專利名稱：一種管理存儲(chǔ)設(shè)備節(jié)能的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備管理技術(shù)，特別是指一種管理存儲(chǔ)設(shè)備節(jié) 能的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，特別是其中的服務(wù)器系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)快速方位數(shù)據(jù)以及保存
數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息的目的， 一般都配置了冗余磁盤陣列(RAID， Redundant Array of Independent Disks),高級RAID配置能夠把多個(gè)物理磁盤組織起來，形成虛擬 大容量的邏輯石茲盤，在有限數(shù)量的物理^磁盤損壞的情況下，通過保存在其他物 理磁盤上的數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息來恢復(fù)損壞的數(shù)據(jù)信息，從而有效的維護(hù)數(shù)據(jù)安全。 現(xiàn)有技術(shù)中，高級RAID配置中的RAID5陣列能夠做到兩塊磁盤同時(shí)損壞時(shí)， 可以完整的恢復(fù)數(shù)據(jù)；RAID6陣列則可以做到3塊物理磁盤同時(shí)損壞而不丟 失數(shù)據(jù)。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少如下問題: 以RAID5 ( 4塊硬盤)為例，其中一塊磁盤是其他磁盤的校驗(yàn)盤(實(shí)際上 校驗(yàn)數(shù)椐是分部在各個(gè)磁盤上,為容易理解這里做簡單表示)，實(shí)際容量為3
塊硬盤的容量，然而耗電卻是4塊盤的電量。磁盤工作時(shí)有一個(gè)工作功耗(一 般是20W)，如果一個(gè)機(jī)房100臺(tái)服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器的RAID配置是符合RAID 標(biāo)準(zhǔn)的配置，應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)，會(huì)造成整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)耗電過多，增加了管理成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決前述問題，本發(fā)明提供一種管理存儲(chǔ)設(shè)備節(jié)能的方法、設(shè)備和計(jì) 算機(jī)
本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，我們提供了一種冗余磁盤陣列節(jié)能的方法，其
4特征在于，包括
映射一存儲(chǔ)設(shè)備到冗余磁盤陣列中的第 一磁盤；
判斷所述冗余磁盤陣列是否屬于讀取狀態(tài)；
如果是，使所迷第一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
優(yōu)選地，在使所述第一-茲盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)之后，還包括 在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，只讀取所述第一磁盤之外的其它^茲盤數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述其他;茲盤數(shù)據(jù)，利用預(yù)設(shè)算法還原原始數(shù)據(jù)。 優(yōu)選地，在所述使所述第一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)之后，還包括 在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)直接寫入所述存儲(chǔ)設(shè)備中。 優(yōu)選地，將數(shù)據(jù)直接寫入所述存儲(chǔ)設(shè)備中之前，還包括，判斷所述存儲(chǔ)設(shè) 備的存儲(chǔ)狀態(tài)是否超過一定閾值，如果是，貝'h 喚醒所述第一磁盤；
將所述存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第 一磁盤；
清空所述存儲(chǔ)設(shè)備；
使所迷第 一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
優(yōu)選地，將數(shù)據(jù)直接寫入所迷存儲(chǔ)設(shè)備中步驟之前，還包括，判斷所述第 一磁盤的低功耗狀態(tài)是否超過一定閾值，如果是，貝'h 喚醒所述第一-茲盤；
將所述存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第 一磁盤；
清空所述存儲(chǔ)設(shè)備；
使所述第 一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
優(yōu)選地，在所述將冗余磁盤陣列中的進(jìn)入低功耗狀態(tài)，包括休眠狀態(tài)、 斷電狀態(tài)等
優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)設(shè)備為低功耗存儲(chǔ)設(shè)備，包括閃存，固態(tài)硬盤。 優(yōu)選地，所述的預(yù)設(shè)算法具體為冗余磁盤整列的標(biāo)準(zhǔn)算法，如異或算法、 奇偶校驗(yàn)。
本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，我們提供了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括計(jì)算設(shè)備， 控制設(shè)備，冗余磁盤陣列構(gòu)成的存儲(chǔ)設(shè)備，所述冗余磁盤陣列包括至少兩個(gè)硬盤，其特征在于
所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括
至少 一存儲(chǔ)設(shè)備，用映射到所述冗余系統(tǒng)中的至少 一個(gè)硬盤。 優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)設(shè)備為低功耗存儲(chǔ)設(shè)備，包括閃存、固態(tài)硬盤。
附囷說明


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中冗余磁盤陣列RAID5的示意圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例虛擬物理-茲盤構(gòu)成示意圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例讀入數(shù)據(jù)時(shí)的示意圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例寫入數(shù)據(jù)時(shí)的示意圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例從閃存中將數(shù)據(jù)恢復(fù)備份的示意圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例示意圖7為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例一個(gè)流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)特征和實(shí)施效杲更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
在本發(fā)明中， 一個(gè)較佳的實(shí)施例是采用FLASH閃存和一個(gè)冗余-茲盤中 的校驗(yàn)盤映射組成一個(gè)虛擬的物理硬盤，代替原來的校驗(yàn)盤，來達(dá)到節(jié)能的效
盟 禾0
參考圖1，冗余磁盤陣列為RAID5 , RAID 5是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安 全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案。以四個(gè)硬盤組成的RAID5為例，在所述 RAID5陣列中，有四塊硬盤，在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)過程中，為了保證任何一塊硬盤 壞掉的時(shí)候，都可以通過其他三塊硬盤恢復(fù)所有數(shù)據(jù)，從而達(dá)到服務(wù)器數(shù)據(jù)的 安全性。其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖2所示RAID5采取的方法為圖中，P0為DO, Dl和D2的奇偶才交-驗(yàn)信息，其它以此類推。由圖中可以看出，RAID5不對存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5 的各個(gè)磁盤上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤上。 當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)椐。
RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤 空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度， 只是多了一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個(gè)磁盤進(jìn)行寫入操作稍 慢。同時(shí)由于多個(gè)數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)奇偶校驗(yàn)信息，RAID 5的磁盤空間利用率要 比RAID 1高，存<渚成本相對4交4氐。。
可以看出，假如將每個(gè)硬盤都用來單獨(dú)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而不用來校驗(yàn)數(shù)據(jù)， 所述四個(gè)硬盤的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量為800G。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了使得業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性更高，在所述四個(gè)硬 盤中的都有空間用來存儲(chǔ)其它硬盤上業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)信息，這樣，所述四塊硬 盤實(shí)際能存儲(chǔ)的所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)容量為6000。也就是有一塊硬盤的功耗因?yàn)?備份的需要而增加。
由上述描述可知，現(xiàn)在技術(shù)中由于在每個(gè)硬盤上都存儲(chǔ)有所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 及所述其它硬盤上業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以，使得在包括有所迷四個(gè)硬盤的 系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，就需要給每個(gè)所述四個(gè)硬盤進(jìn)行供電?？梢?，圖一中的現(xiàn) 有技術(shù)存在如下問題
給800G的容量的四個(gè)硬盤供電，但用戶實(shí)際得到的存儲(chǔ)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 的存儲(chǔ)容量卻只有600G。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了 一種新的冗余i茲盤陣列的存儲(chǔ)方法和布局， 參考圖3所示，繼續(xù)以RAID5為例，在冗余磁盤陣列101—107中，加入一個(gè) 低功耗的存儲(chǔ)設(shè)備201，該存儲(chǔ)設(shè)備的功耗較傳統(tǒng)磁性硬盤有很大的減少,在 具體實(shí)施時(shí)，可以選擇閃存盤或者固態(tài)硬盤等。用上述閃存盤201與RAID5 陣列中的任意一塊硬盤盤，在本實(shí)施例中,以硬盤107舉例說明，映射成為一 塊虛擬的物理硬盤301，虛擬物理硬盤301的作用和硬盤107 —樣。通過RAID 控制卡，達(dá)到虛擬硬盤107的效果。也就是說，系統(tǒng)會(huì)將虛擬硬盤301當(dāng)作 107來進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的工作。 一般情況下，可以將校驗(yàn)硬盤107休眠或斷電， 而保持閃存盤201的接通，滿足基本數(shù)據(jù)讀寫的功能。由于在一般情況下，服 務(wù)器交換的數(shù)據(jù)并不是十分巨大，加上技術(shù)的不斷發(fā)展，閃存盤的容量越來越 大，閃存盤201基本能夠保證一段時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)緩存的作用。參考圖4所示，在系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，由于107已經(jīng)休眠或者斷電，系統(tǒng) 僅僅能從其他三塊硬盤101-105上讀數(shù)據(jù)，但是由于方法和現(xiàn)有技術(shù)沒有區(qū)別， 讀取數(shù)據(jù)的速度還是與原來相同。同時(shí)，由于RAID5冗余磁盤陣列的特性， 從^ 茲盤101-105上所讀取的數(shù)據(jù)可以通過硬盤101到105的三組數(shù)據(jù)異或算 法得出所有的完整數(shù)據(jù)，從而可以看出，休眠硬盤109在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，完整性 和速度的保證。
參考圖5所示，在系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，向三塊硬盤101-105和虛擬物理硬 盤301同時(shí)寫入數(shù)據(jù)，在虛擬物理硬盤301的內(nèi)部，由于107已經(jīng)休眠或者斷 電，其實(shí)也就是只在閃存盤201上寫數(shù)據(jù)。此時(shí)閃存盤201相當(dāng)于一個(gè)硬盤 107的緩存，在硬盤107斷電和休眠的時(shí)候，將系統(tǒng)需要寫入107的數(shù)據(jù)緩存 在閃存盤201中，只要緩存的數(shù)據(jù)量在閃存201本身數(shù)據(jù)容量范圍以內(nèi)，都可 以一直由閃存盤201來緩存數(shù)據(jù)。閃存盤201上的數(shù)據(jù)和休眠的硬盤107上的 數(shù)據(jù)之和構(gòu)成了整個(gè)虛擬物理硬盤的數(shù)據(jù)。
參考如圖6所示，當(dāng)閃存盤201上數(shù)據(jù)容量超過一定閥值時(shí)，如緩存的 數(shù)據(jù)達(dá)到閃存容量的80%,或者經(jīng)過了一段預(yù)設(shè)的時(shí)間時(shí)，如24小時(shí)，或者 特定的時(shí)段，如午夜12時(shí)，喚醒休眠或斷電硬盤107，將閃存201上的數(shù)據(jù) 復(fù)制到硬盤107中，保持107的數(shù)據(jù)同步于其他硬盤。刪除閃存盤201里面的 緩存數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)將硬盤107恢復(fù)到休眠或斷電狀態(tài)。整個(gè)虛擬硬盤又恢復(fù) 到圖3所示的緩存狀態(tài)。
如圖7所示，當(dāng)101-105中的某塊硬盤故障后，啟動(dòng)該休眠或斷電硬盤 107，進(jìn)行讀寫操作或恢復(fù)數(shù)據(jù)操作。然后啟動(dòng)系統(tǒng)的熱備硬盤，將故障的硬 盤換掉，恢復(fù)系統(tǒng)后，又將硬盤107進(jìn)入休眠或者斷電狀態(tài)，進(jìn)入到圖3所述 緩存狀態(tài)。。
采用本方案之后的優(yōu)勢是
仍有冗余的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，即當(dāng)一塊或者幾塊磁盤故障后，可以全部恢復(fù)。 同時(shí)讀寫性能仍然能達(dá)到原來的RAID5性能，而且比原來更加省電，從而有 效的降低系統(tǒng)的總功耗。
應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，所有 的參數(shù)取值可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，且在該權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技f，當(dāng)理解，可以對本^^^^^^^ 本發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利==:不脫離
權(quán)利要求
1.一種管理冗余磁盤陣列的方法，其特征在于，包括映射一存儲(chǔ)設(shè)備到冗余磁盤陣列中的第一磁盤；判斷所述冗余磁盤陣列是否屬于讀取狀態(tài)；如果是，使所述第一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在使所述第一^茲盤進(jìn)入低 功耗狀態(tài)之后，還包括:在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，只讀取所述第 一磁盤之外的其它磁盤數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述其他磁盤數(shù)據(jù)，利用預(yù)設(shè)算法還原原始數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于，在所述使所述第一磁盤進(jìn) 入低功耗狀態(tài)之后，還包括在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)直接寫入所迷存儲(chǔ)設(shè)備中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將數(shù)據(jù)直接寫入所述存儲(chǔ) 設(shè)備中之前，還包括，判斷所述存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)狀態(tài)是否超過一定閾值，如果是，則:喚醒所述第一》茲盤；將所述存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第一磁盤；清空所述存儲(chǔ)設(shè)備；使所迷第 一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將數(shù)據(jù)直接寫入所述存儲(chǔ) 設(shè)備中步驟之前，還包括，判斷所述第一磁盤的低功耗狀態(tài)是否超過一定閾值，如杲是，則:喚醒所述第一磁盤；將所述存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)復(fù)制到所述第 一石茲盤；清空所述存儲(chǔ)設(shè)備；使所述第 一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述將冗余磁盤陣列中 的進(jìn)入低功耗狀態(tài)，包括休眠狀態(tài)、斷電狀態(tài)等
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述存儲(chǔ)設(shè)備為低功耗存儲(chǔ)設(shè)備，包括閃存，固態(tài)硬盤。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述的預(yù)設(shè)算法具體為冗 余磁盤整列的標(biāo)準(zhǔn)算法，如異或算法、奇偶校驗(yàn)。
9. 一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括計(jì)算設(shè)備，控制設(shè)備，冗余磁盤陣列構(gòu)成的存 儲(chǔ)設(shè)備，所述冗余磁盤陣列包括至少兩個(gè)硬盤，其特征在于所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括至少一存儲(chǔ)設(shè)備，用映射到所述冗余系統(tǒng)中的至少 一個(gè)硬盤。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)，其特征在于 所述存儲(chǔ)設(shè)備為低功耗存儲(chǔ)設(shè)備，包括閃存、固態(tài)硬盤。
全文摘要
本發(fā)明提供管理一種冗余磁盤陣列的方法和一種冗余磁盤陣列及計(jì)算機(jī)，其中包括我們提供了一種冗余磁盤陣列節(jié)能的方法，映射一存儲(chǔ)設(shè)備到冗余磁盤陣列中的第一磁盤；判斷所述冗余磁盤陣列是否屬于讀取狀態(tài)；如果是，使所述第一磁盤進(jìn)入低功耗狀態(tài)。一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括計(jì)算設(shè)備，控制設(shè)備，冗余磁盤陣列構(gòu)成的存儲(chǔ)設(shè)備，所述冗余磁盤陣列包括至少兩個(gè)硬盤，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括至少一存儲(chǔ)設(shè)備，用映射到所述冗余系統(tǒng)中的至少一個(gè)硬盤。應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)，仍有冗余的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，即當(dāng)一塊或者幾塊磁盤故障后，可以全部恢復(fù)。同時(shí)讀寫性能仍然能達(dá)到原來的RAID5性能，而且比原來更加省電，從而有效的降低系統(tǒng)的總功耗。
文檔編號G06F1/32GK101625586SQ20081011634
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者軍 王 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司