專利名稱：磁盤陣列的實現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)讀寫方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁盤陣列控制技術，尤其涉及一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)讀寫方
法及裝置。
背景技術：
磁盤陣列是由多個物理磁盤組成的磁盤組，目前的中低端磁盤陣列基本只能夠支 持兩控制器的工作方式?，F(xiàn)有的磁盤陣列分為三個層次，即虛擬巻(Virtual Volume，簡稱 VV)、邏輯磁盤(Logic Disk，簡稱LD)和數(shù)據(jù)塊(Ch皿klet)。虛擬巻是用戶所能看到的磁 盤空間，例如常見的"D盤"、"E盤"等。每個虛擬巻對應多個LD，每個LD又對應多個數(shù)據(jù) 塊。數(shù)據(jù)塊是管理物理磁盤的基本單元，是磁盤陣列的管理粒度，每個物理磁盤都可以劃分 為多個數(shù)據(jù)塊。為達到數(shù)據(jù)均衡分布的目的，每個LD所對應的數(shù)據(jù)塊通常是均勻的分布在 各物理磁盤中的。物理磁盤是由控制器進行控制和訪問操作，每個控制器通常對應一定數(shù) 量的物理磁盤。在進行本發(fā)明的研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)受限于磁盤陣列的組織架構，所 以現(xiàn)有磁盤陣列難以進行控制器擴展。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)讀寫方法及裝置，以改善磁盤 陣列的可擴展性。 本發(fā)明實施例提供了一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法，包括 根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的 一個控制器相對應； 將所述邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中； 按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應的控制器組中的控制器所管理的物理磁
盤中為所述邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將所述邏輯區(qū)域與所述數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至
數(shù)據(jù)塊映射表中。 本發(fā)明實施例還提供了一種磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫方法，包括 當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫
請求所指向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域； 在控制器映射表中查詢確定所述邏輯區(qū)域對應的控制器； 在查詢確定的所述控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬
地址對應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，且每個邏
輯區(qū)域與對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊相對應； 在查詢確定的所述數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。 本發(fā)明實施例還提供了一種磁盤陣列的實現(xiàn)裝置，包括 邏輯區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建邏輯區(qū)域，每個邏輯 區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，還用于觸發(fā)第二映射關系記錄模塊和選盤模塊； 所述第二映射關系記錄模塊，用于將所述邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄 至控制器映射表中； 所述選盤模塊，用于按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應的控制器組中的控 制器所管理的物理磁盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將所述邏輯區(qū)域與所述數(shù)據(jù)塊之間 的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。 本發(fā)明實施例還提供了一種磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫裝置，包括 邏輯區(qū)域查詢模塊，用于當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映
射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域； 控制器查詢模塊，用于在控制器映射表中查詢確定所述邏輯區(qū)域對應的控制器； 數(shù)據(jù)塊查詢模塊，用于在查詢確定的所述控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢所述數(shù)據(jù)
讀寫請求所指向虛擬地址對應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控
制器相對應，且每個邏輯區(qū)域與對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊相對 應； 數(shù)據(jù)讀寫模塊，用于在查詢確定的所述數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。 本發(fā)明各實施例的技術方案通過設置每個邏輯區(qū)域對應同一個控制器組中控制
器所管理物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊，即設置每個邏輯區(qū)域僅與一個控制器組中的控制器相對
應，使得各控制器的邏輯區(qū)域可以并行操作，當進行磁盤陣列擴展時，需要執(zhí)行的映射關系
變化量少，因此易于完成擴展操作。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的 附圖。
圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明實施例一提供的另一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖3為本發(fā)明實施例一所實現(xiàn)的磁盤陣列的組織架構示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例二提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖5為本發(fā)明實施例二中磁盤陣列的組織架構示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例四提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖7為本發(fā)明實施例五提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖8為本發(fā)明實施例六提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖9為本發(fā)明實施例六中磁盤陣列的訪問路徑示意圖；
圖10為本發(fā)明實施例七提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖；
圖11為本發(fā)明實施例七中部署增值特性的磁盤陣列架構示意圖；
圖12為本發(fā)明實施例八提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖；
圖13為本發(fā)明實施例九提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖；
圖14為本發(fā)明實施例十提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例一 圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，該方法包括如 下步驟 步驟201、創(chuàng)建虛擬巻；對于已創(chuàng)建有虛擬巻的磁盤陣列，本實施例也可以直接執(zhí) 行步驟202，如圖2所示。 步驟202、根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量為虛擬巻創(chuàng)建邏輯區(qū)域 (LogicalPartition Region,簡稱LPR)，每個LPR與一個控制器組中的一個控制器相對應；
步驟203、將虛擬巻與LPR之間的映射關系記錄至邏輯區(qū)域映射表中，將LPR與控 制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中； 步驟204、按照設定選盤策略，從每個LPR對應的控制器組中的控制器所管理的物 理磁盤中為該LPR分配數(shù)據(jù)塊，并將LPR與數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
本實施例中所謂控制器組，是一個或多個控制器的組合。若控制器組僅包括一個 控制器，則控制器組即指該控制器。實際應用中，由于通常需要兩個控制器構成主從備份的 關系，所以下面以每個控制器組包括兩個控制器為例進行說明，在進行控制器擴展時，也通 常是以兩個控制器為單位來增加數(shù)量的。 圖3為本發(fā)明實施例一所實現(xiàn)的磁盤陣列的組織架構示意圖，如圖3所示，該磁盤 陣列的存儲空間包括三層結構，虛擬巻301、 LPR 302和數(shù)據(jù)塊303。虛擬巻301的數(shù)量可 以為多個，圖3中以一個虛擬巻301為例進行說明，控制器305的數(shù)量為二，構成一個控制 器組。虛擬巻301按照控制器組的數(shù)量劃分為多個LPR 302，由于該控制器組中包括兩個控 制器305，為保證兩個控制器305構成主從備份關系，優(yōu)選的是劃分為至少兩個LPR，分別對 應各控制器305。沒有對應LPR 302的控制器305相當于沒有管理用戶所見的存儲空間。
每個LPR 302僅與一個控制器組中的一個控制器305對應，但每個控制器305可 以對應多個LPR 302。每個LPR 302所對應的數(shù)據(jù)塊303是來自于一個控制器組中控制器 305所管理的物理磁盤304中?？梢允莾H從LPR302所對應的控制器305管理的物理磁盤 304中分配數(shù)據(jù)塊303，由于控制器組通常是一同增加或刪除的單位，所以也可以是LPR302 對應的控制器組中所有的控制器305管理的物理磁盤304中分配數(shù)據(jù)塊303。為LPR302從 多個物理磁盤304中分配數(shù)據(jù)塊303是按照設定選盤策略確定的，例如為了實現(xiàn)均衡分布 的目的，可以從該控制器組所管理的每個物理磁盤304中選取相同數(shù)量的數(shù)據(jù)塊303分配 給一個LPR302。 虛擬巻301、LPR302、控制器305以及數(shù)據(jù)塊303之間的三種映射關系分別記錄在 映射表中，具體的LPR 302與控制器305之間的映射關系記錄在控制器映射表中，一般可 以由元數(shù)據(jù)服務(Media Data Server,簡稱MDS)來進行維護，MDS可部署于任意一個控制 器組的控制器305中。虛擬巻301與LPR 302之間的映射關系記錄在邏輯區(qū)域映射表中，可以由虛擬巻301來存儲和維護。LPR302和數(shù)據(jù)塊303之間的映射關系記錄在數(shù)據(jù)塊映射 表中，每個LPR 302的數(shù)據(jù)塊映射表一般可存儲于該LPR 302所對應的控制器305中。
上述架構可適用于多個虛擬巻301中的每個虛擬巻301，每個虛擬巻301各自有其 對應的LPR 302，每個控制器305可以對應多個虛擬巻301各自的LPR302。
采用本實施例的技術方案所實現(xiàn)的磁盤陣列架構，通過設置每個LPR對應同一個 控制器組中控制器所管理物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊，使得各控制器的LPR可以并行操作，映射 關系變化量少，因此易于完成擴展操作。
實施例二 圖4為本發(fā)明實施例二提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，本實施例可以在實 施例一的基礎上還包括如下步驟 步驟401、當識別到掛載有物理磁盤的控制器組的數(shù)量變化時，根據(jù)當前的控制器 組中控制器的數(shù)量為虛擬巻重新劃分LPR，每個LPR與一個控制器組中的一個控制器相對 應； 步驟402、在控制器映射表中更新LPR與控制器之間的映射關系，且在邏輯區(qū)域映 射表中更新虛擬巻與LPR之間的映射關系； 步驟403、按照設定選盤策略，從每個LPR對應控制器組中控制器所管理的物理磁 盤中為該LPR分配數(shù)據(jù)塊，并將LPR和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
本實施例可以在上述磁盤陣列架構的基礎上進行控制器擴展，包括增加和減少控 制器的情況，優(yōu)選的是物理磁盤與控制器同時增減，即控制器與其所掛載的物理磁盤的對 應關系不變。若物理磁盤的數(shù)量不變，則需要重新調整物理磁盤和控制器之間的掛載關系。 以圖3所示的情況為例，當識別到新增兩個控制器305構成的一個控制器組時，如圖5所 示，若虛擬巻301的數(shù)量未變化，在此情況下，根據(jù)增加控制器305后當前控制器組的數(shù)量 為虛擬巻301重新劃分LPR 302，每個LPR 302與一個控制器組中的一個控制器305相對 應。當前控制器組的數(shù)量為二，且具體的控制器305的數(shù)量為四，則對于每個虛擬巻301而 言，至少劃分四個LPR 302，使得每個LPR 302與一個控制器組中的每個控制器305相對應。 LPR 302的數(shù)量可以多于控制器305的數(shù)量，即每個控制器305可對應多個LPR 302，但是 每個LPR 302只能對應一個控制器305。若LPR 302的數(shù)量少于控制器305，則相當于該虛 擬巻301的LPR 302沒有對應某些控制器305，即無法使用這些控制器305所管理的物理磁 盤304，實際上相當于控制器305的數(shù)量未變化，只是更換了控制器305。
在劃分LPR 302之后，在控制器映射表中更新LPR 302與控制器305之間的映射 關系。劃分LPR 302之后，還需要在邏輯區(qū)域映射表中更新虛擬巻301與LPR 302之間的映 射關系。邏輯區(qū)域映射表用于存儲虛擬巻301中的虛擬地址與LPR 302之間的映射關系， 邏輯區(qū)域映射表可以由虛擬巻301來存儲和維護。 在本實施例中，還需要按照設定選盤策略，從每個LPR 302對應的控制器組所管 理的物理磁盤304中為該LPR 302分配數(shù)據(jù)塊303，并將LPR 302和數(shù)據(jù)塊303之間的映射 關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中，每個LPR 302的數(shù)據(jù)塊映射表一般可存儲于該LPR 302所對 應的控制器305中。 當識別到掛載有物理磁盤304的控制器組的數(shù)量減少，即識別到刪除控制器305 及其掛載的物理磁盤304時，例如從圖5所示的兩個控制器組的四控制器305減少至圖3
7所示的一個控制器組的兩控制器305時，仍然需要按照當前控制器組的數(shù)量重新為虛擬巻
301劃分LPR 302，重新劃分的LPR 302與控制器組的控制器305對應，按照設定選盤策略，
從該控制器組的控制器305所管理的物理磁盤304中為對應的LPR 302分配數(shù)據(jù)塊303。
并相應的調整控制器映射表、邏輯區(qū)域映射表和數(shù)據(jù)塊映射表中的映射關系。 各LPR僅對應同一控制器組的控制器所管理的物理磁盤，各控制器的LPR相互獨
立，當某個控制器出現(xiàn)故障時，僅會影響該控制器的LPR的數(shù)據(jù)訪問操作，不會影響整個存
儲空間的可操作性。 實施例三 本發(fā)明實施例三提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法可以以實施例一為基礎，進一步包括 物理磁盤數(shù)量變化的情況 當識別到控制器組所管理的物理磁盤的數(shù)量變化時，按照設定選盤策略，在該控
制器組中的控制器當前所管理的物理磁盤中，即數(shù)量變化后的物理磁盤中，為控制器組中
的控制器對應的LPR分配數(shù)據(jù)塊，并在數(shù)據(jù)塊映射表中更新LPR和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系。 本實施例的技術方案可以基于圖3和圖5例舉的磁盤陣列架構實現(xiàn)，物理磁盤的
數(shù)量變化一般是針對控制器組而言的，某個控制器下掛載的物理磁盤數(shù)量可以增加或減
少。當增加物理磁盤時，該控制器組中各控制器所對應的LPR可以在原有物理磁盤和新增
物理磁盤中重新執(zhí)行設定選盤策略，以滿足數(shù)據(jù)均勻分布的一般性原則。 基于本實施例的技術方案在擴展物理磁盤時僅需調整一個控制器組下LPR和數(shù)
據(jù)塊之間的映射關系。而現(xiàn)有磁盤陣列架構中，每個LD所對應的數(shù)據(jù)塊是分布在多個控制
器管理的物理磁盤中的。由于每個控制器管理的物理磁盤可能對應至所有LPR，所以擴展物
理磁盤時可能會影響到所有LPR和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系。相比于現(xiàn)有技術，本實施例的
技術方案更易于擴展。 基于上述實施例，可以同時增加或刪除控制器及其管理的物理磁盤，則無需改變 物理磁盤與控制器的掛載關系，未改變的控制器下的映射關系不會改變，只改變虛擬巻和 LPR之間的映射關系即可。采用上述技術方案所實現(xiàn)的磁盤陣列組織架構具有伸縮性，可以 提高磁盤陣列的可擴展性，每個LPR僅對應一個控制器組所管理的物理磁盤，具備各自獨 立的映射關系。所以，對于已有的中低端磁盤陣列，可以采用本實施例的技術方案便捷地從 兩控平滑擴展到多控的磁盤陣列架構。該技術方案所提供的并行多控磁盤陣列不僅適用于 中低端磁盤陣列擴展為高端磁盤陣列，也同樣適用于已有的高端磁盤陣列進行控制器數(shù)量 的更改。 實施例四 圖6為本發(fā)明實施例四提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，本實施例可以以上
述各實施例為基礎，進一步包括增加虛擬巻的情況，具體包括如下步驟 步驟601、當識別到新增的虛擬巻時，根據(jù)當前的控制器組中控制器的數(shù)量為新增
的虛擬巻創(chuàng)建LPR，創(chuàng)建的每個LPR與一個控制器組中的一個控制器相對應； 步驟602、在控制器映射表中記錄創(chuàng)建的LPR與控制器之間的映射關系，且在邏輯
區(qū)域映射表中記錄新增的虛擬巻與創(chuàng)建的LPR之間的映射關系； 步驟603、按照設定選盤策略，從創(chuàng)建的每個LPR對應控制器組中控制器所管理的 物理磁盤中為該LPR分配數(shù)據(jù)塊，并將創(chuàng)建的LPR和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。 采用本實施例的技術方案，可以便捷的擴展虛擬巻。新增的虛擬巻所創(chuàng)建的各LPR 僅對應部分控制器組中的控制器，則可以僅調整部分控制器組中控制器所涉及的映射關 系，無需在所有物理磁盤和所有控制器下進行調整。本實施例的技術方案所實現(xiàn)的磁盤陣 列架構為僅調整部分控制器下的映射關系提供了可能。
實施例五 圖7為本發(fā)明實施例五提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，本實施例可以以上 述各實施例為基礎，包括同時擴展虛擬巻、控制器和物理磁盤的數(shù)量，這也是實際應用中通 常會出現(xiàn)的情況，當需要擴充存儲空間時，會同時增加控制器，掛載新的物理磁盤，并創(chuàng)建 新的虛擬巻。本實施例的方法包括如下步驟 步驟701、在識別到新增的虛擬巻、控制器組和控制器組的控制器所掛載的新增物
理磁盤時，為新增的虛擬巻根據(jù)新增的控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建LPR ; 步驟702、將新增的虛擬巻與LPR之間的映射關系記錄至邏輯區(qū)域映射表中，將創(chuàng)
建的LPR與新增的控制器組中控制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中，每個邏輯區(qū)
域與新增的一個控制器組中的一個控制器相對應； 步驟703、按照設定選盤策略，從創(chuàng)建的每個LPR對應控制器組中控制器所管理的 物理磁盤中為該LPR分配數(shù)據(jù)塊，并將創(chuàng)建的LPR和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊 映射表中。 基于本實施例所提供的技術方案可以僅調整新增控制器、物理磁盤和虛擬巻之間 的映射關系，原有磁盤陣列的映射關系無需調整，實現(xiàn)了從兩控制器向多控制器的平滑過 渡。 實施例六 圖8為本發(fā)明實施例六提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，該方法可以以上述 任意實施例為基礎，具體介紹用戶對基于上述實施例所實現(xiàn)的磁盤陣列進行讀寫訪問的流 程，包括如下步驟 步驟801、當獲取到數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢該數(shù)據(jù)讀寫請求所 指向虛擬地址對應的LPR; 步驟802、在控制器映射表中查詢確定該LPR對應的控制器； 步驟803、在查詢確定的控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢該數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛 擬地址對應的數(shù)據(jù)塊； 步驟804、在數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。 在本發(fā)明實施例中，來自不同控制器的LPR組成了用戶所見虛擬巻，對用戶而言， 所看到的磁盤空間是虛擬巻的虛擬地址，而不區(qū)分控制器和物理磁盤。 當用戶需要訪問磁盤陣列時，訪問路徑如圖9所示，首先基于輸入輸出(10)數(shù)據(jù) 確定所需操作數(shù)據(jù)對應虛擬巻901的哪個位置，即確定虛擬地址；磁盤陣列根據(jù)虛擬地址 在邏輯區(qū)域映射表中查詢確定用戶訪問的位置屬于哪個LPR 902 ;然后查詢MDS中的控制 器映射表確定該LPR 902屬于哪個控制器905 ;由此該數(shù)據(jù)讀寫請求就被傳遞到了被選中 的控制器905的LPR 902，由于LPR 902是通過某種算法將其所屬的物理磁盤904上的數(shù) 據(jù)塊9Q3映射過來的，所以隨后可以通過該算法得知讀寫的數(shù)據(jù)具體在哪個數(shù)據(jù)塊903中。LPR902與數(shù)據(jù)塊903之間的映射算法可以有多種，例如可以采用已有的"CRUSH"算法來實 現(xiàn)。 采用本實施例的技術方案，當控制器和物理磁盤擴展之后，對用戶而言其訪問數(shù)
據(jù)的方式不變，磁盤陣列內部的變化對用戶不可見，因此可以沿襲用戶的操作習慣，更易于
推廣應用。 實施例七 圖10為本發(fā)明實施例七提供的磁盤陣列的實現(xiàn)方法的流程圖，本實施例可以以 上述任意實施例為基礎，所實現(xiàn)的磁盤陣列可體現(xiàn)一個全虛擬化系統(tǒng)，同時可以支持實現(xiàn) 多種增值特性，具體包括如下步驟 步驟1001、當接收到增值特性部署請求時，識別該增值特性部署請求所指定的
LPR ; 步驟1002、在識別到的LPR中根據(jù)增值特性部署請求部署增值特性程序，該增值 特性程序可以包括自動精簡配置程序(ThinProvisioning)、快照程序(Sn即shot)和/或重 復數(shù)據(jù)刪除程序(DDUP)等。 采用本實施例的技術方案，由于各物理磁盤獨立地受控于各自歸屬的LPR以及控 制器，所以可以獨立地對LPR進行增值特性的操作，如圖11所示，可以對其中的三個LPR下 的物理磁盤分別部署自動精簡配置程序、快照和重復數(shù)據(jù)刪除程序，以滿足用戶不同的需 求。 本發(fā)明各實施例的技術方案可以以中低端磁盤陣列搭建高端磁盤陣列，也可以從 高端磁盤陣列收縮到中低端磁盤陣列，使存儲結構具有可伸縮性。實現(xiàn)各控制器和LPR相 互獨立的優(yōu)點在于支持存儲虛擬化設計，不僅可以便捷的進行擴展，還可以分別部署虛擬 化業(yè)務程序或增值特性程序，而且，當出現(xiàn)磁盤故障等問題時，還可以獨立地隔離磁盤故障 域，即某些物理磁盤的故障只會影響到一定的控制器，而不是整個磁盤陣列。該架構支持實 現(xiàn)虛擬化，也就是說可以在該架構下實現(xiàn)存儲虛擬化設計。
實施例八 圖12為本發(fā)明實施例八提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖，包括虛擬巻 創(chuàng)建模塊121、邏輯區(qū)域劃分模塊122、第一映射關系記錄模塊123、第二映射關系記錄模塊 128和選盤模塊124。其中，虛擬巻創(chuàng)建模塊121用于創(chuàng)建虛擬巻，并觸發(fā)邏輯區(qū)域劃分模 塊122 ;邏輯區(qū)域劃分模塊122用于根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量為虛擬巻創(chuàng)建邏輯區(qū)域， 每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，邏輯區(qū)域劃分模塊122還用于觸發(fā) 第一映射關系記錄模塊123、第二映射關系記錄模塊128和選盤模塊124 ;第一映射關系記 錄模塊123用于將虛擬巻與邏輯區(qū)域之間的映射關系記錄至邏輯區(qū)域映射表中；第二映射 關系記錄模塊128用于將邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中；選盤 模塊124用于按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應的控制器組中的控制器所管理的物 理磁盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將邏輯區(qū)域與數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊 映射表中。 在實際應用中，虛擬巻創(chuàng)建模塊121為可選模塊，對于已創(chuàng)建有虛擬巻的磁盤陣
列，可以直接由邏輯區(qū)域劃分模塊122對已有虛擬巻執(zhí)行劃分邏輯區(qū)域的操作。 采用本實施例的技術方案所實現(xiàn)的磁盤陣列架構，通過設置每個LPR對應同一個控制器組中控制器所管理物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊，使得各控制器的LPR可以并行操作，映射 關系變化量少，因此易于完成擴展操作。 在本實施例的基礎上，該裝置還可以進一步包括控制器數(shù)量監(jiān)測模塊125。控制 器數(shù)量監(jiān)測模塊125用于當識別到掛載有物理磁盤的控制器組的數(shù)量變化時，觸發(fā)該邏輯 區(qū)域劃分模塊122。邏輯區(qū)域劃分模塊122根據(jù)當前的控制器組中控制器的數(shù)量為虛擬巻 重新劃分邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應。邏輯區(qū)域劃分 模塊122又觸發(fā)第一映射關系記錄模塊123、第二映射關系記錄模塊128和選盤模塊124， 第一映射關系記錄模塊123在控制器映射表中更新邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系，且 第二映射關系記錄模塊128在邏輯區(qū)域映射表中更新虛擬巻與邏輯區(qū)域之間的映射關系； 選盤模塊124按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應控制器組中控制器所管理的物理磁 盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將邏輯區(qū)域和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射 表中。 在本實施例的基礎上，該裝置還可以進一步包括物理磁盤數(shù)量監(jiān)測模塊126。物 理磁盤數(shù)量監(jiān)測模塊126用于當識別到控制器組所管理的物理磁盤的數(shù)量變化時，針對物 理磁盤數(shù)量變化的控制器組觸發(fā)選盤模塊124，即選盤模塊124按照設定選盤策略，在控制 器組中控制器當前所管理的物理磁盤中為控制器組中的控制器對應的邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù) 塊，并在數(shù)據(jù)塊映射表中更新邏輯區(qū)域和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系。 在本實施例的基礎上，該裝置還可以進一步包括虛擬巻增設模塊127。虛擬巻增 設模塊127用于當識別到新增的虛擬巻時，根據(jù)當前的控制器組中控制器的數(shù)量為新增的 虛擬巻創(chuàng)建邏輯區(qū)域，創(chuàng)建的每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，還用 于針對新增的虛擬巻觸發(fā)第一映射關系記錄模塊123、第二映射關系記錄模塊128和選盤 模塊124。第一映射關系記錄模塊123在控制器映射表中記錄創(chuàng)建的邏輯區(qū)域與控制器之 間的映射關系，且第二映射關系記錄模塊128在邏輯區(qū)域映射表中記錄新增的虛擬巻與創(chuàng) 建的邏輯區(qū)域之間的映射關系；選盤模塊124按照設定選盤策略，從創(chuàng)建的每個邏輯區(qū)域 對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將創(chuàng)建的邏輯區(qū) 域和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
實施例九 圖13為本發(fā)明實施例九提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖，基于本發(fā)明 實施例所提供的磁盤陣列實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫功能時，該裝置還可以包括邏輯區(qū)域查詢模塊 131、控制器查詢模塊132、數(shù)據(jù)塊查詢模塊133和數(shù)據(jù)讀寫模塊134。其中，邏輯區(qū)域查詢 模塊131用于當獲取到數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛 擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域；控制器查詢模塊132用于在控制器映射表中查詢確定 邏輯區(qū)域對應的控制器；數(shù)據(jù)塊查詢模塊133用于在查詢確定的控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中 查詢數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬地址對應的數(shù)據(jù)塊；數(shù)據(jù)讀寫模塊134用于在數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行 數(shù)據(jù)讀寫操作。
實施例十 圖14為本發(fā)明實施例十提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置的結構示意圖，基于本發(fā)明 實施例所提供的磁盤陣列還可以實現(xiàn)增值特性部署，則該裝置還可以包括增值特性接收 模塊141和增值特性部署模塊142。其中，增值特性接收模塊141用于當接收到增值特性部
11署請求時，識別增值特性部署請求所指定的邏輯區(qū)域；增值特性部署模塊142用于在識別 到的邏輯區(qū)域中根據(jù)增值特性部署請求部署增值特性程序，增值特性程序包括自動精簡配 置程序、快照程序和/或重復數(shù)據(jù)刪除程序。 本發(fā)明上述實施例所提供的磁盤陣列的實現(xiàn)裝置可以執(zhí)行本發(fā)明實施例提供的 磁盤陣列的實現(xiàn)方法，使磁盤陣列具有良好的可擴展性和可操作用。
實施例i^一 本發(fā)明實施例十一提供的磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫方法，具體流程可參見圖8所示， 包括如下步驟 當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢數(shù)據(jù)讀寫請求
所指向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域； 在控制器映射表中查詢確定該邏輯區(qū)域對應的控制器； 在查詢確定的該控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬地址對 應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，且每個邏輯區(qū)域 與對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊相對應；
在查詢確定的數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。 本實施例的技術方案可以采用本發(fā)明實施例所實現(xiàn)的磁盤陣列來執(zhí)行，其執(zhí)行過 程與實施例六類似。在本實施例中，來自不同控制器的LPR組成了用戶所見虛擬巻，對用戶 而言，所看到的磁盤空間是虛擬巻的虛擬地址，而不區(qū)分控制器和物理磁盤。采用本實施例 的技術方案，當控制器和物理磁盤擴展之后，對用戶而言其訪問數(shù)據(jù)的方式不變，磁盤陣列 內部的變化對用戶不可見，因此可以沿襲用戶的操作習慣，更易于推廣應用。
實施例十二 本發(fā)明實施例十二提供磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫裝置，其結構可參見圖13所示，為獨 立于磁盤陣列實現(xiàn)裝置的功能結構，該數(shù)據(jù)讀寫裝置包括邏輯區(qū)域查詢模塊131、控制器 查詢模塊132、數(shù)據(jù)塊查詢模塊133和數(shù)據(jù)讀寫模塊134。其中，邏輯區(qū)域查詢模塊131用 于當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢該數(shù)據(jù)讀寫請求所指 向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域；控制器查詢模塊132用于在控制器映射表中查詢 確定該邏輯區(qū)域對應的控制器；數(shù)據(jù)塊查詢模塊133用于在查詢確定的控制器的數(shù)據(jù)塊映 射表中查詢該數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬地址對應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控 制器組中的一個控制器相對應，且每個邏輯區(qū)域與對應控制器組中控制器所管理的物理磁 盤中的數(shù)據(jù)塊相對應；數(shù)據(jù)讀寫模塊134用于在查詢確定的數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。
本實施例的技術方案可以執(zhí)行上述磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫方法，其執(zhí)行過程與實施 例六類似。采用本實施例的技術方案，當控制器和物理磁盤擴展之后，對用戶而言其訪問數(shù) 據(jù)的方式不變，磁盤陣列內部的變化對用戶不可見，因此可以沿襲用戶的操作習慣，更易于 推廣應用。 本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序 在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、 RAM、磁碟或者 光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精 神和范圍。
權利要求
一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應；將所述邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中；按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應的控制器組中的控制器所管理的物理磁盤中為所述邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將所述邏輯區(qū)域與所述數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當識別到掛載有物理磁盤的控制器組的數(shù)量變化時，根據(jù)當前的控制器組中控制器的 數(shù)量重新劃分邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應； 在邏輯區(qū)域映射表中更新虛擬巻與邏輯區(qū)域之間的映射關系；按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中為該 邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將邏輯區(qū)域和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當識別到控制器組所管理的物理磁盤的數(shù)量變化時，按照設定選盤策略，在所述控制 器組中控制器當前所管理的物理磁盤中為所述控制器組中的控制器對應的邏輯區(qū)域分配 數(shù)據(jù)塊，并在數(shù)據(jù)塊映射表中更新邏輯區(qū)域和數(shù)據(jù)塊之間的映射關系。
4. 根據(jù)權利要求1 3任一所述的方法，其特征在于，還包括 當接收到增值特性部署請求時，識別所述增值特性部署請求所指定的邏輯區(qū)域； 在識別到的所述邏輯區(qū)域中根據(jù)增值特性部署請求部署增值特性程序，所述增值特性程序包括自動精簡配置程序、快照程序和/或重復數(shù)據(jù)刪除程序。
5. —種磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫方法，其特征在于，包括當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫請求 所指向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域；在控制器映射表中查詢確定所述邏輯區(qū)域對應的控制器；在查詢確定的所述控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬地址 對應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應，且每個邏輯區(qū) 域與對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊相對應；在查詢確定的所述數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。
6. —種磁盤陣列的實現(xiàn)裝置，其特征在于，包括邏輯區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域 與一個控制器組中的一個控制器相對應，還用于觸發(fā)第二映射關系記錄模塊和選盤模塊；所述第二映射關系記錄模塊，用于將所述邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄至控 制器映射表中；所述選盤模塊，用于按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應的控制器組中的控制器 所管理的物理磁盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將所述邏輯區(qū)域與所述數(shù)據(jù)塊之間的映 射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。
7. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括控制器數(shù)量監(jiān)測模塊，用于當識別到掛載有物理磁盤的控制器組的數(shù)量變化時，觸發(fā)所述邏輯區(qū)域劃分模塊。
8. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括物理磁盤數(shù)量監(jiān)測模塊，用于當識別到控制器組所管理的物理磁盤的數(shù)量變化時，針 對物理磁盤數(shù)量變化的控制器組觸發(fā)所述選盤模塊。
9. 根據(jù)權利要求6 8任一所述的裝置，其特征在于，還包括增值特性接收模塊，用于當接收到增值特性部署請求時，識別所述增值特性部署請求所指定的邏輯區(qū)域；增值特性部署模塊，用于在識別到的所述邏輯區(qū)域中根據(jù)增值特性部署請求部署增值 特性程序，所述增值特性程序包括自動精簡配置程序、快照程序和/或重復數(shù)據(jù)刪除程序。
10. —種磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫裝置，其特征在于，包括邏輯區(qū)域查詢模塊，用于當接收到對磁盤陣列的數(shù)據(jù)讀寫請求時，在邏輯區(qū)域映射表 中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫請求所指向虛擬巻中的虛擬地址對應的邏輯區(qū)域；控制器查詢模塊，用于在控制器映射表中查詢確定所述邏輯區(qū)域對應的控制器；數(shù)據(jù)塊查詢模塊，用于在查詢確定的所述控制器的數(shù)據(jù)塊映射表中查詢所述數(shù)據(jù)讀寫 請求所指向虛擬地址對應的數(shù)據(jù)塊，其中，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器 相對應，且每個邏輯區(qū)域與對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊相對應；數(shù)據(jù)讀寫模塊，用于在查詢確定的所述數(shù)據(jù)塊中執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種磁盤陣列的實現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)讀寫方法及裝置。該方法包括根據(jù)控制器組中控制器的數(shù)量創(chuàng)建邏輯區(qū)域，每個邏輯區(qū)域與一個控制器組中的一個控制器相對應；將邏輯區(qū)域與控制器之間的映射關系記錄至控制器映射表中；按照設定選盤策略，從每個邏輯區(qū)域對應控制器組中控制器所管理的物理磁盤中為該邏輯區(qū)域分配數(shù)據(jù)塊，并將邏輯區(qū)域與數(shù)據(jù)塊之間的映射關系記錄至數(shù)據(jù)塊映射表中。本發(fā)明實施例通過設置每個邏輯區(qū)域對應同一個控制器組中控制器所管理物理磁盤中的數(shù)據(jù)塊，使得各控制器的邏輯區(qū)域可以并行操作，映射關系變化量少，因此易于完成擴展操作。
文檔編號G06F3/06GK101751228SQ200910243998
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者羅姣林 申請人:成都市華為賽門鐵克科技有限公司