[发明专利]数据存储系统中的虚拟存储驱动器管理

说明书

在一个实施例中，向RAID阵列分配虚拟存储驱动器，使得没有一个RAID阵列的两个虚拟存储驱动器被映射到同一物理存储驱动器。另一方面，将错误处理例程限制到受物理存储驱动器中的错误影响的虚拟存储驱动器，从而绕过不受错误影响的物理存储驱动器的虚拟存储驱动器。另一方面，可以根据对针对虚拟存储驱动器被分配到的RAID阵列的高速缓存操作施加的限度和对针对被映射到同一物理存储驱动器作为目标虚拟存储驱动器的一组虚拟存储驱动器的高速缓存操作施加的另外的限度，来调节对目标虚拟存储驱动器的高速缓存操作。根据特定应用，可以实现其他特征和方面。

技术领域

本发明涉及用于数据存储系统中的虚拟存储驱动器管理的计算机程序产品、系统和方法。

背景技术

数据存储系统，特别是企业级的数据存储系统，通常被设计为提供高水平的冗余度，以减少数据存储系统部件发生故障时数据丢失的风险。因此，数据的多个副本经常存储在可能在地理上分散的多个系统上。因此，来自主机的要存储在数据存储系统中的数据通常被定向到本地地点上的主数据存储系统的主设备，然后被复制到可以在地理上远离主数据存储系统的系统的辅助数据存储系统的一个或多个辅助设备。一个主设备可以具有其中将定向到主设备的数据复制到多个辅助设备的多个辅助关系。

存储控制器可以控制可以包括硬盘、磁带、固态驱动器等的多个存储设备。该存储控制器可以管理从联网的主机对多个存储设备的输入/输出(I/O)请求。随着存储设备的存储容量的增加，已知将物理存储驱动器分段或细分为多个虚拟存储驱动器，每个虚拟存储驱动器具有映射到物理存储驱动器的物理存储器的一部分的虚拟存储器。虚拟存储驱动器的较小存储容量可便利存储控制器进行资源管理并改善系统性能。

也可以由存储控制器维护一个高速缓存，其中，高速缓存可以包括与某些其他存储设备(例如硬盘、磁带等)相比可以被更快速地访问的高速存储器。高速缓存被用于快速访问从外部存储器被暂存的(staged)的数据，以服务读数据访问请求，并提供对已修改数据的缓冲存储。但是，与由存储控制器控制的某些其他存储设备(例如硬盘等)的存储容量相比，高速缓存的总存储容量可能相对较小。因此，写请求通常首先被写入高速缓存，然后随后被写入(即被转储(destaged))到外部存储设备。

任务控制块(TCB)是操作系统内核中的任务控制数据结构，其中包含管理特定进程所需的信息。存储控制器可以使用TCB管理数据的移动，从而在存储设备之间以及在高速缓存(包括NVS)之间来回移动信息。当从主机向存储控制器发出写请求时，可以从操作系统代码中分配TCB。当要写入的数据从主机通过高速缓存传递到存储设备时，TCB用于维护有关写入过程自始至终的信息。如果高速缓存已满，则可以将TCB排队在TCB等待队列中，直到可以释放高速缓存中的现有数据可以被转储(即，被写入存储设备)，以释放空间。转储(destage)操作可能涉及将信息从高速缓存移动到诸如独立磁盘冗余阵列(RAID)存储器的存储器，并且可以分配转储TCB任务控制块，用于执行转储操作。

对任何一个特定RAID阵列(也称为RAID列组)进行过多的暂存(stage)或转储操作可能会对性能产生不利影响。为了提供这样的暂存和转储操作的更均匀的分布，已知基于高速缓存操作所针对的RAID阵列来“限制”暂存或转储操作的数量。因此，每个RAID阵列在被分配和分派以针对特定RAID阵列或阵列执行高速缓存操作的暂存或转储TCB的数量上，可能具有关联的上限。一旦达到上限，用于针对特定RAID阵列或阵列进行高速缓存操作的任何其他TCB就会在TCB等待队列中排队，以等待特定RAID阵列或阵列的TCB的释放(重新分配)。在为RAID阵列重新分配TCB时，可以将TCB等待队列中的等待的TCB出列，并调度用于完成相关的高速缓存操作。

存储控制器经常采用安全数据提交过程，该过程扫描高速缓存目录以查找修改后的(通常称为“脏”)数据，以将其转储到辅助存储器。对高速缓存目录的这种扫描可以例如按小时定期地启动。还可以根据主机操作在其他时间启动转储操作。

发明内容