[发明专利]提升基于局部修复编码的存储系统可靠性的方法及装置

说明书

本发明公开了一种提升基于局部修复编码的存储系统可靠性的方法及装置，属于计算机存储领域，包括预测调整的步骤和修复回归的步骤；预测调整的步骤包括定期执行如下操作：预测即将发生故障的坏盘，并将其中的所有数据块均标记为坏块；对于每一个坏块B_i，改变分组状态，使得所属的分组G_i内仅保留坏块B_i以及另外一个数据块，且其余数据块被转移，相应更新局部校验块；修复回归的步骤包括：执行修复操作；若修复所得的数据块B被标记为坏块，则将其标记为好块，并在所属分组G中的数据块发生了转移时，将被转移的数据块转移回分组G，并相应更新局部校验块。本发明能够提高基于局部修复编码的存储系统的降级读性能和数据修复性能，从而提升系统可靠性。

技术领域

本发明属于计算机存储领域，更具体地，涉及一种提升基于局部修复编码的存储系统可靠性的方法及装置。

背景技术

随着信息技术的快速发展，需要存储的数据量不断增大，存储系统的规模也日益增大，廉价存储设备的应用也逐渐变得广泛。而随着规模的增大、廉价磁盘数目的增多，存储系统中磁盘发生故障的概率也在上升，从而导致存储系统的可靠性面临严峻的挑战。为了保证存储系统的可靠性，大多数存储系统都使用了容错技术。副本技术和纠删码技术是存储系统中常用的两种容错系统。副本技术是指通过复制原数据并存储其副本，以保障当发生任意小于副本数目的错误时，都可以通过备份的副本来保障数据的完整性和可靠性；副本技术简单、易于实现，且恢复速度极快，但是，副本技术的开销过大，需要许多的冗余存储。纠删码技术则是通过相应的编码算法来生成少量的冗余数据，并与原数据一起存储，当故障发生时，则通过对应的解码算法对于剩余数据和冗余数据进行计算可到原数据；纠删码技术解决了副本技术中存在的冗余存储过多的问题，同时能够在一定程度上保证数据的完整性和可靠性，因此是目前存储系统中主流的用于保证系统可靠性的技术。

局部修复编码(LRC,locally repairable codes)是一种纠删码，能够实现存储高可用性，已经被应用在Windows Azure和Facebook的HDFS RAID等多种存储系统中。LRC编码不仅生成一些全局的校验块(与传统编码方案相似)来提供可靠性，它还将数据块进行分组，并在每个组内生成一个局部的校验块，最终由数据块、对应的全局校验块和局部校验块共同构成一个条带。在降级读操作和数据修复操作中，会优先使用被修复数据块所在分组内的数据块和局部校验块完成修复操作，因此，局部修复编码能够有效提升系统的降级读性能和数据修复性能，进而能够提升存储系统的可靠性。

局部修复编码通过尽量将降级读操作和数据修复操作限制在一个分组内，虽然能够在一定程度上提升存储系统的可靠性，但是，随着存储规模的不断增大，分组规模也较大，在降级读操作和数据修复操作中仍需要读取较多的数据块/校验块，因而耗时较长，由于在恢复过程中存储系统出错的概率较大，较长的操作时长会影响存储系统整体的可靠性。因此，现有的基于局部修复编码的存储系统的可靠性仍需要进一步提升。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种提升基于局部修复编码的存储系统可靠性的方法及装置，其目的在于，提高基于局部修复编码的存储系统的降级读性能和数据修复性能，从而提升系统可靠性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种提升基于局部修复编码的存储系统可靠性的方法，包括预测调整的步骤和修复回归的步骤；

预测调整的步骤包括：

(S1)预测存储系统中即将发生故障的坏盘，并将每一个坏盘上的所有数据块均标记为坏块；

(S2)对于每一个坏块B_i，改变分组状态，使得坏块B_i所属的分组G_i内仅保留坏块B_i以及另外一个数据块，并且分组G_i内其余的数据块均被转移至同一条带内的其他分组，更新状态发生改变的分组的局部校验块；