CN102520880A - 一种系统raid管理模块设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统raid管理模块设计方法，系统raid管理模拥有自己得运行程序，且程序直接烧入系统raid管理模的内存，对于系统raid管理模最主要的是何时进行镜像拷贝；由于系统raid的管理模块会影响到整个系统的运行安全，所以系统raid管理模块的操作必须是系统的管理人员，必须要进行密码认证，密码的认证是在刚对系统raid管理模进行操作的时候进行；软件需要实现的功能有如下几个步骤：a、密码认证；b、功能的选择：包括raid重建，查看重建进度，故障盘断电，换新盘后恢复断电，开始创建系统raid时的raid条带大小选择，raid类型选择，对成员盘和热备盘选择；c、完成后安全退出系统。

Description

一种系统raid管理模块设计方法

技术领域

本发明涉及一种计算机应用技术领域, 具体地说是一种系统raid管理模块设计方法。

本发明涉及计算机系统、存储等技术领域，具体涉及对于大型的计算机系统的操作系统在存放raid系统上，也就是说使用raid作为系统盘。对于使用raid做系统盘的情况下，为了管理更加的方便，可以设计一个用于管理raid系统盘专用模块，本专利说明书主要讲述该模块的软硬件设计的方法。

背景技术

现在的大型计算机系统（各种服务器，网络存储设备，超级计算机系统）大部分都是处于各种应用的核心，它们的安全运行关系到网络，计算等应用的顺利进行。特别是现在云计算应用已经开始渗透到各行各业的时候，提高大型设备的安全运行，显得尤为重要。

计算机系统的安全运行，包括硬件系统和软件系统（特别是操作系统）的安全运行，硬件系统可以通过备份硬件，然后通过HA方式来解决。现在的大型计算机系统硬件现在已经在可靠性上面有了很大的提高，出现故障的几率比计算机软件系统出现故障的几率要小很多。因此计算机系统的安全运行主要是要提高软件的系统安全性，特别是操作系统的安全性。在现阶段，很多的计算机公司为了提高操作的系统的安全性，把操作系统安装在raid盘上（主要是使用raid1做系统盘），这样在raid上面的某一块盘出现故障的情况下，系统仍然能安全运行。但是现在的计算机系统如果使用raid做系统盘时，需要在安装之前就必须新建raid，对系统盘的管理也只能是系统没有启动的时候才能进行。

对于raid，根据理论在其中一块盘损坏后，raid可以自己重建，但是从现在的实际应用来看，对于raid系统盘有一块盘出现故障的时候，在使用新盘替换故障盘后，新盘与raid的其他成员盘进行重建效果令人失望。插入新盘后，对系统重建的情况一无所知，既不知道是否开始重建，也不知道重建的中是否出现问题，同时也不知道是否重建成功。这对于系统盘这种对系统运行起到至关重要的设备，是不应该出现任何闪失的，而现在的机子将可能埋下巨大隐患。当然对系统raid重建可以在系统重启的时候进入嵌入式bios才能进行。但是因为需要重启，而大型计算机系统的开机和关机将会带来很大不良影响。比如，一台大型存储设备有很多的客户端正在向其发送很多重要的实时数据，而存储系统的关机可能是客户端不能存储数据，如果没有协调好，还可能使数据丢失，这种后果就非常严重。所以，现在的系统raid管理模块在实际使用上是有很大缺陷的。如果能设计一个模块，能在系统运行的时候，对系统raid进行管理，这样上面的问题就可以得到解决了。下面将讨论该模块的软硬件设计方法，以及该模块所要达到的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统raid管理模块设计方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，包括1）系统raid管理模块的功能设计：2）系统raid管理模块硬件的设计：3）面板设计：4）软件模块流程设计，其中：

1）系统raid管理模块的功能设计：

a、系统raid管理模块专门用于对系统raid的管理，能对系统raid的成员盘掉盘或者出现故障的时候进行报警；

b、设计的系统raid管理模块，有少量的按键，能对系统raid进行简单的操作，包括raid重建，raid成员盘出现坏盘对出现故障的盘进行断电，以便更换新盘，能防止系统盘的插拔对主系统产生不良影响或影响系统的稳定性；

c、设计的系统raid管理模块，能显示当前raid的重建进度，能对raid是否在进行重建以及重建的进度或最终是否创建成功给出相应提示，对重建过程当中出现的错误也要给出明确提示，以便管理人员采取相关措施进行解决；

d、设计的系统raid管理模块，能监控系统raid成员盘的忙碌程度，包括raid成员盘和主系统数据读写繁忙程度，有了raid成员盘的忙碌程度，就能确定什么时候做镜像拷贝，模块做镜像拷贝的时候，有模块自己的cpu进行控制；

2）系统raid管理模块硬件的设计：

a、面板设计：设计一个小的液晶显示屏，用于显示各种功能的选择，进行各种功能时的进度，是否成功以及出错提示显示；

b、按键设计：1）功能选择键，用于选择各种功能；2）确认键，用于确认选择的功能执行；3）上下移位键；

c、设计的系统raid管理模块需要有自己的CPU，能获取系统raid成员盘与主系统通信的忙碌程度，以便启动什么时候进行镜像拷贝；

d、系统raid上面的成员盘仍然通过数据线与系统主板相连，同时也与管理raid系统盘模块相连，系统raid成员盘的电源由模块控制，成员盘数据线与系统主板是直接相连的，而管理raid系统盘模块的相连是通过一个适配器相连，该适配器监控系统raid成员盘与主系统数据交互的频繁程度，但不影响主系统与成员盘之间的数据交互；

3）面板设计图：

由于现在用于系统的raid基本是raid1,所以下面的面板只用了两个磁盘插槽，下面的选择按键，用于raid重建功能的选择，对于raid成员盘出现故障的时候，选择对故障盘进行断电处理，确认键主要用于对选择键选择的功能进行确认，以便管理模块对相关的功能进行执行，向上，向下按键或用于系统功能的选择，向上向下功能键或用于密码的设定，设定密码的时候每一位的初始值都是5；

主机与磁盘不会因为适配器的存在而受到影响，看成是直接相通，与是否有适配器效果是相同的，但是适配器获取主机与磁盘间通信的数据，这样，系统raid管理模块根据数据的流量得到磁盘的忙碌程度，如果系统要做镜像拷贝时，而且主机与磁盘通信相对较空闲的时候，系统raid管理模块就能启动镜像拷贝，对raid进行重建,在此过程中不需要主机CPU的参与,适配器中有通路是使两个盘的数据流动,再次说明系统raid管理模块是一个自己带有cpu的嵌入式板卡；

4）软件模块设计流程：

系统raid管理模拥有自己得运行程序，且程序直接烧入系统raid管理模的内存，对于系统raid管理模最主要的是何时进行镜像拷贝；

由于系统raid的管理模块会影响到整个系统的运行安全，所以系统raid管理模块的操作必须是系统的管理人员，必须要进行密码认证，密码的认证是在刚对系统raid管理模进行操作的时候进行；

5）软件需要实现的功能有如下几个步骤：

a、密码认证；

b、功能的选择：包括raid重建，查看重建进度，故障盘断电，换新盘后恢复断电，开始创建系统raid时的raid条带大小选择，raid类型选择，对成员盘和热备盘选择；

c、完成后安全退出系统

6）各个模块设计需要对raid重建过程进行说明：

Raid重建过程中最主要的有以下几部分：

（1）获取系统raid成员盘是否忙碌，如果忙碌则暂时等待，如果不忙碌则检查系统首次数据拷贝是否完成；

（2）如果首次数据拷贝完成，则进行数据比对校验，如果没有完成则继续进行数据的拷贝；

（3）在比对校验的时候，对第一次拷贝完成以后两盘的数据块进行比对校验，对不同的数据块进行重新拷贝，并且对比对过得数据块记录到一个文件当中，然后对主系统对系统盘的操作进行判断，判断是否是对比对校验过的数据块进行的修改操作，如果是，则对数据块进行重新拷贝，如果否，则继续进行比对校验；

（4）判断比对校验是否完成，如果没有继续进行第三步，如果完成，则向主系统发送raid重建完成信息，raid是否完成可以从比对校验的数据块数是否和原来的系统raid成员盘数目相同，如果相同并且主系统没有对各数据块进行写操作则可以看成是比对校验完成，并认为系统raid重建完成。

 本发明的有益效果是：具有设计合理、结构简单、 易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

图１是模块控制面板的结构示意图；

图２是适配器的部分结构示意图；

图３是raid重建流程图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明：

1）本发明的管理raid系统盘模块的设计方法, 包括1）系统raid管理模块的功能设计：2）系统raid管理模块硬件的设计：3）面板设计：4）软件模块流程设计，其中：

1）系统raid管理模块的功能设计：

a、该模块专门用于对系统raid的管理，能对系统raid的成员盘掉盘或者出现故障的时候进行报警；

b、模块有少量的按键，能对系统raid进行简单的操作，如raid重建，raid成员盘出现坏盘对出现故障的盘进行断电，以便更换新盘，这样能防止系统盘的插拔对主系统产生不良影响，以及系统的稳定性出现问题；

c、模块能显示当前raid的重建进度，能对raid是否在进行重建，以及重建的进度，最终是否创建成功给出相应提示。对重建过程当中出现的错误也要给出明确提示，以便管理人员采取相关措施进行解决；

d、模块能监控系统raid成员盘的忙碌程度（主要是raid成员盘和主系统数据读写繁忙程度），有了raid成员盘的忙碌程度，就可以确定什么时候做镜像拷贝。模块做镜像拷贝的时候，有模块自己得cpu进行控制；

2）管理raid系统盘模块硬件设计方法：

a、面板设计：设计一个小的液晶显示屏，用于显示各种功能的选择，进行各种功能时的进度，是否成功，以及出错提示显示；

b、按键设计：1、功能选择键，用于选择各种功能；2、确认键，用于确认选择的功能执行；3、上下移位键；

c、该模块需要有自己的CPU，模块能获取系统raid成员盘与主系统通信的忙碌程度，以便启动什么时候进行镜像拷贝；

d、系统raid上面的成员盘仍然通过数据线与系统主板相连，同时也与系统raid的管理模块相连。系统raid成员盘的电源由模块控制。成员盘数据线与系统主板是直接相连的，而模块相连是通过一个适配器相连。该适配器可以监控系统raid成员盘与主系统数据交互的频繁程度。但不影响主系统与成员盘之间的数据交互；

3）面板设计图：

由于现在用于系统的raid基本是raid1,所以下面的面板只用了两个磁盘插槽。下面的选择按键，主要用于功能的选择，比如用于选在raid重建功能，对于raid成员盘出现故障的时候，可以选择对故障盘进行断电处理，等等。确认键主要用于对选择键选择的功能进行确认，以便管理模块对相关的功能进行执行。向上，向下按键也可用于系统功能的选择，向上向下功能键还可用于密码的设定。设定密码的时候每一位的初始值都是5；

主机与磁盘不会因为适配器的存在而受到影响，可以看成是直接相通，与是否有适配器效果是相同的。但是适配器可以获取主机与磁盘间通信的数据，这样，系统raid管理模块可以根据数据的流量得到磁盘的忙碌程度，如果系统要做镜像拷贝时，而且主机与磁盘通信相对较空闲的时候，系统raid管理模块就能启动镜像拷贝，对raid进行重建。在此过程中不需要主机CPU的参与。适配器中有通路是使两个盘的数据流动。再次说明系统raid管理模块是一个嵌入式板卡，自己带有cpu；

4）软件模块设计流程：

系统raid模块拥有自己得运行程序，且程序直接烧入管理模块的内存，对于管理模块最主要的是何时进行镜像拷贝；

由于系统raid的管理模块会影响到整个系统的运行安全，所以系统raid管理模块的操作必须是系统的管理人员，所以必须要进行密码认证，密码的认证是在刚对raid管理模块的进行操作的时候；

软件需要实现的功能有如下几个：

a、密码认证；

b、功能的选择：包括raid重建，查看重建进度，故障盘断电，换新盘后恢复断电，开始创建系统raid时的raid条带大小选择，raid类型选择，对成员盘，热备盘选择；

c、完成后安全退出系统；

对于上面的各个模块设计需要对raid重建过程进行说明：

5）Raid重建过程中最主要的有以下几部分：

（1）获取系统raid成员盘是否忙碌，如果忙碌则暂时等待，如果不忙碌则检查系统首次数据拷贝是否完成；

（2）如果首次数据拷贝完成，则进行数据比对校验。如果没有完成则继续进行数据的拷贝；

（3）在比对校验的时候，对第一次拷贝完成以后两盘的数据块进行比对校验，对不同的数据块进行重新拷贝。并且对比对过得数据块记录到一个文件当中。然后对主系统对系统盘的操作进行判断，判断是否是对比对校验过的数据块进行的修改操作，如果是，则对数据块进行重新拷贝，如果否，则继续进行比对校验；

（4）判断比对校验是否完成，如果没有继续进行第三步，如果完成，则向主系统发送raid重建完成信息，raid是否完成可以从比对校验的数据块数是否和原来的系统raid成员盘数目相同，如果相同并且主系统没有对各数据块进行写操作则可以看成是比对校验完成，并认为系统raid重建完成。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种系统raid管理模块设计方法, 其特征在于包括1）系统raid管理模块的功能设计：2）系统raid管理模块硬件的设计：3）面板设计：4）软件模块流程设计，其中：

1）系统raid管理模块的功能设计：

a、系统raid管理模块专门用于对系统raid的管理，能对系统raid的成员盘掉盘或者出现故障的时候进行报警；

b、设计的系统raid管理模块，有少量的按键，能对系统raid进行简单的操作，包括raid重建，raid成员盘出现坏盘对出现故障的盘进行断电，以便更换新盘，能防止系统盘的插拔对主系统产生不良影响或影响系统的稳定性；

c、设计的系统raid管理模块，能显示当前raid的重建进度，能对raid是否在进行重建以及重建的进度或最终是否创建成功给出相应提示，对重建过程当中出现的错误也要给出明确提示，以便管理人员采取相关措施进行解决；

d、设计的系统raid管理模块，能监控系统raid成员盘的忙碌程度，包括raid成员盘和主系统数据读写繁忙程度，有了raid成员盘的忙碌程度，就能确定什么时候做镜像拷贝，模块做镜像拷贝的时候，有模块自己的cpu进行控制；

2）系统raid管理模块硬件的设计：

a、面板设计：设计一个小的液晶显示屏，用于显示各种功能的选择，进行各种功能时的进度，是否成功以及出错提示显示；

b、按键设计：1）功能选择键，用于选择各种功能；2）确认键，用于确认选择的功能执行；3）上下移位键；

c、设计的系统raid管理模块需要有自己的CPU，能获取系统raid成员盘与主系统通信的忙碌程度，以便启动什么时候进行镜像拷贝；

d、系统raid上面的成员盘仍然通过数据线与系统主板相连，同时也与管理raid系统盘模块相连，系统raid成员盘的电源由模块控制，成员盘数据线与系统主板是直接相连的，而管理raid系统盘模块的相连是通过一个适配器相连，该适配器监控系统raid成员盘与主系统数据交互的频繁程度，但不影响主系统与成员盘之间的数据交互；

3）面板设计：

由于现在用于系统的raid基本是raid1,所以下面的面板只用了两个磁盘插槽，下面的选择按键，用于raid重建功能的选择，对于raid成员盘出现故障的时候，选择对故障盘进行断电处理，确认键主要用于对选择键选择的功能进行确认，以便管理模块对相关的功能进行执行，向上，向下按键或用于系统功能的选择，向上向下功能键或用于密码的设定，设定密码的时候每一位的初始值都是5；

主机与磁盘不会因为适配器的存在而受到影响，看成是直接相通，与是否有适配器效果是相同的，但是适配器获取主机与磁盘间通信的数据，这样，系统raid管理模块根据数据的流量得到磁盘的忙碌程度，如果系统要做镜像拷贝时，而且主机与磁盘通信相对较空闲的时候，系统raid管理模块就能启动镜像拷贝，对raid进行重建,在此过程中不需要主机CPU的参与,适配器中有通路是使两个盘的数据流动,再次说明系统raid管理模块是一个自己带有cpu的嵌入式板卡；

4）软件模块流程设计：

系统raid管理模拥有自己得运行程序，且程序直接烧入系统raid管理模的内存，对于系统raid管理模最主要的是何时进行镜像拷贝；

由于系统raid的管理模块会影响到整个系统的运行安全，所以系统raid管理模块的操作必须是系统的管理人员，必须要进行密码认证，密码的认证是在刚对系统raid管理模进行操作的时候进行；

5）软件需要实现的功能有如下几个步骤：

a、密码认证；

b、功能的选择：包括raid重建，查看重建进度，故障盘断电，换新盘后恢复断电，开始创建系统raid时的raid条带大小选择，raid类型选择，对成员盘和热备盘选择；

c、完成后安全退出系统；

6）各个模块设计需要对raid重建过程进行说明：

Raid重建过程中最主要的有以下几部分：

（1）获取系统raid成员盘是否忙碌，如果忙碌则暂时等待，如果不忙碌则检查系统首次数据拷贝是否完成；

（2）如果首次数据拷贝完成，则进行数据比对校验，如果没有完成则继续进行数据的拷贝；

（3）在比对校验的时候，对第一次拷贝完成以后两盘的数据块进行比对校验，对不同的数据块进行重新拷贝，并且对比对过得数据块记录到一个文件当中，然后对主系统对系统盘的操作进行判断，判断是否是对比对校验过的数据块进行的修改操作，如果是，则对数据块进行重新拷贝，如果否，则继续进行比对校验；

（4）判断比对校验是否完成，如果没有继续进行第三步，如果完成，则向主系统发送raid重建完成信息，raid是否完成可以从比对校验的数据块数是否和原来的系统raid成员盘数目相同，如果相同并且主系统没有对各数据块进行写操作则可以看成是比对校验完成，并认为系统raid重建完成。

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