本發(fā)明主要涉及到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，更確切的說(shuō)，涉及到了在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相關(guān)領(lǐng)域的配置raid的方法以及優(yōu)化raid的存儲(chǔ)裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、存儲(chǔ)業(yè)界對(duì)固態(tài)硬盤(pán)的raid陣列技術(shù)主要有以下類(lèi)別。固態(tài)硬盤(pán)和機(jī)械硬盤(pán)組合搭建的混合式raid陣列可實(shí)現(xiàn)兩者特性的互補(bǔ)。隨著固態(tài)硬盤(pán)的性價(jià)比不斷提高則推出了固態(tài)硬盤(pán)與固態(tài)硬盤(pán)組合形成的raid陣列或者固態(tài)硬盤(pán)的閃存芯片與芯片組合形成的純固態(tài)硬盤(pán)raid陣列的技術(shù)路線。目前固態(tài)硬盤(pán)價(jià)格高于機(jī)械硬盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)與機(jī)械硬盤(pán)的混合式raid陣列與僅僅只是使用單一固態(tài)硬盤(pán)raid陣列相比，在價(jià)格控制方面有成本優(yōu)勢(shì)及在存儲(chǔ)介質(zhì)方面有多樣化的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。在性能與可靠方面，多個(gè)基于固態(tài)硬盤(pán)媒介構(gòu)成的raid陣列要優(yōu)于固態(tài)硬盤(pán)與機(jī)械硬盤(pán)構(gòu)成的混合式陣列，目前業(yè)界固態(tài)硬盤(pán)廠商多采用固態(tài)硬盤(pán)內(nèi)的芯片級(jí)raid陣列來(lái)進(jìn)一步提升性能和降功耗。

2、存儲(chǔ)業(yè)界也還發(fā)展出了基于嵌入式方案raid陣列技術(shù)的iraid，這類(lèi)結(jié)構(gòu)的初步研究結(jié)果表明了所謂raid系統(tǒng)不應(yīng)只是一群獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，亦可能只有一個(gè)單一的高密度磁盤(pán)之結(jié)構(gòu)。這將使存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤(pán)陣列，如云存儲(chǔ)系統(tǒng)，在性能、功率消耗和體積方面有更大改善，成本進(jìn)一步降低，同時(shí)系統(tǒng)級(jí)也更容易維護(hù)。嵌入式raid技術(shù)已經(jīng)逐步成為固態(tài)硬盤(pán)相關(guān)的raid陣列技術(shù)的主要的研究方向之一。

3、評(píng)估固態(tài)硬盤(pán)raid的可靠性方面的研究比較少，尤其是raid配置策略例如單次寫(xiě)分配需要眾多的物理塊的支撐、也即每次應(yīng)預(yù)留的物理塊數(shù)量極大，導(dǎo)致彈性存儲(chǔ)區(qū)的空間大幅收縮，這在iraid尤為突出，性能檢測(cè)表象是有效存儲(chǔ)空間縮減。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)涉及一種配置raid的方法，其特征在于，包括：

2、將待保護(hù)處理的連續(xù)數(shù)據(jù)分割成大小相同的數(shù)據(jù)塊，由分割而來(lái)的一系列數(shù)據(jù)塊分別寫(xiě)入至組建raid的存儲(chǔ)器(例如存儲(chǔ)器為ssd存儲(chǔ)器)的不同物理塊；

3、屬同一帶單位的諸多數(shù)據(jù)塊分配到存儲(chǔ)器內(nèi)每個(gè)存儲(chǔ)顆粒的不同物理塊，用于保存帶單位的每個(gè)物理塊的任一頁(yè)只存放唯一一個(gè)帶單位的一個(gè)數(shù)據(jù)塊；

4、其中，不同的帶單位各自的一部分?jǐn)?shù)據(jù)塊先配置到存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊且在前一物理塊的各個(gè)頁(yè)寫(xiě)滿數(shù)據(jù)之后、該些不同的帶單位各自的余下其他數(shù)據(jù)塊再配置到存儲(chǔ)顆粒的與前一物理塊相鄰的后一物理塊；

5、利用一個(gè)存儲(chǔ)顆粒的預(yù)留的物理塊存放不同的帶單位各自的校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

6、上述的方法，基于單一存儲(chǔ)器的單一存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid；或者是作為替代方案，基于單一存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid或基于多個(gè)存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid。

7、上述的方法，屬于同一帶單位、且在不同存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊上的諸多數(shù)據(jù)塊被配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊的排序相同的頁(yè)；以及，屬于同一帶單位且在不同存儲(chǔ)顆粒的后一物理塊上的諸多數(shù)據(jù)塊被配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的排序相同的頁(yè)。

8、上述的方法，其中，任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊之任一序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊、與該任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊之相同序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊，它們?cè)趯?xiě)入存儲(chǔ)器的階段被設(shè)置成屬于連續(xù)的數(shù)據(jù)。

9、上述的方法，任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊、與所述任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊，它們寫(xiě)入存儲(chǔ)器的寫(xiě)入操作與其他相異帶單位的寫(xiě)入操作以交錯(cuò)的形式執(zhí)行。

10、上述的方法，其中，任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署之后，對(duì)(或不對(duì))前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作；以及任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊及前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

11、上述的方法，其中，任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署之后，對(duì)前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，并將得到的校驗(yàn)碼存入暫存緩沖器；任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊以及所述校驗(yàn)碼執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，從而得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

12、上述的方法，任一帶單位在部署其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊時(shí)，在從不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊過(guò)渡到不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的階段，保持不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊和后一物理塊不被該任一帶單位同時(shí)占用(如寫(xiě)入不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊的階段會(huì)給它們的后一物理塊留白)，為此階段發(fā)生故障的物理塊提供轉(zhuǎn)儲(chǔ)空間。

13、本技術(shù)還涉及一種優(yōu)化raid的存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括：

14、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器，用于組建raid；

15、待保護(hù)處理的連續(xù)數(shù)據(jù)被分割成大小相同的數(shù)據(jù)塊，由分割而來(lái)的一系列數(shù)據(jù)塊分別寫(xiě)入至存儲(chǔ)器(例如存儲(chǔ)器為ssd存儲(chǔ)器)的不同物理塊；

16、屬同一帶單位的諸多數(shù)據(jù)塊分配到存儲(chǔ)器內(nèi)每個(gè)存儲(chǔ)顆粒的不同物理塊，用于保存帶單位的每個(gè)物理塊的任一頁(yè)只存放唯一一個(gè)帶單位的一個(gè)數(shù)據(jù)塊；

17、其中，不同的帶單位各自的一部分?jǐn)?shù)據(jù)塊先配置到存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊且在前一物理塊的各個(gè)頁(yè)寫(xiě)滿數(shù)據(jù)之后、該些不同的帶單位各自的余下其他數(shù)據(jù)塊再配置到存儲(chǔ)顆粒的與前一物理塊相鄰的后一物理塊；

18、存儲(chǔ)器中至少空置一個(gè)存儲(chǔ)顆粒的預(yù)留的物理塊，該預(yù)留的物理塊用于存放不同的帶單位各自的用于實(shí)現(xiàn)raid校驗(yàn)(如crc/hamming等)的校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

19、上述的存儲(chǔ)裝置，基于單一存儲(chǔ)器的單一存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊組建raid；或者是基于單一存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid；或者是基于多個(gè)存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid。

20、上述的存儲(chǔ)裝置，屬于同一帶單位(stripe-unit)、且在不同存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊上的諸多數(shù)據(jù)塊配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自前一物理塊(block_l)的排序相同的頁(yè)；以及屬于同一帶單位、且在不同存儲(chǔ)顆粒的后一物理塊(block_l+1)上的諸多數(shù)據(jù)塊配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的排序相同的頁(yè)。

21、上述的存儲(chǔ)裝置，任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊之任一序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊、與該任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊之相同序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊，它們寫(xiě)入存儲(chǔ)器的階段設(shè)置成屬于連續(xù)的數(shù)據(jù)(continuous?data)。

22、上述的存儲(chǔ)裝置，其中任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊、與該任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊，它們寫(xiě)入存儲(chǔ)器的寫(xiě)入操作與其他相異帶單位的寫(xiě)入操作以交錯(cuò)的形式執(zhí)行(如該任一帶單位的部分?jǐn)?shù)據(jù)塊先寫(xiě)至前一物理塊、隨后其他帶單位的部分?jǐn)?shù)據(jù)塊亦寫(xiě)至前一物理塊，之后任一帶單位的其它部分?jǐn)?shù)據(jù)塊寫(xiě)至后一物理塊，不同帶單位的寫(xiě)入操作產(chǎn)生了交錯(cuò))。

23、上述的存儲(chǔ)裝置，任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署之后，對(duì)(或不對(duì))前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作；任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊及前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作(數(shù)據(jù)合并之單次校驗(yàn))，得到校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

24、上述的存儲(chǔ)裝置，任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署之后，對(duì)前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，并將得到的校驗(yàn)碼存入暫存緩沖器；任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊完成部署后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊以及所述的校驗(yàn)碼執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作(多次校驗(yàn)并且數(shù)據(jù)可執(zhí)行混合校驗(yàn)例如校驗(yàn)碼和數(shù)據(jù)混合)，從而得到了所述校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

25、上述的存儲(chǔ)裝置，其中，任一帶單位在部署其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊時(shí)，在從不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊過(guò)渡到不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的階段(或者從不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊延續(xù)/延展到不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的階段)，保持不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊和后一物理塊不被該任一帶單位同時(shí)占用，從而為此階段發(fā)生故障的物理塊提供轉(zhuǎn)儲(chǔ)空間。

26、本技術(shù)涉及到一種優(yōu)化raid的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

27、配置給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器，用于組建raid；

28、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收待保護(hù)處理的連續(xù)數(shù)據(jù)，連續(xù)數(shù)據(jù)被分割成大小相同的數(shù)據(jù)塊并將分割而來(lái)的一系列數(shù)據(jù)塊分別寫(xiě)入至存儲(chǔ)器(例如ssd)的不同物理塊；

29、屬同一帶單位的諸多數(shù)據(jù)塊分配到存儲(chǔ)器內(nèi)每個(gè)存儲(chǔ)顆粒的不同物理塊，用于保存帶單位的每個(gè)物理塊的任一頁(yè)只存放唯一一個(gè)帶單位的一個(gè)數(shù)據(jù)塊；

30、其中，不同的帶單位各自的一部分?jǐn)?shù)據(jù)塊先配置到存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊且在前一物理塊的各個(gè)頁(yè)寫(xiě)滿數(shù)據(jù)之后、該些不同的帶單位各自的余下其他數(shù)據(jù)塊再配置到存儲(chǔ)顆粒的與前一物理塊相鄰的后一物理塊；

31、存儲(chǔ)器中至少空置一個(gè)存儲(chǔ)顆粒的預(yù)留的物理塊，用于存放不同的帶單位各自的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)的連續(xù)數(shù)據(jù)實(shí)施錯(cuò)誤檢測(cè)以及修復(fù)。

32、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)處組建raid：可基于單一存儲(chǔ)器的單一存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid；或者是，也可基于單一存儲(chǔ)器或多個(gè)存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)顆粒的諸多物理塊來(lái)組建raid。

33、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的分配方式：屬于同一帶單位、并且在不同存儲(chǔ)顆粒的前一物理塊上的諸多數(shù)據(jù)塊配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊的排序相同的頁(yè)；以及，屬于同一帶單位、并且在不同存儲(chǔ)顆粒的后一物理塊上的諸多數(shù)據(jù)塊配置成：它們寫(xiě)入在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的排序相同的頁(yè)。

34、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的分配方式：任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊之任一序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊(前段數(shù)據(jù)塊)、與該任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊之相同序號(hào)的頁(yè)上的數(shù)據(jù)塊(后段數(shù)據(jù)塊)，它們?cè)趯?xiě)入存儲(chǔ)器的階段被設(shè)置成屬于連續(xù)的數(shù)據(jù)。

35、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的分配方式：任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(前段數(shù)據(jù)塊)、與該任一帶單位部署在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(后段數(shù)據(jù)塊)，它們寫(xiě)入存儲(chǔ)器的寫(xiě)入操作與其他相異帶單位的寫(xiě)入操作以交錯(cuò)的形式執(zhí)行。

36、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的校驗(yàn)方式：任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(前段數(shù)據(jù)塊)完成部署之后，對(duì)/或不對(duì)前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作(前段數(shù)據(jù)塊之校驗(yàn))；任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(后段數(shù)據(jù)塊)完成部署之后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊及前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，得到所述校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

37、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的校驗(yàn)方式：任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(前段數(shù)據(jù)塊)完成部署之后，對(duì)前一物理塊上的數(shù)據(jù)塊執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作(前段數(shù)據(jù)塊之校驗(yàn))，將得到的校驗(yàn)碼存入緩沖器；任一帶單位在不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊(后段數(shù)據(jù)塊)完成部署之后，對(duì)后一物理塊上的數(shù)據(jù)塊以及所述校驗(yàn)碼執(zhí)行預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)操作，從而得到所述校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

38、上述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)施帶單位的分配方式：任一帶單位在部署其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊時(shí)，其中，在從不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊過(guò)渡或延續(xù)/延續(xù)到不同存儲(chǔ)顆粒各自的后一物理塊的階段，保持不同存儲(chǔ)顆粒各自的前一物理塊和后一物理塊不被該任一帶單位同時(shí)占用，以便為此階段發(fā)生故障的物理塊提供轉(zhuǎn)儲(chǔ)空間。

39、根據(jù)raid之本意，磁盤(pán)陣列由多塊獨(dú)立的磁盤(pán)，組合成一個(gè)容量巨大的磁盤(pán)組并利用個(gè)體磁盤(pán)提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的加成效果來(lái)提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)效能，但是值得注意的是對(duì)磁盤(pán)陣列的操作階段有概率會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的潛在可能。尤其是raid配置策略例如單次寫(xiě)分配需要眾多的物理塊的支撐、即每次應(yīng)預(yù)留的物理塊數(shù)量極大，使得彈性存儲(chǔ)區(qū)的空間大幅收縮，這期間若產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，因有效存儲(chǔ)空間縮減而導(dǎo)致轉(zhuǎn)儲(chǔ)失敗。本文前述的范例的首要任務(wù)是保證了raid的大容量磁盤(pán)組具備高速、安全的數(shù)據(jù)特征，以及具備冗余的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特性。更重要的目標(biāo)是，為raid磁盤(pán)陣列的操作階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等故障情況提供了解決方案，使raid實(shí)施的配置例如單次寫(xiě)分配等不再需要眾多的物理塊的支撐、即大幅削減每次應(yīng)預(yù)留的物理塊，等效于釋放可用空白物理塊來(lái)作為數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等故障數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)空間，以應(yīng)對(duì)raid期間的潛在故障。