專利名稱：網(wǎng)絡(luò)獨立冗余磁盤陣列系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，特別涉及一種網(wǎng)絡(luò)獨立冗余磁盤陣列系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在以數(shù)據(jù)為中心的信息時代，如何妥善有效地保護(hù)數(shù)據(jù)是存儲系統(tǒng)的核心問題之 一。金融、醫(yī)療、軍事中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)要求信息永遠(yuǎn)不會丟失。存儲系統(tǒng)最重要的任務(wù)是不論 發(fā)生什么故障，都要保證存儲的信息不能丟失，并且盡力不間斷地提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)。 數(shù)據(jù)信息的毀壞和丟失不但影響到企業(yè)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，甚至極大地威脅到企業(yè)的生存。為了保證存儲在磁盤中的數(shù)據(jù)的安全性，本領(lǐng)域的技術(shù)人員提出了獨立冗余磁盤 陣列(RAID，Redundant Array of Independent Disk)技術(shù)，該技術(shù)將多個磁盤組合成一 個磁盤陣列，并在各個磁盤中存儲其它磁盤上數(shù)據(jù)的冗余信息，使得當(dāng)陣列中的某個磁盤 發(fā)生故障后，可以利用磁盤陣列中其它磁盤所存儲的數(shù)據(jù)和冗余信息恢復(fù)故障磁盤上的數(shù) 據(jù)。RAID算法根據(jù)實現(xiàn)原理可分為不同的級別，分別用RAID0-RAID7表示其中RAIDl 和RAID5是廣泛使用的兩種方式。這些不同的RAID算法區(qū)別體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的分布模式和冗 余數(shù)據(jù)管理的差異。采用RAIDl方式，盡管讀寫性能高，但是空間利用率只有50%。如果采 用RAID5方式，提高了空間利用率，但是寫性能尤其是小寫性能較低。RAID5小寫性能低的主要原因是采用數(shù)據(jù)塊更新和校驗塊更新同步的處理方式， 這一處理方式也被稱為同步冗余計算的方式。該方式需要讀取待寫入的條帶塊，讀取處于 另一存儲節(jié)點上的校驗塊，然后進(jìn)行XOR計算，并以“寫穿”(write through)的方式寫數(shù)據(jù) 塊和校驗塊，最后再返回I/O請求。這種同步冗余計算的方式將導(dǎo)致以下兩個問題1、為了計算寫請求數(shù)據(jù)的校驗塊，相關(guān)的I/O讀寫操作次數(shù)多，而且必須先讀后 寫串行執(zhí)行，這導(dǎo)致應(yīng)用寫請求的響應(yīng)時間較長；2、校驗塊計算負(fù)載和對存儲數(shù)據(jù)塊和校驗塊的存儲節(jié)點的I/O負(fù)載(先是1次讀 操作，接下來是1次寫操作)，這些I/O操作必須在本次應(yīng)用寫請求返回前處理完畢；這導(dǎo) 致小寫操作時計算負(fù)載和I/O負(fù)載顯著增加，難以優(yōu)化提高應(yīng)用訪問和存儲系統(tǒng)的整體性 能。上述的數(shù)據(jù)冗余技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于本地存儲系統(tǒng)，但在網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)中同樣 可以采用類似的數(shù)據(jù)冗余技術(shù)。即將多個存儲節(jié)點組合成一個網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)，并在各個存 儲節(jié)點中存儲其他存儲節(jié)點數(shù)據(jù)的冗余信息，使得當(dāng)網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)中的某個存儲節(jié)點發(fā) 生故障后，可以利用其他存儲節(jié)點所存儲的數(shù)據(jù)和冗余信息，訪問故障節(jié)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并 能恢復(fù)故障存儲節(jié)點上的數(shù)據(jù)。多個磁盤組成的RAID陣列采用集中的RAID控制管理數(shù)據(jù)讀寫、計算冗余信息和 數(shù)據(jù)恢復(fù)等操作。多個存儲節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)RAID系統(tǒng)可以采用單獨的控制節(jié)點來管理數(shù) 據(jù)讀寫、計算冗余信息和數(shù)據(jù)恢復(fù)等操作，如公開號為KR2003066838-A的韓國專利申請和
發(fā)明者劉振軍, 孫振元, 許魯, 那文武 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所, 天津中科藍(lán)鯨信息技術(shù)有限公司