

-根据由一个或多个控制器使用的纠删码，选择由一个或多个布置节点管理的布置方案；

-提供计算出的第一数据块和第一奇偶校验块的位置还包括将由一个或多个布置节点提供的位置存储在布置元数据中，该布置元数据对于每个数据块和每个奇偶校验块包括系统中的块的逻辑地址空间与存储设备中的块的物理地址空间之间的映射。

-将第一数据块和第一奇偶校验块发送到一个或多个布置节点，并将所发送的第一数据块和第一奇偶校验块存储在识别出的位置上；

-将被存储的第二数据是已经存储的第一数据的更新，还包括：由一个或多个控制器向一个或多个布置节点请求将被更新的第一数据块和第一奇偶校验块，向一个或多个控制器提供所请求的将被更新的第一数据块和第一奇偶校验块，并且通过根据将被更新的第二数据修改所提供的第一数据块和第一奇偶校验块，来计算第二数据块和第二奇偶校验块；

-将计算出的第二数据块和第二奇偶校验块发送到一个或多个布置节点，并将第二数据块和第二奇偶校验块存储在识别出的位置上；

-在发送计算出的第二数据块和第二奇偶校验块之前：

由一个或多个布置节点识别计算出的第二数据块和第二奇偶校验块在存储系统中的位置；

-检测一个或多个存储设备发生故障；由一个或多个布置节点启动存储在发生故障的一个或多个存储设备上的数据块和奇偶校验块的重建；