[发明专利]RAID存储设备、主机及RAID系统

说明书

一种独立硬盘冗余阵列(RAID)存储设备包括：存储装置，所述存储装置包括第一存储器件和第二存储器件，所述第一存储器件被配置为存储数据块和相应的奇偶校验数据中的至少一者(数据块/奇偶校验数据)，所述第二存储器件被配置为用作备用存储器区域；以及RAID控制器，所述RAID控制器包括被配置为存储计数表的RAID内部存储器，并且被配置为响应于从主机接收到的命令来控制重建操作的执行，其中，一旦识别出故障的第一存储器件，所述RAID控制器就基于所述计数表访问非故障的第一存储器件的已用区域，并使用所述第二存储器件重建所述故障的第一存储器件的数据。

技术领域

本发明构思总体上涉及独立硬盘冗余阵列(RAID，redundant array ofindependent disk)存储设备、与RAID存储设备一起操作的主机以及RAID系统。

背景技术

RAID系统和RAID方法通常用于诸如存储重要数据的服务器的存储介质中。各种配置都是可能的，例如，在数据的输入/输出或数据的复制/存储期间在存储介质上简单地分布数据的方法。除了有效载荷数据之外，RAID系统和RAID方法还可以将奇偶校验信息(以下称为“奇偶校验数据(parity)”)存储在存储数据的一个或更多个存储介质中。因此，如果在所存储的数据(无论是存储在该存储介质上的数据还是存储在其他存储介质中的数据)中发生错误，则可以适当地恢复数据。结果，RAID可以通过防止数据丢失并平衡输入/输出(I/O)操作来提高数据稳定性，从而提高整体服务器性能。

如本领域技术人员将理解的，许多RAID配置被广泛使用。例如，在所谓的5级RAID或6级RAID系统中，在存储介质上分布和存储数据并在系统中使用奇偶校验位来确保数据完整性。即，在5级RAID中，每个数据块(chunk)分布并存储有一个奇偶校验位；在6级RAID中，每个数据块分布并存储有两个奇偶校验位。然而，当使用5级RAID或6级RAID系统时，由于它包括一个或两个备用存储区域，因此当发生数据故障时，必须对相应的备用存储区域执行重建过程。

这里，重建过程可以通过访问整个RAID系统上包括的奇偶校验位和数据来生成丢失的数据。因此，重建过程需要大量时间，并且由于重建过程中系统资源的使用，会严重影响RAID系统的整体I/O性能。

发明内容

本发明构思的实施例提供了能够减少重建过程的执行时间并通过仅在实际使用的区域中访问和重建数据来减少重建操作所需的输入/输出(I/O)的总数的独立硬盘冗余阵列(RAID)存储设备、主机设备和RAID系统。

然而，本发明构思不仅仅受限于这些效果，在考虑以下详细描述和附图时，本发明构思的其他方面对于本领域技术人员将变得更加明显。

根据本发明构思的一方面，提供了一种独立硬盘冗余阵列(RAID)存储设备，包括：存储装置，所述存储装置包括第一存储器件和第二存储器件，所述第一存储器件被配置为存储数据块和相应的奇偶校验数据中的至少一者(数据块/奇偶校验数据)，所述第二存储器件被配置为用作备用存储器区域；以及RAID控制器，所述RAID控制器包括被配置为存储计数表的RAID内部存储器，并且被配置为响应于从主机接收到的命令来控制重建操作的执行，其中，一旦识别出故障的第一存储器件，所述RAID控制器就基于所述计数表访问非故障的第一存储器件的已用区域，并使用所述第二存储器件重建所述故障的第一存储器件的数据。

根据本发明构思的一方面，提供了一种主机设备，所述主机设备连接到包括第一存储器件和第二存储器件的非易失性存储装置，所述第一存储器件被配置为存储数据块和相应的奇偶校验数据中的至少一者(数据块/奇偶校验数据)，所述第二存储器件被配置为用作备用存储器区域。所述主机设备包括：主机内部存储器，所述主机内部存储器被配置为存储指示每个所述第一存储器件的已用区域的计数表；以及主机处理单元，所述主机处理单元被配置为控制对所述第一存储器件的独立硬盘冗余阵列(RAID)操作，并响应于所述RAID操作更新计数表，并且还被配置为控制使用所述第二存储器件对所述第一存储器件当中的故障的第一存储器件的重建操作。