CN101482800A - 独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统，其中该独立磁盘冗余阵列的等级转换方法用以在线转换独立磁盘冗余阵列的等级。首先，指定转换所需信息，接着以降级模式建立目的独立磁盘冗余阵列，并在目的独立磁盘冗余阵列上建立文件系统，然后将来源磁盘装置的文件系统设定为只读，并将来源磁盘装置中的数据复制到目的独立磁盘冗余阵列，完成数据复制后，以目的独立磁盘冗余阵列取代来源磁盘装置，最后，停止来源磁盘装置的运作，并将来源磁盘装置加入目的独立磁盘冗余阵列中，由此完成独立磁盘冗余阵列的等级转换。
Description
技术领域
本发明涉及一种独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of IndependentDisks，RAID)的等级(Level)转换方法及系统，特别涉及一种当先前建立的独立磁盘冗余阵列的等级或容量不符所需时，可以在线(On-Line)转换成其它独立磁盘冗余阵列等级及新增磁盘的独立磁盘冗余阵列的等级方法及系统。
背景技术
独立磁盘冗余阵列是由多台物理磁盘驱动器或磁盘分割区(DiskPartition)及一个独立磁盘冗余阵列的控制器所组成的逻辑磁盘驱动器，并将相同数据分别存储在多台磁盘驱动器中的不同数据段(Data Block)内，以提升数据同时读取效能及数据容错率(Fault Tolerant)，独立磁盘冗余阵列有数种等级或称组态，包括RAID Level 0(RAID-0)、1(RAID-1)、5(RAID-5)、6(RAID-6)等等。
若先前建立的独立磁盘冗余阵列的等级或容量不符所需时，使用者必须将先前独立磁盘冗余阵列移除后重新建立新的独立磁盘冗余阵列；此动作需要另外备份先前已存放在独立磁盘冗余阵列的数据，并于新的独立磁盘冗余阵列建立完成后，再将备份数据回存。不但需花费额外的存放空间与时间，在此过程中，必须先停止所有数据存取服务。
发明内容
因此，本发明的范畴在于提供一种独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统，可以在线转换独立磁盘冗余阵列等级及新增磁盘驱动器，不需停止数据存取服务，也不需花费额外的存放空间，以解决上述问题。本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统，其是在使用者先前已建立的独立磁盘冗余阵列的等级或容量不符所需时，可以在线转换为其它独立磁盘冗余阵列等级，并同时保留原有数据，进而达到独立磁盘冗余阵列的存储容量扩充、等级提升以增加数据的容错率。
本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换方法，首先指定一来源磁盘装置、一新增磁盘及一目的独立磁盘冗余阵列的等级；接着，依据新增磁盘的容量及目的独立磁盘冗余阵列的等级可以先计算出目的独立磁盘冗余阵列的容量，判断目的独立磁盘冗余阵列的容量是否小于来源磁盘装置的容量，若是，中止转换，目的独立磁盘冗余阵列的容量不足来源磁盘装置的容量做转换使用；接着，若来源磁盘装置为一独立磁盘冗余阵列，则移除该独立磁盘冗余阵列中的至少一磁盘，并且使该独立磁盘冗余阵列以降级模式运作；接着，以降级模式建立目的独立磁盘冗余阵列，并且在目的独立磁盘冗余阵列上建立一文件系统；将来源磁盘装置的一文件系统设定为只读，并且将来源磁盘装置中的数据复制到目的独立磁盘冗余阵列中；接着，以目的独立磁盘冗余阵列取代来源磁盘装置，继续提供数据的存取服务；最后，停止来源磁盘装置的运作，并且将来源磁盘装置加入到目的独立磁盘冗余阵列中，由此完成独立磁盘冗余阵列的等级转换。
本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换系统包含一转换信息指定单元、一等级转换工作指定单元、一磁盘装置管理单元以及一文件系统管理单元。转换信息指定单元，用以指定一来源磁盘装置、一新增磁盘及一目的独立磁盘冗余阵列的等级的一转换信息；等级转换工作指定单元，接收转换信息指定单元所传送的转换信息，并将独立磁盘冗余阵列等级转换系统过程中的多个转换步骤指定给对应的单元处理；磁盘装置管理单元，与转换工作指定单元相链接，用以移除来源磁盘装置中的一磁盘，及增加一磁盘到目的独立磁盘冗余阵列中；文件系统管理单元，与转换工作指定单元相链接，用以在目的独立磁盘冗余阵列上建立文件系统、设定文件系统为只读，及将来源磁盘装置的数据复制到目的独立磁盘冗余阵列中。
此外，本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换系统还包含有一信息管理程序以及一例外管理程序。信息管理单元，用以接收等级转换工作指定单元所传送的一系统进度信息及一系统状态信息，并存储至一系统信息记录文件；例外处理单元，用以读取信息记录文件中的系统状态信息，并进行独立磁盘冗余阵列等级转换系统的转换工作中止及例外处理。
关于本发明的优点与精神可以通过以下所举的实施例并配合所附附图可以得到进一步的了解。
附图说明
图1为本发明实施例的独立磁盘冗余阵列等级转换方法的流程图。
图2为本发明实施例的独立磁盘冗余阵列等级转换系统的示意图。
其中，附图标记说明如下：
S110～S122：流程步骤
20：独立磁盘冗余阵列等级转换系统
210：转换信息指定单元
212：等级转换工作指定单元
214：磁盘装置管理单元
216：文件系统管理单元
218：系统信息管理单元
220：系统信息记录文件
222：例外处理单元
224：来源磁盘装置
226：新增磁盘
具体实施方式
请参阅图1，图1绘示本发明实施例的独立冗余阵列等级转换方法的流程图，其包含下列步骤：
首先，于步骤S110，指定独立磁盘冗余阵列转换方法所需要的来源磁盘装置、新增磁盘及目的独立磁盘冗余阵列的等级的转换信息。
之后，执行步骤S112，确认所指定的来源磁盘装置状态，并且依据新增磁盘的容量及目的独立磁盘冗余阵列的等级，判断等级转换后目的独立磁盘冗余阵列的容量是否足小于来源磁盘装置的容量，若是，目的独立磁盘冗余阵列的容量小于来源磁盘装置的容量，而不足够来源磁盘装置做转换使用，则执行步骤S111；若否，则执行步骤S114。
于步骤S111，依据新增磁盘的容量及目的独立磁盘冗余阵列的等级，因为目的独立磁盘冗余阵列的容量小于来源磁盘装置的容量，使得转换后目的独立磁盘冗余阵列的容量不足以存放来源磁盘装置的数据，故中止转换。
于步骤S114，若来源磁盘装置是为一独立磁盘冗余阵列，则先移除该独立磁盘冗余阵列中的至少一磁盘或一磁盘分割区，使得该独立磁盘冗余阵列以最少需求的磁盘或磁盘分割区的降级模式(Degraded Mode)运作。
之后，执行步骤S116，以最少需求的磁盘或磁盘分割区的降级模式(Degraded Mode)运作来建立目的独立磁盘冗余阵列，并在目的独立磁盘冗余阵列上建立文件系统；接着，执行步骤S118，将来源磁盘装置上的文件系统设定为只读(Read-Only)，并且把来源磁盘装置中的所有数据复制到目的独立磁盘冗余阵列中；接着，执行步骤S120，以目的独立磁盘冗余阵列取代来源磁盘装置，继续提供数据的存取服务；最后，执行步骤S122，停止来源磁盘装置的运作，并且将来源磁盘装置加入到目的独立磁盘冗余阵列中，以完成独立磁盘冗余阵列转换的转换工作。
图2绘示本发明实施例的独立冗余阵列等级转换系统的示意图，首先，使用者通过转换信息指定单元210来指定一来源磁盘装置224、一新增磁盘226及目的独立磁盘冗余阵列的等级的一转换信息。
接着，等级转换工作指定单元212接收到转换信息指定单元210所传送的转换信息后，会先呼叫磁盘存储装置管理单元214来确认所指定的来源磁盘装置224的状态，并依据新增磁盘226的容量及目的独立磁盘冗余阵列的等级，判断目的独立磁盘冗余阵列的容量是否小于来源磁盘装置224的容量，若新增磁盘219容量不足做转换，亦即目的独立磁盘冗余阵列的容量不足以供来源磁盘装置224的容量做使用，则呼叫信息管理单元218记录目前的系统状态信息，并存储至信息记录文件220；接着，等级转换工作指定单元212会呼叫例外处理单元222，例外处理单元213会读取信息记录文件220中的系统状态信息，以进行独立磁盘冗余阵列等级转换工作的中止及例外处理。
若目的独立磁盘冗余阵列的容量足以供来源磁盘装置224的容量使用，则等级转换工作指定单元212会呼叫磁盘装置管理单元214来确认来源磁盘装置224是否为一独立磁盘冗余阵列，若来源磁盘装置224为一独立磁盘冗余阵列，则磁盘装置管理单元214会先移除该独立磁盘冗余阵列中至少一磁盘或一磁盘分割区，使得该独立磁盘冗余阵列以最少需求的磁盘或磁盘分割区的降级模式运作；接着，磁盘装置管理单元214再以最少需求的磁盘或磁盘分割区的降级模式运作来建立目的独立磁盘冗余阵列。
之后，等级转换工作指定单元212呼叫文件系统管理单元216，文件系统管理单元216会在目的独立磁盘冗余阵列上建立文件系统，并且将来源磁盘装置224中的文件系统设定为只读，然后再将来源磁盘装置224中的数据全部复制到目的独立磁盘冗余阵列中；文件数据复制完成后，等级转换工作指定单元212会呼叫磁盘装置管理单元214，将目的独立磁盘冗余阵列取代来源磁盘装置224，以继续提供数据的存取服务；最后，磁盘装置管理单元214会停止来源磁盘装置224的运作，并将来源磁盘装置224中的多个磁盘装置(磁盘或磁盘分割区)一一加入至目的独立磁盘冗余阵列中。
本发明所述的独立磁盘冗余阵列的等级转换方法和系统，其中来源磁盘装置可为一独立磁盘冗余阵列、一物理磁盘驱动器或一磁盘分割区，而新增磁盘可为一物理磁盘驱动器或一磁盘分割区。若来源磁盘装置为一独立磁盘冗余阵列，则本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统，可以将来源磁盘装置的RAID-1的独立磁盘冗余阵列，转换为一RAID5、RAID-6或RAID-10的独立磁盘冗余阵列；来源磁盘装置的RAID-5的独立磁盘冗余阵列，可转换为一RAID-6或RAID-10的独立磁盘冗余阵列；来源磁盘装置的RAID-6的独立磁盘冗余阵列，可转换为一RAID-10的独立磁盘冗余阵列。
若来源磁盘装置为一物理磁盘驱动器或一磁盘分割区，则本发明的独立磁盘冗余阵列的等级转换方法及系统，可以将来源磁盘装置转换成一RAID-1、RAID-5、RAID-6或RAID-10的独立磁盘冗余阵列。
相较于已知独立磁盘冗余阵列的等级转换方法，本发明不需要通过额外的存储空间来暂存数据，并且不需要停止原有磁盘上的存取服务，即可以达到在线转换独立磁盘冗余阵列的等级，进而达到独立磁盘冗余阵列的存储容量扩充、等级提升以增加数据的容错率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (18)
1.一种独立磁盘冗余阵列的等级转换方法，用以在线转换一独立磁盘冗余阵列的等级及新增一磁盘，包含下列步骤：
(a)指定一来源磁盘装置、一新增磁盘及一目的独立磁盘冗余阵列的等级；
(b)判断该目的独立磁盘冗余阵列的容量是否小于该来源磁盘装置的容量，若是，则中止转换，若否，则执行步骤(c)；
(c)若该来源磁盘装置为一独立磁盘冗余阵列，则移除该独立磁盘冗余阵列中的至少一磁盘，并且使该独立磁盘冗余阵列以降级模式运作；
(d)以降级模式建立该目的独立磁盘冗余阵列，并且在该目的独立磁盘冗余阵列上建立一文件系统；
(e)将该来源磁盘装置的一文件系统设定为只读，并且将该来源磁盘装置中的数据复制到该目的独立磁盘冗余阵列中；
(f)以该目的独立磁盘冗余阵列取代该来源磁盘装置，继续提供数据的存取服务；及
(g)停止该来源磁盘装置的运作，并且将该来源磁盘装置加入该目的独立磁盘冗余阵列中。
2.如权利要求1所述的等级转换方法，其中该来源磁盘装置为一独立磁盘冗余阵列。
3.如权利要求1所述的等级转换方法，其中该来源磁盘装置为一物理磁盘驱动器。
4.如权利要求1所述的等级转换方法，其中该新增磁盘为一物理磁盘驱动器或一磁盘分割区。
5.如权利要求2所述的等级转换方法，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-1，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-5、RAID-6或RAID-10。
6.如权利要求2所述的等级转换方法，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-5，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-6或RAID-10。
7.如权利要求2所述的等级转换方法，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-6，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-10。
8.如权利要求3所述的等级转换方法，其中该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-1、RAID-5、RAID-6或RAID-10。
9.一种独立磁盘冗余阵列的等级转换系统，用以在线转换一独立磁盘冗余阵列的等级及新增一磁盘，包含：
一转换信息指定单元，用以指定一来源磁盘装置、一新增磁盘及一目的独立磁盘冗余阵列的等级的一转换信息；
一等级转换工作指定单元，接收该转换信息指定单元所传送的该转换信息，并将该等级转换系统过程中的多个转换步骤指定给对应的单元处理；
一磁盘装置管理单元，与该转换工作指定单元相链接，用以确认该来源磁盘装置的状态、移除该来源磁盘装置中的一磁盘，及增加一磁盘到该目的独立磁盘冗余阵列中；及
一文件系统管理单元，与该转换工作指定单元相链接，用以在该目的独立磁盘冗余阵列上建立文件系统、设定文件系统为只读，及将该来源磁盘装置的数据复制到该目的独立磁盘冗余阵列中。
10.如权利要求9所述的等级转换系统，还包含：
一信息管理单元，用以接收该等级转换工作指定单元所传送的一系统进度信息及一系统状态信息，并存储至一系统信息记录文件。
11.如权利要求10所述的等级转换系统，还包含：
一例外处理单元，用以读取该信息记录文件中的该系统状态信息，并进行该等级转换系统的转换中止及例外处理。
12.如权利要求9所述的等级转换系统，其中该来源磁盘装置为一独立磁盘冗余阵列。
13.如权利要求9所述的等级转换系统，其中该来源磁盘装置为一物理磁盘驱动器。
14.如权利要求9所述的等级转换系统，其中该新增磁盘为一物理磁盘驱动器或一磁盘分割区。
15.如权利要求12所述的等级转换系统，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-1，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-5、RAID-6或RAID-10。
16.如权利要求12所述的等级转换系统，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-5，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-6或RAID-10。
17.如权利要求12所述的等级转换系统，其中该独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-6，且该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-10。
18.如权利要求13所述的等级转换系统，其中该目的独立磁盘冗余阵列的等级为RAID-1、RAID-5、RAID-6或RAID-10。
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