CN102521074B - 一种加快raid5恢复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加快RAID5恢复的方法，步骤如下：1）在RAID5创建之后，在需要恢复区域内设置重点区域，当加热备盘的时候优先恢复这些重点区域，优先恢复的重点区域用位图做记录，位图也用作断电重启RAID5进行一致性检查的判断,以减少恢复和掉电后一致性检查的所需时间；2）在RAID5恢复的过程中，根据内存的情况，以多个条带为单位，每次读取多个条带，待计算完后进行写入以减少与磁盘的操作数和提升恢复进度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机系统及存储领域，具体涉及一种加快RAID5恢复和一致性检查的方法。
背景技术
对于具有冗余校验信息的RAID5系统, RAID5新创建时各成员盘数据并不能保证条带数据是一致性的. 数据的不一致性使得系统无法按照正常流程处理主机IO 请求, 所得到的校验数据可能是错误的，因此这些级别的RAID5创建时必须先进行一致性初始化工作。RAID5是支持一块盘失效的情况，当一块盘失效，出现降级的情况，加入热备盘进行恢复，也相当于要进行一致性校验，任务必须遍历成员盘的所有数据, 这是一项非常耗时的工作, 并且随着磁盘的容量的增大，这个过程需要的时间就会更长。
在这个过程中，如果再出现另一块盘失效的话，那么由于RAID5的冗余机制，无法再进行恢复了，整个阵列就会失效。因此这个过程时间越长的话，再次有盘失效的概率就越大。因此有必要找到一种方法加快对失效盘的恢复。
发明内容
本发明的目的是提供一种加快RAID5恢复的方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，步骤如下：
1）在RAID5创建之后，在需要恢复区域内设置重点区域，当加热备盘的时候优先恢复这些重点区域，优先恢复的重点区域用位图做记录，位图也用作断电重启RAID5进行一致性检查的判断,以减少恢复和掉电后一致性检查的所需时间；
2）在RAID5恢复的过程中，根据内存的情况，以多个条带为单位，每次读取多个条带，待计算完后进行写入以减少与磁盘的操作数和提升恢复进度；
具体步骤流程如下：
1）写数据的流程如下：
创建RAID的时候，设置一个“区块首次写”位图，“区块首次写”位图中每一位表示对应的一个较大区块是否已出现过任一条带进行了首次写，即RAID-5处理一个条带写操作前先更新条带在该位图中的位值为1，表示该区块已经出现了首次写操作，该条带写操作引起的上述对该位图的位的更新操作必须在条带计算完成新的校验并写数据、写校验到成员盘操作之前完成，包括如果所述“区块首次写”位图保存在该RAID-5成员盘上则该条带对应该位图中的位所在的各成员盘的扇区的写操作，必须在条带数据块写提交之前完成，以保护系统出现断电时磁盘上的“区块首次写”位图数据是正确的，这个阶段的流程如下：
（1）计算要写的条带对应的扇区是在哪个区域，判断“区块首次写”位图对应的位是否设置1。如果设置1，直接跳到第3）步 ，如果没有，就执行下一步；
（2）把对应的位设置1，把条带放在一个延迟链表延迟处理，把位图写到磁盘；
（3）当确认位图写完之后，就处理真正的要写的条带；
2）发生失效后的恢复处理流程如下：
（1）当RAID-5发生降级，即出现单个成员盘失效，并添加热备盘进行修复时，重新设置优先恢复的重点区域，如果没有设置，就按创建的设置为准，优先先恢复这些重点区域，根据“区块首次写”位图是否置1判断哪些是写过的，没写过的直接跳过；
（2）重点区域恢复完后，就按照顺序进行其他区域的恢复，同样是根据“区块首次写”位图是否置1判断哪些是写过的，没写过的直接跳过；
（3）在恢复的过程中，根据内存的情况，以一个条带为单位进行计算校验，或以多个条带为单位，每次读取多个条带，待计算完后进行写入，以减少与磁盘的操作数，提升恢复进度；
（4）掉电后进行一致性检查的处理
磁盘阵的写操作是一个过程，如果在这个过程中发生包括：写盘失败，系统掉电异常情况，就会可能引起冗余数据和原始数据不一致，所以，成功写入数据的话，整个条带应该是一致的，掉电重启后，会启动同步线程，会通过bitmap文件判断是否置位，进行一致性检查，如果没有置位，就说明整个区域在掉电那一时刻，不存在正在写的数据，直接跳过这个区域；
（5）一致性检查位图的一个位代表的区域要远远大于“区块首次写”位图的区域，是个更粗粒度的划分，一致性检查位图的一个位包含多个“区块首次写”位图的位，之前没有“区块首次写”位图的处理是这样的：1）如果置位，就会同步这个区域的所有条带；和“区块首次写”位图相结合；2）如果一致性检查位图相应的位设置1，然后再判断它所包含的“区块首次写”位图的位是否置1，如果恢复位图的位没有设置1，就跳过恢复位图的位所代表的大小的区域，直到一致性检查位图的一个位代表的区域都检查完毕。
所述的重点区域，是最重要的数据所在区域或者访问比较多的数据。
所述的位图，是一个位代表多个条带的状态，只标识至少有一个写的区域，有写过就置1。
本发明的有益效果是：是在要恢复的区域中设置重点区域，当加热备盘的时候优先恢复这些重点区域，重点区域用位图做记录，有写过的才恢复，这些位图也可以用作断电重启RAID5进行一致性检查的判断,可以减少恢复和掉电后一致性检查的所需时间。
附图说明
图1写数据流程图；
图2一致性检查处理流程图。
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。
流程步骤如下：
（1）写数据的流程
创建RAID的时候，设置一个“区块首次写”位图，“区块首次写”位图中每一位表示对应的一个较大区块是否已出现过任一条带进行了首次写，即RAID-5处理一个条带写操作前先更新条带在该位图中的位值为1，表示该区块已经出现了首次写操作。该条带写操作引起的上述对该位图的位的更新操作必须在条带计算完成新的校验并写数据、写校验到成员盘操作之前完成，包括如果所述“区块首次写”位图保存在该RAID-5成员盘上则该条带对应该位图中的位所在的各成员盘的扇区的写操作必须在条带数据块写提交之前完成，以保护系统出现断电时磁盘上的“区块首次写”位图数据是正确的。如图1所示，这个阶段的流程如下：
1）计算要写的条带对应的扇区是在哪个区域，判断“区块首次写”位图对应的位是否设置1。如果设置1，直接跳到第3）步 ，如果没有，就执行下一步；
2）把对应的位设置1，把条带放在一个延迟链表延迟处理，把位图写到磁盘；
3）当确认位图写完之后，就处理真正的要写的条带；
（2）发生失效后的恢复处理流程如下：
1）当RAID-5发生降级，即出现单个成员盘失效，并添加热备盘进行修复时，可以重新设置优先恢复的区域，如果没有设置，就按创建的设置为准。先恢复这些区域，根据“区块首次写”位图是否置1判断哪些是写过的，没写过的直接跳过就可以了；
2）这些区域恢复完后，就按照顺序进行其他区域的恢复，同样是根据“区块首次写”位图位图是否置1判断哪些是写过的，没写过的直接跳过就可以了；
在恢复的过程中，根据内存的情况，可以以一个条带为单位进行计算校验，也可以以多个条带为单位。每次读取多个条带，待计算完后进行写入，可以减少与磁盘的操作数，也能让恢复进度得到提升；
（3）掉电后进行一致性检查的处理：
磁阵的写操作是一个过程，如果在这个过程中发生例如写盘失败，系统掉电等异常情况，就会可能引起冗余数据和原始数据不一致。所以，成功写入数据的话，整个条带应该是一致的，但写入没有成功（或不完全）的话，条带数据很可能是不一致的。掉电重启后，会启动同步线程，会通过bitmap文件判断是否置位，进行一致性检查，如果没有置位，就说明整个区域在掉电那一时刻，不存在正在写的数据，直接跳过这个区域就可以了；
（4）一致性检查位图的一个位代表的区域要远远大于“区块首次写”位图的区域，是个更粗粒度的划分，一致性检查位图的一个位包含多个“区块首次写”位图的位。之前没有“区块首次写”位图的处理是这样的：1）如果置位，就会同步这个区域的所有条带；现在可以和“区块首次写”位图相结合；2）如果一致性检查位图相应的位设置1，然后再判断它所包含的“区块首次写”位图的位是否置1，如果恢复位图的位没有设置1，就可以跳过恢复位图的位所代表的大小的区域，直到一致性检查位图的一个位代表的区域都检查完毕。这个方法在原来的基础上，减少了一些无谓的同步操作，大大缩短了掉电后一致性检查的所需时间。流程如图2所示。
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 (3)
1.一种加快RAID5恢复的方法，其特征在于步骤如下：
1)在RAID5创建之后，在需要恢复区域内设置重点区域，当加热备盘的时候优先恢复这些重点区域，优先恢复的重点区域用位图做记录，位图也用作断电重启RAID5进行一致性检查的判断，以减少恢复和掉电后一致性检查的所需时间；
2)在RAID5恢复的过程中，根据内存的情况，以多个条带为单位，每次读取多个条带，待计算完后进行写入以减少与磁盘的操作数和提升恢复进度；
具体步骤流程如下：
1)写数据的流程如下：
创建RAID5的时候，设置一个“区块首次写”位图，“区块首次写”位图中每一位表示对应的一个较大区块是否已出现过任一条带进行了首次写，即RAID5处理一个条带写操作前先更新条带在该位图中的位值为l，表示该区块已经出现了首次写操作，该条带写操作引起的上述对该位图的位的更新操作必须在条带计算完成新的校验并写数据、写校验到成员盘操作之前完成，包括如果所述“区块首次写”位图保存在该RAID5成员盘上则该条带对应该位图中的位所在的各成员盘的扇区的写操作，必须在条带数据块写提交之前完成，以保护系统出现断电时磁盘上的“区块首次写”位图数据是正确的，这个阶段的流程如下：
(a)计算要写的条带对应的扇区是在哪个区域，判断“区块首次写”位图对应的位是否设置l，如果设置l，直接跳到第（c）步，如果没有，就执行下一步；
(b)把对应的位设置l，把条带放在一个延迟链表延迟处理，把位图写到磁盘；
(c)当确认位图写完之后，就处理真正的要写的条带；
2)发生失效后的恢复处理流程如下：
(a)当RAID5发生降级，即出现单个成员盘失效，并添加热备盘进行修复时，重新设置优先恢复的重点区域，如果没有设置，就按创建的设置为准，优先先恢复这些重点区域，根据“区块首次写”位图是否置l判断哪些是写过的，没写过的直接跳过；
(b)重点区域恢复完后，就按照顺序进行其他区域的恢复，同样是根据“区块首次写”位图是否置l判断哪些是写过的，没写过的直接跳过；
(c)在恢复的过程中，根据内存的情况，以一个条带为单位进行计算校验，或以多个条带为单位，每次读取多个条带，待计算完后进行写入，以减少与磁盘的操作数，提升恢复进度；
(d)掉电后进行一致性检查的处理：
磁盘阵的写操作是一个过程，如果在这个过程中发生包括：写盘失败，系统掉电异常情况，就会可能引起冗余数据和原始数据不一致，所以，成功写入数据的话，整个条带应该是一致的，掉电重启后，会启动同步线程，会通过bitmap文件判断是否置位，进行一致性检查，如果没有置位，就说明整个区域在掉电那一时刻，不存在正在写的数据，直接跳过这个区域；
(e) 一致性检查位图的一个位代表的区域要远远大于“区块首次写”位图的区域，是个更粗粒度的划分，一致性检查位图的一个位包含多个“区块首次写”位图的位，之前没有“区块首次写”位图的处理是这样的：1)如果置位，就会同步这个区域的所有条带；和“区块首次写”位图相结合；2)如果一致性检查位图相应的位设置l，然后再判断它所包含的“区块首次写”位图的位是否置l，如果恢复位图的位没有设置l，就跳过恢复位图的位所代表的大小的区域，直到一致性检查位图的一个位代表的区域都检查完毕。
2.根据权利要求l所述的方法，其特征在于重点区域，是重要的数据所在区域或者访问比较多的数据。
3.根据权利要求l所述的方法，其特征在于位图，是一个位代表多个条带的状态，只标识至少有一个写的区域，有写过就置l。
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