磁盤光盤融合數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方法、系統(tǒng)及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁盤光盤融合數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方法、系統(tǒng)及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在信息化社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中，人類需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量正在持續(xù)迅速增長(zhǎng)。在現(xiàn)有相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)技術(shù)中，磁盤仍然是應(yīng)用主流，在需要高速度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用中，半導(dǎo)體固態(tài)硬盤正在被更加廣泛地應(yīng)用。
[0003]磁盤伴隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)步至今，已經(jīng)達(dá)到了很高的技術(shù)水平，磁盤的主要優(yōu)點(diǎn)是隨機(jī)存儲(chǔ)速度快，單位體積存儲(chǔ)容量大；磁盤的主要缺點(diǎn)是壽命有限且不可預(yù)測(cè)，一般3-5年需要更換一次，由于磁盤的機(jī)械旋轉(zhuǎn)，所以會(huì)消耗較多的電能并發(fā)熱，為此需要設(shè)置散熱裝置，通常用風(fēng)扇，將熱排出到設(shè)備外，空調(diào)裝置用于抵消設(shè)備所發(fā)出的熱能，這樣同樣會(huì)消耗大量的電能。
[0004]磁盤主要指硬盤，硬盤有固態(tài)硬盤(SSD盤，新式硬盤)、機(jī)械硬盤(HDD傳統(tǒng)硬盤)、混合硬盤(HHD —塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤誕生出來的新硬盤)。SSD采用閃存顆粒來存儲(chǔ)，HDD采用磁性碟片來存儲(chǔ)，混合硬盤(HHD:Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動(dòng)器中。
[0005]為了能相對(duì)高效可靠的使用大量磁盤來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的技術(shù)是以冗余的方法將數(shù)據(jù)組織到多塊磁盤中組成一個(gè)磁盤陣列。如此，根據(jù)冗余度的大小，在多塊磁盤中有一塊或幾塊磁盤出現(xiàn)壞損時(shí)，存儲(chǔ)在磁盤陣列中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
[0006]這樣組成磁盤陣列仍然不能確保數(shù)據(jù)的安全，為了不丟失數(shù)據(jù)，通常的做法是對(duì)磁盤陣列添加一個(gè)備份系統(tǒng)，備份系統(tǒng)的功能是在磁盤陣列出現(xiàn)故障時(shí)，能夠?qū)?shù)據(jù)恢復(fù)到新建的磁盤陣列中去，數(shù)據(jù)備份所用的設(shè)備通常為磁帶庫(kù)，虛擬帶庫(kù)，鏡像磁盤陣列等。備份系統(tǒng)無論是設(shè)備成本，管理成本，還是日常運(yùn)維管理開銷都是十分昂貴的備份市場(chǎng)也是一個(gè)十分龐大的市場(chǎng)。
[0007]當(dāng)磁盤陣列用于歸檔存儲(chǔ)時(shí)，存在一個(gè)不符合法規(guī)的問題:即存在磁盤陣列上的數(shù)據(jù)理論上是可以刪除和更改的。符合法規(guī)的做法是將數(shù)據(jù)歸檔存儲(chǔ)在一次可寫的介質(zhì)上，也即通常所述的WORM (Write Once Read Many)介質(zhì)。光盤是可以滿足WORM特性的存儲(chǔ)介質(zhì)，而且數(shù)據(jù)保存的壽命很長(zhǎng)，通常大于50年，因此非常適合于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)和歸檔存儲(chǔ)。
[0008]隨著數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)規(guī)模日益增大，一個(gè)新的問題也逐漸顯現(xiàn)出來，而且正在變得日益嚴(yán)重，當(dāng)冗余磁盤陣列中的某地磁盤壞損時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行更換，對(duì)于更換后的硬盤，還要將原先的數(shù)據(jù)再恢復(fù)上去，這個(gè)過程被稱為重建。問題在于這個(gè)重建的過程非常耗時(shí)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和磁盤容量的不同，重建的過程往往會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)到數(shù)十天，在此期間，如果再次出現(xiàn)磁盤壞損情況，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，在規(guī)模較大的數(shù)據(jù)中心，這種重建工作會(huì)頻繁發(fā)生，除了耗費(fèi)大量管理開銷外，數(shù)據(jù)丟失的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)也在增加。
[0009]光盤的主要優(yōu)點(diǎn)是保存壽命長(zhǎng)，用于數(shù)據(jù)歸檔的專業(yè)光盤，其上數(shù)據(jù)可以保存200年以上。
[0010]采用磁盤與光盤結(jié)合的方法已存在多年，通常的辦法是采用分層存儲(chǔ)的方法。此時(shí)系統(tǒng)將經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)放在高速度的存儲(chǔ)器中，如固態(tài)硬盤和SAS磁盤，對(duì)于不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)。則逐步將其存入光盤，這種存儲(chǔ)架構(gòu)的問題是系統(tǒng)復(fù)雜度高，對(duì)于處于高速存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)，還要額外實(shí)施備份保護(hù)。此外，磁盤存儲(chǔ)設(shè)備的壽命一般在3-5年，因此升級(jí)換代的開銷很大，在光盤存儲(chǔ)方面，光盤庫(kù)處于分級(jí)存儲(chǔ)的最底層，如何融入現(xiàn)有的存儲(chǔ)架構(gòu)，須視應(yīng)用的具體要求，如此形成眾多的系統(tǒng)解決方案，這樣的應(yīng)用方式比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，應(yīng)用的效果也很大程度上受應(yīng)用解決方案的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)以上的問題，本發(fā)明將磁盤與光盤的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，并由此提出了一種磁盤與光盤相融合的數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方法、系統(tǒng)和裝置。
[0012]本發(fā)明的核心是將光盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的元素，融合到現(xiàn)有的磁盤陣列存儲(chǔ)中去，與傳統(tǒng)的分層存儲(chǔ)的構(gòu)架不同，本發(fā)明中使用的光盤庫(kù)技術(shù)，不作為獨(dú)立的存儲(chǔ)層，而是完全隱去，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言是透明的，這樣一來，本發(fā)明的磁光混合存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)外呈現(xiàn)的是一組磁盤，最典型的組織方式是一個(gè)網(wǎng)路附加存儲(chǔ)(NAS, Network Attached Storage)，網(wǎng)路附件存儲(chǔ)以標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)的方式提供網(wǎng)路數(shù)據(jù)服務(wù)，它可以很方便地被應(yīng)用到各種不同操作系統(tǒng)平臺(tái)上的信息系統(tǒng)中去，對(duì)內(nèi)，本發(fā)明所述的磁光融合存儲(chǔ)系統(tǒng)使用光盤對(duì)前端磁盤中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)。
[0013]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:磁盤光盤融合數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方法，包括以下步驟:
[0014]S1、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中；
[0015]S2、將所述硬盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至光盤模塊中的光盤中；
[0016]S3、存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的屬性信息以及所述數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息；
[0017]S4、根據(jù)數(shù)據(jù)的屬性信息從硬盤模塊中的目標(biāo)硬盤中讀取數(shù)據(jù)，在目標(biāo)硬盤無法被讀取時(shí)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息，將存儲(chǔ)有目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)讀入預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；
[0018]S5、更新數(shù)據(jù)的屬性信息和數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息。
[0019]進(jìn)一步地，還包括以下步驟:
[0020]S6、將存儲(chǔ)有目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中更換后的新硬盤中；
[0021 ] S7、更新數(shù)據(jù)的屬性信息和數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟SI還包括:在硬盤模塊中的待寫硬盤無法被存儲(chǔ)時(shí)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中的其他硬盤，并對(duì)所述待寫硬盤進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
[0023]所述步驟SI還包括:將同一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中的至少兩塊硬盤中；
[0024]所述步驟S2還包括:在同一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中的至少兩塊硬盤時(shí)，將其中一塊硬盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至光盤模塊中的光盤中。
[0025]進(jìn)一步地，步驟SI中，還包括將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中時(shí)，生成所述數(shù)據(jù)的第一校驗(yàn)碼；步驟S4中，還包括在讀取目標(biāo)硬盤的數(shù)據(jù)前，生成目標(biāo)硬盤中的數(shù)據(jù)的第二校驗(yàn)碼，將所述數(shù)據(jù)的第二校驗(yàn)碼與第一校驗(yàn)碼進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷目標(biāo)硬盤中數(shù)據(jù)的正確性，在目標(biāo)硬盤中數(shù)據(jù)不正確時(shí)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息，將存儲(chǔ)有目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)讀入預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。
[0026]進(jìn)一步地，步驟S2中，還包括將所述硬盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至光盤模塊中的光盤中時(shí)，生成所述數(shù)據(jù)的第三校驗(yàn)碼；步驟S6還包括將存儲(chǔ)有目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中更換后的新硬盤中時(shí)，生成所述數(shù)據(jù)的第四校驗(yàn)碼，將所述數(shù)據(jù)的第三校驗(yàn)碼與所述第四校驗(yàn)碼進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷目標(biāo)硬盤中數(shù)據(jù)的正確性，在目標(biāo)硬盤中數(shù)據(jù)不正確時(shí)，再次將存儲(chǔ)有目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中更換后的新硬盤中。
[0027]所述第一fe驗(yàn)碼、第二fe驗(yàn)碼第二fe驗(yàn)碼和第四fe驗(yàn)碼為hash編碼或CRC編碼。
[0028]進(jìn)一步地，所述硬盤模塊包括多個(gè)硬盤，所述硬盤為固態(tài)硬盤、機(jī)械硬盤、混合硬盤或硬磁盤。
[0029]本發(fā)明還提供了一種磁盤光盤融合數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)方法，包括以下步驟:
[0030]S101、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中；
[0031]S102、將所述硬盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至光盤模塊中的光盤中；
[0032]S103、存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的屬性信息以及所述數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息；
[0033]S104、根據(jù)所述數(shù)據(jù)的屬性信息，按照預(yù)定的時(shí)間周期定時(shí)掃描硬盤；
[0034]S105、將掃描的過程中檢測(cè)到的數(shù)據(jù)異常的硬盤更換為新硬盤，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息，將對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)有所述數(shù)據(jù)異常的目標(biāo)硬盤數(shù)據(jù)的光盤中的數(shù)據(jù)讀入更換后的新硬盤中；
[0035]S106、更新數(shù)據(jù)的屬性信息和數(shù)據(jù)在光盤模塊中對(duì)應(yīng)的位置信息。
[0036]本發(fā)明還提供了一種磁盤光盤融合數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括:
[0037]硬盤存儲(chǔ)模塊，用于將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到硬盤模塊中；
[0038]光盤存儲(chǔ)模塊，用于將所述硬盤中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至光盤模塊中的光盤中；
[0039]磁光映射模塊，