專利名稱：：數(shù)據(jù)分級(jí)磁盤位置優(yōu)化系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本公開的各個(gè)實(shí)施例一般涉及磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法，尤其涉及具有允許用戶配置磁盤類別、獨(dú)立冗余磁盤陣列(RAID)級(jí)別、及磁盤放置優(yōu)化以最大化系統(tǒng)的性能和保護(hù)的數(shù)據(jù)分級(jí)的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：虛擬巻使用來自多個(gè)磁盤的存儲(chǔ)塊來創(chuàng)建巻和在多個(gè)磁盤上實(shí)現(xiàn)RAID保護(hù)。使用多個(gè)磁盤允許虛擬巻大于任一磁盤，而且使用RAID針對(duì)磁盤損壞提供保護(hù)。通過使用一部分磁盤，虛擬化還允許多個(gè)巻共享一組磁盤上的空間。磁盤驅(qū)動(dòng)器制造商已開發(fā)出區(qū)位記錄(ZBR)及其它技術(shù)來更好地利用磁盤的表面積。外磁道上相同角度的旋轉(zhuǎn)比內(nèi)磁道覆蓋更長(zhǎng)空間。如示出一磁盤的ZBR扇區(qū)密度為100的圖1所示，磁盤包括其中當(dāng)磁盤向外磁道移動(dòng)時(shí)扇區(qū)數(shù)量增加的不同區(qū)域。與最里面的磁道相比，磁盤最外面的磁道可包括更多扇區(qū)。而且最外面的磁道以更高速率傳送數(shù)據(jù)。具體地說，磁盤保持恒定旋轉(zhuǎn)速率而與磁道無關(guān)，使得在輸入/輸出(I/O)針對(duì)最外面磁道的給定時(shí)段內(nèi)磁盤能傳送更多數(shù)據(jù)。磁盤將用來服務(wù)I/O的時(shí)間分成三個(gè)不同部分尋道、旋轉(zhuǎn)、及數(shù)據(jù)傳送。尋道等待、旋轉(zhuǎn)等待、及數(shù)據(jù)傳送時(shí)間取決于磁盤的I/O負(fù)荷和磁頭的先前位置而不同。相對(duì)來說，尋道和旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間比數(shù)據(jù)傳送時(shí)間長(zhǎng)得多。如本文所使用的尋道等待時(shí)間可包括將磁頭從當(dāng)前磁道移到下一I/O的磁道所需的時(shí)間長(zhǎng)度。如本文所使用的旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間可包括等待所需數(shù)據(jù)塊旋轉(zhuǎn)到磁頭下方的時(shí)間。旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間一般短于尋道等待時(shí)間。如本文所使用的數(shù)據(jù)傳送時(shí)間可包括用來向/從盤片傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間。這部分代表磁盤I/0三部分中的最短時(shí)間。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)和上述磁盤I/O子系統(tǒng)已使用縮小地址范圍來最大化每秒輸入/輸出(IOPS)用于性能測(cè)試。使用縮小的地址范圍通過物理限制磁頭必須行進(jìn)的距離來減少磁盤的尋道時(shí)間。圖2示出當(dāng)所訪問的邏輯塊地址(LBA)范圍增加時(shí)IOPS變化的示例曲線圖200。如圖3中的磁盤磁道分配300的示意圖中所示，先前SAN實(shí)現(xiàn)已經(jīng)允許在巻級(jí)別按磁道對(duì)磁盤空間優(yōu)先化。這使巻在創(chuàng)建時(shí)被指派到磁盤的一部分。將更高性能需求的巻放置在最外面磁道上以最大化系統(tǒng)性能。將較低性能需求的巻放置在磁盤的內(nèi)磁道上。在這樣的實(shí)現(xiàn)中，不論是否使用，整個(gè)巻都被放置在一組特定磁道上。這種實(shí)現(xiàn)沒有對(duì)最外面磁道上的巻使用不頻繁的部分，或?qū)ψ罾锩娲诺郎系膸喪褂妙l繁的部分尋址。通常巻的1/0方式在整個(gè)LBA范圍上是不均勻的。通常，1/0集中在巻內(nèi)有限數(shù)量的地址上。這產(chǎn)生的問題是，高優(yōu)先級(jí)巻的訪問不頻繁的數(shù)據(jù)使用最有價(jià)值的外磁道，而低優(yōu)先級(jí)巻的使用頻繁的數(shù)據(jù)使用內(nèi)磁道。圖4描述巻I/0取決于LBA范圍而不同。例如，一些LBA范圍服務(wù)相對(duì)重載的I/0410，而其它服務(wù)相對(duì)輕載的I/O440。巻1420對(duì)LBA范圍1和2比對(duì)LBA范圍0、3和4服務(wù)更多I/O。巻2430對(duì)LBA范圍0服務(wù)更多I/0而對(duì)LBA范圍1、2和3服務(wù)更少I/0。將巻1420的全部?jī)?nèi)容放置在更好性能的外磁道上不能利用LBA范圍0、3和4的外磁道的全部潛能。該實(shí)現(xiàn)沒有針對(duì)巻內(nèi)的I/0方式來優(yōu)化分頁級(jí)別。因此，在本領(lǐng)域中需要具有能允許用戶配置磁盤類別、獨(dú)立冗余磁盤陣列(RAID)級(jí)別、以及磁盤放置優(yōu)化以最大化系統(tǒng)性能和保護(hù)的數(shù)據(jù)分級(jí)(dataprogression)的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法。本領(lǐng)域中還需要優(yōu)化磁盤放置，其中巻的訪問頻繁的數(shù)據(jù)部分放置在磁盤的最外面磁道上，而巻的訪問不頻繁的數(shù)據(jù)部分放置在磁盤的內(nèi)磁道上。6發(fā)明概要在一實(shí)施例中，本發(fā)明是磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中的一種磁盤位置優(yōu)化的方法。該方法包括連續(xù)確定多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上數(shù)據(jù)的成本，確定是否有數(shù)據(jù)要從磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移動(dòng)到磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置，以及將存儲(chǔ)在第一位置的數(shù)據(jù)移動(dòng)到第二位置。第一位置是比相對(duì)于第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心定位的第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。在一些實(shí)施例中，第一和第二位置在同一磁盤驅(qū)動(dòng)器上。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是具有RAID子系統(tǒng)和磁盤管理器的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。該磁盤管理器配置成連續(xù)確定該磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上數(shù)據(jù)的成本，連續(xù)確定是否有數(shù)據(jù)要從磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移到磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置，以及將存儲(chǔ)在第一位置的數(shù)據(jù)移到第二位置。如上所述，第一位置是比相對(duì)于第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心或第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心定位的第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。在又一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是能夠進(jìn)行磁盤位置優(yōu)化的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。該磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置和用于連續(xù)檢查該用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置上的多個(gè)數(shù)據(jù)以確定是否有數(shù)據(jù)要從第一位置移到第二位置。該系統(tǒng)還包括用于將存儲(chǔ)在第一位置的數(shù)據(jù)移到第二位置的裝置。第一位置是位于用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置中比第二位置有更高性能機(jī)械位置的數(shù)據(jù)磁道。雖然公開了多個(gè)實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言從示出和描述本發(fā)明說明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中本發(fā)明的其它實(shí)施例將變得顯而易見。如可理解地，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下本發(fā)明能在各個(gè)明顯方面修改。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為附圖和詳細(xì)說明本質(zhì)上是說明性的而不是限制性的。附圖簡(jiǎn)述雖然本說明書具有特別指出和明確要求被認(rèn)為是構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例的權(quán)利要求，但相信從連同附圖作出的以下描述中本發(fā)明將能被更好理解，7其中圖1示出常規(guī)的區(qū)位記錄磁盤扇區(qū)密度。圖2示出當(dāng)所訪問的LBA范圍增大時(shí)常規(guī)的I/O速率。圖3示出在巻級(jí)別按磁道進(jìn)行的常規(guī)磁盤空間優(yōu)化。圖4示出取決于LBA范圍的不同巻的I/O。圖5示出根據(jù)本發(fā)明原理的用于數(shù)據(jù)分級(jí)操作的可訪問數(shù)據(jù)分頁的實(shí)施例。圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的混合型RAID瀑布數(shù)據(jù)分級(jí)的實(shí)施例的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的數(shù)據(jù)分級(jí)處理的實(shí)施例的流程圖。圖8示出根據(jù)本發(fā)明原理的數(shù)據(jù)庫(kù)示例的實(shí)施例。圖9示出根據(jù)本發(fā)明原理的MRI圖像示例的實(shí)施例。圖10示出根據(jù)本發(fā)明原理的高級(jí)別磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分級(jí)的實(shí)施例。圖ll示出根據(jù)本發(fā)明原理將各種RAID設(shè)備上的巻數(shù)據(jù)放置在磁盤組的不同磁道上的實(shí)施例。詳細(xì)描述本公開的各個(gè)實(shí)施例一般涉及磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法，尤其涉及具有允許用戶配置磁盤類別、獨(dú)立冗余磁盤陣列(RAID)級(jí)別、及磁盤放置優(yōu)化以最大化系統(tǒng)的性能和保護(hù)的數(shù)據(jù)分級(jí)的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法。數(shù)據(jù)分級(jí)磁盤位置優(yōu)化(DPDLO)通過將頻繁訪問的數(shù)據(jù)歸組在有限數(shù)量的高密度磁盤磁道上而使虛擬磁盤驅(qū)動(dòng)器(巻)的IOPS最大化。DPDLO通過區(qū)分該巻限定部分的I/O負(fù)載并針對(duì)磁盤存儲(chǔ)上該巻各個(gè)部分將數(shù)據(jù)合乎IZO負(fù)荷地放置來實(shí)現(xiàn)這個(gè)。數(shù)據(jù)分級(jí)在本發(fā)明一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分級(jí)(DP)可用來將數(shù)據(jù)逐漸移至適當(dāng)成本的存儲(chǔ)空間。本發(fā)明可允許用戶在真正需要驅(qū)動(dòng)器時(shí)添加驅(qū)動(dòng)器。這可顯著減少磁盤驅(qū)動(dòng)器的總體成本。DP可將最近不訪問的數(shù)據(jù)和歷史快照數(shù)據(jù)移至較便宜的存儲(chǔ)。對(duì)于DP和歷史快照數(shù)據(jù)的具體描述，參見共同待審已公開的題為"VirtualDiskDriveSystemandMethod"的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/918,329，其主題通過引用整體結(jié)合于此。對(duì)最近不訪問的數(shù)據(jù)，DP可逐漸降低對(duì)最近未訪問的任意分頁的存儲(chǔ)成本。在一些實(shí)施例中，不需要立即將數(shù)據(jù)移至最低成本存儲(chǔ)。對(duì)于歷史快照數(shù)據(jù)(例如備份數(shù)據(jù))，DP可將只讀分頁移至諸如RAID5之類更高效的存儲(chǔ)空間。在另一實(shí)施例中，如果該分頁不再被巻訪問，則DP可將歷史快照數(shù)據(jù)移至較廉價(jià)的存儲(chǔ)。DP的其它優(yōu)點(diǎn)可包括保持當(dāng)前被訪問數(shù)據(jù)的快速I/O訪問和減少購(gòu)買附加的快速、昂貴的磁盤驅(qū)動(dòng)器的需要。在操作中，DP可確定使用物理介質(zhì)成本的存儲(chǔ)成本和用于數(shù)據(jù)保護(hù)的RAID設(shè)備的效率。例如，DP可確定RAID設(shè)備的存儲(chǔ)效率并相應(yīng)地移動(dòng)數(shù)據(jù)。作為另一示例，DP可將RAID設(shè)備從一個(gè)級(jí)別轉(zhuǎn)換成另一級(jí)別——例如從RAID10到RAID5——以更有效地使用物理磁盤空間。本文關(guān)于DP所使用的可訪問的數(shù)據(jù)可包括現(xiàn)時(shí)能被服務(wù)器讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)。DP可使用該可訪問性來確定分頁應(yīng)當(dāng)使用的存儲(chǔ)類別。在一實(shí)施例中，如果分頁屬于歷史時(shí)間點(diǎn)副本(point-in-timecopy)(PITC)那么該分頁可為只讀。對(duì)于PITC的具體描述，參見共同待審已公開的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/918,329，其主題如上所述地通過引用整體結(jié)合于此。如果該服務(wù)器沒有在最近的PITC中更新該分頁，那么仍可訪問該分頁。圖5示出在DP操作中可訪問數(shù)據(jù)分頁510、520、530的一個(gè)實(shí)施例。在一實(shí)施例中，該可訪問數(shù)據(jù)分頁可分解成一種或多種以下類目*最近訪問過的可訪問分頁——巻使用得最多的活動(dòng)分頁。，最近未訪問的可訪問分頁——最近未被使用的讀一寫分頁。，歷史可訪問分頁-可被巻讀取的只讀分頁。i^目iS^j應(yīng)用于快照巻。對(duì)于快照巻的具體描述，參見共同待審的已公開美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/918,329，其主題如上所述地通過引用整體結(jié)合于此。，歷史不可訪問分頁——當(dāng)前未被巻訪問的只讀數(shù)據(jù)分頁。該類目通常也可應(yīng)用于快照巻?？煺諑喛杀Ａ暨@些分頁用于還原目的，而且這些分頁可放置在可能的最低成本存儲(chǔ)上。在圖5中，示出了針對(duì)快照巻的具有不同自有分頁的三個(gè)PITC。僅由PITCC530表示動(dòng)態(tài)容量巻。所有這些分頁可訪問且可讀可寫。這些分頁可具有不同的訪問時(shí)間。DP還可包括相對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器對(duì)磁盤驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)分類的能力。該系統(tǒng)可檢查磁盤以確定它相對(duì)于系統(tǒng)中其它磁盤的性能?？蓪⒏斓拇疟P分類為較高值類別，而將更慢的磁盤分類為較低值類別。當(dāng)將磁盤添加到系統(tǒng)時(shí)，該系統(tǒng)還可自動(dòng)重新平衡各磁盤的值類別。該方法至少可處理從來不變化的系統(tǒng)和像添加新磁盤一樣的變化頻繁的系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，自動(dòng)分類可將多種驅(qū)動(dòng)器類型放置在同一值類別中。在其它實(shí)施例中，被確定為在值上足夠接近的驅(qū)動(dòng)器可認(rèn)為具有相同值。以下表中示出一些類型的磁盤表l:磁盤類型<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在一實(shí)施例中，例如，系統(tǒng)可包括以下驅(qū)動(dòng)器高——IOK光纖通道(FC)驅(qū)動(dòng)器低——SATA驅(qū)動(dòng)器在添加15KFC驅(qū)動(dòng)器的情況下，DP可自動(dòng)對(duì)這些磁盤進(jìn)行重新分類并將IOKFC驅(qū)動(dòng)器降級(jí)。這可導(dǎo)致以下類別高——15KFC驅(qū)動(dòng)器中——IOKFC驅(qū)動(dòng)器低——SATA驅(qū)動(dòng)器在另一實(shí)施例中，例如，系統(tǒng)可具有以下驅(qū)動(dòng)器類型高——25KFC驅(qū)動(dòng)器低——15KFC驅(qū)動(dòng)器因此，15KFC驅(qū)動(dòng)器可被分類為較低值類別，而25KFC驅(qū)動(dòng)器可被分類為較高值類別。如果將SATA驅(qū)動(dòng)器添加到系統(tǒng)，DP可自動(dòng)對(duì)磁盤重新分類。這可導(dǎo)致以下類別高——25KFC驅(qū)動(dòng)器中——15KFC驅(qū)動(dòng)器低——SATA驅(qū)動(dòng)器在一實(shí)施例中，DP可從所使用的磁盤類型、RAID級(jí)別和磁盤磁道確定RAID空間的值。在其它實(shí)施例中，DP可利用磁盤或RAID空間的其它特性確定RAID空間的值。在又一實(shí)施例中，DP可使用方程1確定RAID空間的值。磁盤類型值*M，，，S^*磁盤磁道值=/^4/"空間值iL4/D用戶數(shù)據(jù)塊/帶方程1對(duì)方程1的輸入可包括磁盤類型值、RAID磁盤數(shù)據(jù)塊/帶、RAID用戶數(shù)據(jù)塊/帶、及磁盤磁道值。然而，方程l不是限制性的，而且在其它實(shí)施例中，其它輸入可用在方程1中或其它方程來確定RAID空間的值。在一實(shí)施例中所使用的磁盤類型值可以是基于該磁盤與可用于系統(tǒng)的其它磁盤相比的相對(duì)性能特性的任意值。磁盤類別可包括15KFC、10KFC、SATA、SAS及FATA等。在其它實(shí)施例中，可包括其它類別的磁盤。同樣，隨著時(shí)間流逝磁盤類別的多樣性會(huì)增加而不限于上述列表。在一實(shí)施例中，可用測(cè)試來測(cè)量受控環(huán)境下磁盤的I/O潛能。可對(duì)具有最好I/O潛能的磁盤分配最高值。RAID級(jí)別可包括RAID10、RAID5-5、RAID5-9、及RAIDO等。在一實(shí)施例中所使用的RAID磁盤數(shù)據(jù)塊/帶可包括RAID中的數(shù)據(jù)塊數(shù)量。在一實(shí)施例中所使用的RAID用戶數(shù)據(jù)塊/帶可包括RAID帶提供給RAID用戶的受保護(hù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。在RAID0的情況下，數(shù)據(jù)塊不會(huì)被保護(hù)。RAID磁盤數(shù)據(jù)塊/帶與RAID用戶數(shù)據(jù)塊/帶的比率可用來確定RAID的效率。效率的倒數(shù)可用來確定RAID的值。11在一實(shí)施例中所使用的磁盤磁道值可包括允許磁盤的外部和內(nèi)部磁道作比較的任意值。下文進(jìn)一步具體討論的磁盤位置優(yōu)化(DLO)可將更高值放在磁盤中比內(nèi)磁道性能更高的外磁道上。方程l的輸出可產(chǎn)生對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)所配置的其它RAID空間的相對(duì)RAID空間值。更高值通常可被解釋為RAID空間性能更好。在另一可選實(shí)施例中，其它方程或方法可用來確定RAID空間的值。然后DP可使用該值在系統(tǒng)內(nèi)排序任意數(shù)量的RAID空間。最高值的RAID空間通常可對(duì)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提供最佳性能。最高值RAID空間通?？墒褂米羁斓拇疟P、最有效的RAID級(jí)別、及磁盤最快的磁道。表2按照效率提高或金錢開銷減少的順序示出一實(shí)施例的各種存儲(chǔ)設(shè)備。該存儲(chǔ)設(shè)備的列表也遵循寫入I/O訪問更慢的一般順序。DP可計(jì)算RAID設(shè)備的邏輯保護(hù)空間除以總物理空間的效率。表2:RAID級(jí)別<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>RAID5效率可隨帶中磁盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)量增加而提高。隨著帶中磁盤數(shù)量增加，故障域會(huì)增大。增加帶中驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量也會(huì)增加建立RAID設(shè)備所必需磁盤的最小數(shù)量。在一實(shí)施例中，DP可使用快照分頁大小的整數(shù)倍的RAID5帶大小。當(dāng)將分頁移至RAID5時(shí)，這可允許DP進(jìn)行全帶寫入，/amj'i又k《T夕^yj3c'閂7義千0力'jjtrUrm處,/3mt3口、jiv/\iujsu且i科閂—thn的寫入1/0特性。例如，2.5英寸FC磁盤上的RAID5不會(huì)有效地良好利用那些磁盤的性能。為防止此組合，DP可支持防止一RAID級(jí)別運(yùn)行在某些磁盤類型上的能力。DP的該配置可防止系統(tǒng)使用任意特定RAID級(jí)別，包括RAID10、RAID5等，而且不限于僅防止涉及2.5英寸FC磁盤的使用。在一些實(shí)施例中，DP還可包括瀑布分級(jí)。在一實(shí)施例中，當(dāng)較昂貴的資源全部被使用時(shí)瀑布分級(jí)可僅將數(shù)據(jù)移至較廉價(jià)的資源。在其它實(shí)施例中，在預(yù)定時(shí)段等之后瀑布分級(jí)可立即移動(dòng)數(shù)據(jù)。瀑布分級(jí)可有效地最大化最昂貴的系統(tǒng)資源的使用。它還可最小化系統(tǒng)成本。將廉價(jià)磁盤增加到最低的池可在底層創(chuàng)建更大的池。例如，在一實(shí)施例中，瀑布分級(jí)可使用RAID10空間，然后是諸如RAID5空間之類的下一級(jí)別RAID空間。在另一實(shí)施例中，瀑布分級(jí)可將瀑布從諸如15KFC之類的一種類別的磁盤上的諸如RAIDIO之類的RAID級(jí)別直接推動(dòng)到諸如10KFC之類的另一種類別的磁盤上的相同RAID級(jí)別?；蛘?，DP可包括例如圖6所示的混合RAID瀑布分級(jí)600。在圖6中，瀑布的頂層610可包括2.5英寸FC磁盤上的RAIDIO空間，瀑布的下一層620可包括15KFC磁盤上的RAID10和RAID5空間，瀑布的底層630可包括SATA磁盤上的RAID10和RAID5。圖6是非限制性的，而且混合瀑布分級(jí)的實(shí)施例可包括任意數(shù)量的層和任意種磁盤上的任意種RAID空間。這種可選的DP方法可解決最大化磁盤空間和性能的問題而且可允許存儲(chǔ)在同一磁盤類別中轉(zhuǎn)換為更有效的形式。這種可選方法還可支持諸如RAID10和RAID5之類的一個(gè)RAID級(jí)別以上的需求分享一磁盤類別的全部資源。這可包括配置RAID級(jí)別針對(duì)一類別的磁盤所使用的固定百分比的磁盤空間。因此，可選的DP方法可最大化昂貴存儲(chǔ)的使用，同時(shí)允許另一RAID級(jí)別的空間共存。在另一實(shí)施例中，當(dāng)存儲(chǔ)有限時(shí)，混合型RAID瀑布可僅將分頁移至較廉價(jià)的存儲(chǔ)。諸如總磁盤空間的百分比之類的閾值可限制某些RAID級(jí)別的存儲(chǔ)量。這可最大化系統(tǒng)中最昂貴存儲(chǔ)的使用。當(dāng)存儲(chǔ)到達(dá)其極限時(shí)，DP可自動(dòng)將該分頁移至較低成本存儲(chǔ)。此外，DP可提供針對(duì)寫入尖峰的級(jí)汗°可以理解上述瀑布方法可將分頁立即移至最低成本存儲(chǔ)，因?yàn)閷?duì)于某些情況可能需要及時(shí)地將歷史分頁和未訪問分頁移至較廉價(jià)存儲(chǔ)上。也可一開始將歷史分頁移至較廉價(jià)存儲(chǔ)。圖7示出DP處理700的一實(shí)施例的流程圖。如步驟702、704、706、708、710、712、714、716及718所示，DP可連續(xù)檢查系統(tǒng)中各分頁的訪問模式和存儲(chǔ)成本以確定是否有數(shù)據(jù)要移動(dòng)。例如，如果需要檢査更多分頁(步驟702)，那么DP處理700可確定該分頁是否包含歷史數(shù)據(jù)(步驟704)和可訪問(步驟706),以及然后該數(shù)據(jù)最近是否已被訪問(步驟708和718)。在上述確定之后，DP處理700可確定在更高或更低RAID成本上存儲(chǔ)空間是否可用(步驟720和722)并將該數(shù)據(jù)降級(jí)或升級(jí)至可用存儲(chǔ)空間(步驟724、726及728)。如果對(duì)于特定RAID級(jí)別沒有存儲(chǔ)空間可用和沒有磁盤存儲(chǔ)類別可用(步驟730和732)，則DP步驟700可像下文將要詳細(xì)描述的一樣通過例如在借用的磁盤存儲(chǔ)類別上創(chuàng)建RAID存儲(chǔ)空間重新配置磁盤系統(tǒng)。DP還可確定是否該存儲(chǔ)已達(dá)到其最大分配。換言之，在其它實(shí)施例中，DP處理可確定是否該分頁可被任意巻訪問。該處理可檢査關(guān)聯(lián)到歷史的各個(gè)巻的PITC以確定是否引用了該分頁。如果該分頁被活動(dòng)使用，該分頁可適于升級(jí)或緩慢降級(jí)。如果該分頁不可被任意巻訪問，可將其移至最低成本的可用存儲(chǔ)。在另一實(shí)施例中，DP可包括用來排除因?yàn)榛顒?dòng)猝發(fā)而將分頁升級(jí)的最近訪問檢測(cè)。DP可將讀取和寫入訪問跟蹤分開。這可允許DP在RAID5設(shè)備上保留例如可訪問的數(shù)據(jù)。同樣，類似于病毒掃描或報(bào)告之類的操作僅可讀取該數(shù)據(jù)。在其它實(shí)施例中，當(dāng)存儲(chǔ)減少時(shí)DP可改變最近訪問的限定。這可允許DP更積極地將分頁降級(jí)。當(dāng)存儲(chǔ)減少時(shí)它還可幫助從底部向上填充系統(tǒng)。在又一實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)資源變少時(shí)DP可積極地移動(dòng)數(shù)據(jù)分頁。在一些實(shí)施例中，需要更多磁盤或改變配置來修正具有低資源的系統(tǒng)。然而，在一些實(shí)施例中，DP可延長(zhǎng)系統(tǒng)可在忙碌情況下運(yùn)行的時(shí)間。即，DP試圖保持系統(tǒng)盡可能長(zhǎng)地運(yùn)轉(zhuǎn)。六2龍4t"tol4t"廿d▲Tn,a,Vrt:Cnm血AiVn\rf,1、A堪廿r+i訟仕舊乂H'I">tW升Tk/\1u1U工l口J>TW'E>hj/tj工i口jVW，'心大口'j升T承統(tǒng)資源低的一實(shí)施例中，DP可調(diào)撥RAID10磁盤空間以移動(dòng)到更有效率的RAID5磁盤空間。這可以寫入性能的代價(jià)增加系統(tǒng)的總體容量。在一些實(shí)施例中，更多磁盤仍然是必須的。同樣，如果特定存儲(chǔ)類別完全被使用，DP可允許借用不可接受的分頁來保持系統(tǒng)運(yùn)行。例如，如果巻被配置成針對(duì)它的可訪問信息使用RAID10FC，那么它可從RAID5FC或RAID10SATA分配分頁直到更多的RAID10FC空間可用。圖8示出高性能數(shù)據(jù)庫(kù)800的一個(gè)實(shí)施例，其中所有可訪問數(shù)據(jù)僅駐留在2.5FC驅(qū)動(dòng)器上，即使最近并未訪問它也是如此。如同圖8中所見，例如，可訪問數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在RAID102.5英寸FC磁盤的外磁道上。同樣，可將不可訪問歷史數(shù)據(jù)移至RAID5FC。圖9示出其中可訪問存儲(chǔ)是SATA、RAID10及RAID5的MRI圖像巻900的一個(gè)實(shí)施例。如果該圖像最近未被訪問，可將該圖像移至RAID5。然后新的寫入開始去往RAID10。圖IO示出高級(jí)別磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)IOOO中的DP的一個(gè)實(shí)施例。DP不需要改變巻的外在特性或數(shù)據(jù)通道的操作。DP可要求對(duì)分頁池的修改。分頁池可包含空閑空間和設(shè)備信息的列表。該分頁池可支持多個(gè)空閑列表、增強(qiáng)分頁分配方案、空閑列表類別等。該分頁池還可包含針對(duì)各個(gè)類別存儲(chǔ)的獨(dú)立空閑列表。分配方案可允許從許多池中的一個(gè)分配分頁同時(shí)設(shè)置最低或最高允許類別?？臻e列表的分類可來自設(shè)備配置。各個(gè)空閑列表可為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集和顯示提供它自己的計(jì)數(shù)器。各個(gè)空閑列表還可為存儲(chǔ)效率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的收集提供RAID設(shè)備效率信息。在DP的一個(gè)實(shí)施例中，PITC可標(biāo)識(shí)移動(dòng)候選并在可訪問分頁移動(dòng)時(shí)阻擋對(duì)它們的I/0。DP可連續(xù)檢查針對(duì)候選的PITC。因?yàn)榉?wù)器I/0、新快照分頁更新、查看巻創(chuàng)建/刪除等，分頁的可訪問性可連續(xù)改變。DP還可連續(xù)檢查巻配置改變和歸納分頁類別和計(jì)數(shù)的當(dāng)前列表。這可允許DP評(píng)估歸納并確定是否有分頁要移動(dòng)。各個(gè)PITC可給出針對(duì)各個(gè)類別存儲(chǔ)所使用分頁數(shù)量的計(jì)數(shù)器。DP可使用該信息標(biāo)識(shí)成為在達(dá)到閾值時(shí)移動(dòng)分頁的良好候選PITC。K/\1U爾:9CKl巫TTO他P乂平〃、^^坦鵬旭T'乂,曰U嘆合。1S^1U爾-兀XChj斑供用以取回設(shè)備或潛在設(shè)備的效率的API。此外，RAID系統(tǒng)可返回有關(guān)寫入操作所需I/O的數(shù)目的信息。DP可使用RAIDNULL以使用第三方RAID控制器。RAIDNULL可耗盡整個(gè)磁盤并僅僅作為通過層。磁盤管理器還可用來自動(dòng)確定和存儲(chǔ)磁盤分類。自動(dòng)確定磁盤分類需15要改變SCSI啟動(dòng)器。磁盤位置優(yōu)化DLO可將頻繁訪問數(shù)據(jù)歸組到磁盤的外磁道上以改善系統(tǒng)性能。頻繁訪問數(shù)據(jù)可以是來自系統(tǒng)內(nèi)任意巻的數(shù)據(jù)。圖11示出在磁盤組的不同磁道1102、1104、1106上的各種RAID設(shè)備上巻數(shù)據(jù)的示例放置1100。針對(duì)該巻數(shù)據(jù)的各種LBA范圍服務(wù)于不同量的1/0(例如，重載1/01126和輕載1/01128)。例如，各自具有重載I/O1126的巻11112的巻數(shù)據(jù)11108和巻數(shù)據(jù)21110及巻21122的巻數(shù)據(jù)01114和巻數(shù)據(jù)31116可放置在更好性能的外磁道1102上。同樣，各自具有輕載I/01128的巻l1112的巻數(shù)據(jù)31118和巻21122的巻數(shù)據(jù)11120可放置在相對(duì)較差性能磁道1104上。而且，巻l1112的巻數(shù)據(jù)41124可放置在相對(duì)最差性能磁道1106上。圖11是為了說明的目的而不是限制性的。通過本公開可預(yù)見磁盤磁道上數(shù)據(jù)的其它放置方法。DLO可充分利用"短行程"性能優(yōu)化和高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率來增大至單個(gè)磁盤的I/0速率。因此，當(dāng)添加更大磁盤和/或?qū)⑤^不活動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到系統(tǒng)時(shí)，DLO可允許系統(tǒng)保持高性能級(jí)別。SAN的當(dāng)前許多實(shí)施例中所包含的數(shù)據(jù)約80%到85%是不活動(dòng)的。另外，類似數(shù)據(jù)即時(shí)回放(DIR)的特征增大了不活動(dòng)數(shù)據(jù)的量，因?yàn)楦嗟膫浞菪畔⒈淮鎯?chǔ)在SAN自身內(nèi)部。對(duì)于DIR的具體描述，參見共同待審的已公開美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/918,329，其主題如上所述地通過引用整體結(jié)合于此。在沒有許多活動(dòng)I/O的情況下，不活動(dòng)和不可訪問的回放、或備份、數(shù)據(jù)可覆蓋存儲(chǔ)在系統(tǒng)上的大百分比數(shù)據(jù)。歸組頻繁使用的數(shù)據(jù)可允許大型和小型系統(tǒng)提供更佳性能。在一實(shí)施例中，DLO可減少尋道等待時(shí)間、旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間。通過在最頻繁使用磁道之間要求較少磁頭移動(dòng)，DLO可減少尋道等待時(shí)間。Dlu云m頁微傲牧少n、」|H」w^夕別到pi、J處概道而不是較:"ai微追。外磁道還可比內(nèi)磁道包含較多數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間一般短于尋道等待時(shí)間。在一些實(shí)施例中，DLO不會(huì)直接減少請(qǐng)求的旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間。不過，它可通過減少尋道等待時(shí)間從而允許磁盤在單次旋轉(zhuǎn)中完成多項(xiàng)請(qǐng)求來減少旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間。DLO可通過充分利用改善的最外面磁道I/O轉(zhuǎn)換速率來減少數(shù)16據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間。在一些實(shí)施例中，這相比于來自尋道和旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間的增益可提供最小增益。不過，此優(yōu)化它仍可提供有益結(jié)果。在一實(shí)施例中，DLO可首先區(qū)分例如磁盤的性能較佳部分1102。如以上所討論地，圖2示出在所訪問的磁盤LBA范圍增大時(shí)該磁盤的總I/O性能降低。DLO可標(biāo)識(shí)磁盤的性能較佳部分并在該空間邊界內(nèi)分配巻RAID空間。在一實(shí)施例中，DLO可認(rèn)為L(zhǎng)BA0不在最外面磁道上。磁盤上最大LBA可在最外面磁道上。而且，在一實(shí)施例中，DLO可以是DP用來優(yōu)先化磁盤空間使用的因數(shù)。在其它實(shí)施例中，DLO可以是獨(dú)立的并不同于DP。在又一實(shí)施例中，如本文所述，用于根據(jù)DP確定磁盤空間值和數(shù)據(jù)分級(jí)的方法可適用于根據(jù)DLO確定磁盤空間值和數(shù)據(jù)分級(jí)。從上述描述和附圖中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解所示出和描述的特定實(shí)施例僅用于說明目的而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到在不背離本發(fā)明或?qū)嵸|(zhì)特性的情況下本發(fā)明可具體化為其它特定形式。對(duì)特定實(shí)施例細(xì)節(jié)的參考不是為了限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，磁盤類別、RAID級(jí)別、磁盤位置、及其它特征提供了豐富的選擇。例如，DPDLO可與各種磁盤驅(qū)動(dòng)器技術(shù)協(xié)同工作，包括FC、SATA及FATA。同樣，DLO可與包括RAID0、RAID1、RAID10、RAID5、及RAID6(雙奇偶校驗(yàn))等的各種RAID級(jí)別協(xié)同工作。DLO可將任意RAID級(jí)別放置在磁盤的較快或較慢磁道上。權(quán)利要求1.一種在磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中進(jìn)行磁盤位置優(yōu)化的方法，包括確定所述磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的多個(gè)數(shù)據(jù)各自的成本；確定是否有數(shù)據(jù)要從所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移到所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置；以及將所述第一位置上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)移至所述第二位置；其中所述第一位置是比相對(duì)于第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心定位的所述第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)數(shù)據(jù)各自的所述成本基于所述數(shù)據(jù)的所述訪問模式。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定是否有數(shù)據(jù)要從所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移到所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置包括確定所述第一位置上的數(shù)據(jù)是否具有適于移至所述第二位置的訪問模式。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁盤驅(qū)動(dòng)器相同而且所述第二位置是位于所述第一磁盤驅(qū)動(dòng)器上的數(shù)據(jù)磁道。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的所述多個(gè)數(shù)據(jù)包括來自分配到巻中的多個(gè)RAID設(shè)備的數(shù)據(jù)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的所述多個(gè)數(shù)據(jù)各自包括巻的子集。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定是否有數(shù)據(jù)要從所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第三位置移到所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第四位置；以及將所述第三位置上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)移至所述第四位置；其中所述第三位置是比相對(duì)于第四磁盤驅(qū)動(dòng)器中心定位的所述第四位置更同心地遠(yuǎn)離第三磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，多個(gè)數(shù)據(jù)各自的所述成本基于所述數(shù)據(jù)的所述訪問模式和所述數(shù)據(jù)類型的至少一個(gè)。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，如果所述數(shù)據(jù)包括歷史快照數(shù)據(jù)則將數(shù)據(jù)從所述第三位置移至所述第四位置。10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第三和第四磁盤驅(qū)動(dòng)器相同而且所述第四位置是位于所述第三磁盤驅(qū)動(dòng)器上的數(shù)據(jù)磁道。11.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，包括包括存儲(chǔ)池的RAID子系統(tǒng)；以及具有至少一個(gè)磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)控制器的磁盤管理器，所述控制器配置成確定所述磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的多個(gè)數(shù)據(jù)各自的成本；連續(xù)確定是否有數(shù)據(jù)要從所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移到所述多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置；以及將所述第一位置上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)移至所述第二位置；其中所述第一位置一般是比相對(duì)于第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心和第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心之一定位的第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)包括來自包括RAID-0、RAID-1、RAID-5及RAID-10的多個(gè)RAID級(jí)別至少之一的存儲(chǔ)空間。13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有RAID-3、RAID-4、RAID-6及RAID-7的RAID級(jí)別。14.一種能進(jìn)行磁盤位置優(yōu)化的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置；用于檢查所述用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置上的多個(gè)數(shù)據(jù)以確定是否有數(shù)據(jù)要從第一位置移至第二位置的裝置，其中所述第一位置是位于所述用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置上比所述第二位置更好性能的機(jī)械位置上的數(shù)據(jù)磁道；以及將所述第一位置上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)移至所述第二位置；15.如權(quán)利要求14所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一位置是比相對(duì)于第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心和第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心之一定位的第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。16.—種用于減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的成本的方法，包括評(píng)估存儲(chǔ)在第一磁盤上數(shù)據(jù)的訪問模式；以及至少基于所述訪問模式，將數(shù)據(jù)移至第二磁盤的外磁道和內(nèi)磁道的至少之17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁盤驅(qū)動(dòng)器是相同磁盤。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一和第二磁盤驅(qū)動(dòng)器是不同磁盤。全文摘要本公開涉及具有數(shù)據(jù)分級(jí)和磁盤放置優(yōu)化的磁盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)和方法。一般地，該系統(tǒng)和方法包括連續(xù)確定多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器上數(shù)據(jù)的成本，確定是否有數(shù)據(jù)要從磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第一位置移到磁盤驅(qū)動(dòng)器上的第二位置，以及將存儲(chǔ)在第一位置的數(shù)據(jù)移到第二位置。第一位置是比相對(duì)于第二磁盤驅(qū)動(dòng)器中心定位的第二位置更同心地靠近第一磁盤驅(qū)動(dòng)器中心的數(shù)據(jù)磁道。在一些實(shí)施例中，第一和第二位置在同一磁盤驅(qū)動(dòng)器上。文檔編號(hào)G06F3/06GK101467122SQ200780019061公開日2009年6月24日申請(qǐng)日期2007年5月24日優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日發(fā)明者L·E·阿茨曼,M·J·凱勒曼申請(qǐng)人:克姆佩棱特科技公司