CN105117172B - 一种磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法，所述方法包括：为raid组中的所有在用磁盘分别分配一个虚拟槽位，并记录所述每块在用磁盘的虚拟槽位号；当所述在用磁盘发生掉盘时，记录掉盘的在用磁盘的虚拟槽位号，并在掉盘的磁盘重建过程中，根据记录的虚拟槽位号恢复到对应的虚拟槽位上。该方法通过为在用磁盘配置虚拟槽位号，在保存盘组信息以及状态的同时，保存磁盘拔出顺序的信息，解决raid失效后恢复使用问题，使得raid当中存储的数据更为安全可信。

Description

一种磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法

技术领域

本发明涉及磁盘记录技术，尤其涉及一种磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法。

背景技术

磁盘阵列(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，raid)，有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。原理是利用数组方式来做磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。

在传统raid中，一般会都会记录raid的盘组信息，使得重启后raid能够得到重组，为了维护降级状态和进行重建，也需要记录故障盘的信息。

传统的记录方式虽然能够解决降级和重建的问题，但一旦失效之后，raid状态变得不再可控，不能再对raid进行读写后，想要恢复到最近的一个可用状态时，这些记录就显得不足，不能够记录足够的信息恢复状态。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法通过为在用磁盘配置虚拟槽位号，在保存盘组信息以及状态的同时，保存磁盘拔出顺序的信息，解决raid失效后恢复使用问题，使得raid当中存储的数据更为安全可信。

根据上述目的，本发明提供了磁盘阵列raid历史掉盘记录的保存方法，其特征在于，所述方法包括：

为磁盘阵列raid组中的所有在用磁盘分别分配一个虚拟槽位，并记录所述每块在用磁盘的虚拟槽位号；

当所述在用磁盘发生掉盘时，记录掉盘的在用磁盘的虚拟槽位号，并在掉盘的磁盘重建过程中，根据记录的虚拟槽位号恢复到对应的虚拟槽位上。

其中，所述虚拟槽位号记录在所述raid的超级块superblock中。

其中，所述方法还包括：

在掉盘的磁盘重建过程中，根据所述掉盘的在用磁盘和备用磁盘的重建进度来判断重建到所述掉盘的虚拟槽位上的磁盘是所述掉盘的在用磁盘还是所述备用磁盘。

其中，所述方法还包括：

在掉盘的磁盘重建过程中，当所述掉盘的在用磁盘失效时，备用磁盘顶替到所述掉盘的虚拟槽位上。

其中，所述方法还包括：

当设备重启后，在重组raid的过程中，根据raid中superblock中记录的虚拟槽位信息，将raid中的在用磁盘恢复到设备关闭过程中的虚拟槽位上。

其中，所述方法还包括：

在raid重组过程中，当所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息不符合时，根据所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息的差异，生成相应的掉盘或插入磁盘信息。

其中，所述方法还包括：

当所述raid失效后恢复状态时，根据磁盘的掉盘顺序的逆序，依次检查每个虚拟槽位上的磁盘是否有效。

本发明的保存磁盘阵列历史掉盘记录的方法，通过为在用磁盘设置相应的虚拟槽位号，使得raid在失效之后，将原来拔出的磁盘重新插入，可以恢复到降级状态，进而开始重建恢复到正常状态；同时，在关机过程中，进行磁盘漫游，并同时拔出一块属于raid的磁盘，或者重新插入之前从raid组中拔出的磁盘，raid的状态跳转无异常；另外，raid未降级的条件下可以随时将某个虚拟槽位上的磁盘与热备盘进行切换，并且切换完成后，被切换到失效raid区中的磁盘仍然留有虚拟槽位信息。此外，在raid处于正常(或初始化)状态下，一块磁盘拔出后再插入时，能快速完成重建过程，若拔出与插入中间未发生写数据，则可以跳过重建状态，直接回到正常(或初始化)状态。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明的磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法的流程图。

图2示出了本发明的磁盘阵列的分区工作示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1示出了本发明的磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法的流程图。

参照图1，本发明的实施例的保存磁盘阵列历史掉盘记录的方法包括：

S1、为磁盘阵列raid组中的所有在用磁盘分别分配一个虚拟槽位，并记录所述每块在用磁盘的虚拟槽位号。、

在本实施例中，将一个raid组中的所有磁盘分为三个区域，在用区，备用区和失效区，而在用区的磁盘数从raid被建立开始，就固定下来，在用区的磁盘都是有序的，为每块磁盘分配一个唯一的序号，即为虚拟槽位号。

在创建raid的过程中，为每一个在用磁盘分配的虚拟槽位号都记录到superblock中，raid处理的io中都依据虚拟槽位号位来找寻磁盘。

S2、当所述在用磁盘发生掉盘时，记录掉盘的在用磁盘的虚拟槽位号，并在掉盘的磁盘重建过程中，根据记录的虚拟槽位号恢复到对应的虚拟槽位上。

具体地，在在用磁盘因为掉盘，从在用区移到失效raid盘区时，仍然记录自己原来的虚拟槽位号，从而在重建的时候，假设备用盘与掉盘的在用盘都能使用同一虚拟槽位号，根据掉盘的在用磁盘和备用盘的重建进度来判断重建到掉盘的虚拟槽位上的磁盘是掉盘的在用磁盘还是备用磁盘。同时，当掉盘的磁盘故障或失效后移除到失效区后，该磁盘不能再参加raid组的读写操作，备用盘直接顶替到所述掉盘的虚拟槽位上。

在本实施例中，为每一个在用磁盘分配一个虚拟槽位号，raid算法构造的数据依据虚拟槽位号对数据进行编排组织，在设备重启过程中，若磁盘在实际设备的中的位置发生变化，会依据磁盘在raid组中记录的信息，找到自身的虚拟槽位，不会影响数据的正确性。

另外，当设备重启后，在重组raid的过程中，根据raid中superblock中记录的虚拟槽位信息，将raid中的在用磁盘恢复到设备关闭过程中的虚拟槽位上。

raid组中在用磁盘状态发生变化(拔出或故障)时，会对整个的raid状态产生一个记录，该记录表征最近一次掉盘位置，用于之后的回溯以及状态恢复，当raid组状态恢复到正常状态之后，清除最近的掉盘记录，从下一次掉盘开始重新记录，假设在此期间一块盘反复发生插入拔出动作，则需要分情况处理，在raid没有失效的情况下，每一次拔出会致使掉盘的历史位置变成最近，而在失效之后，掉盘位置不在改变，每一个虚拟槽位在历史记录中最多出现一次。

当所述raid失效后恢复状态时，根据磁盘的掉盘顺序的逆序，依次检查每个虚拟槽位上的磁盘是否有效。

同时，在raid重组过程中，当所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息不符合时，根据所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息的差异，生成相应的掉盘或插入磁盘信息。

图2示出了本发明的磁盘阵列的分区工作示意图。

参照图2，本发明的方法将磁盘阵列分成三个区域，即在用区10，备用区20和失效区30。

具体地，在用区10中的所有在用磁盘都分配有一个虚拟槽位，并且当在用磁盘发生掉盘时，记录掉盘的在用磁盘的虚拟槽位号，并在掉盘的磁盘重建过程中，根据记录的虚拟槽位号恢复到对应的虚拟槽位上。

备用区20用于存放备用磁盘，备用磁盘用于当在用区10的磁盘故障时，顶替到故障的磁盘的虚拟槽位上。

失效区30用于存放故障的磁盘。

当在用区10的磁盘故障或失效后被备用区磁盘顶替是，该磁盘被移除到失效区30，移到失效区30的磁盘不能再直接移到在用区10使用，失效区30的磁盘在手动的情况下可以移除到空闲盘40，并通过手动可以作为热备盘移到备用区20作为备用磁盘，而当在用区10需要备用磁盘时则将备用区20的磁盘移动在用区10作为在用磁盘。

本实施例使用的磁盘阵列组通过设置虚拟槽位号，对磁盘阵列组中的每个在用区设置唯一的编号，当在磁盘移出在用区时，编号被其他磁盘顶替，使得虚拟槽位信息与磁盘信息分离。

同时，通过记录raid虚拟槽位的历史情况，在raid再变为失效或降级等状态之后能够回溯到之前可信的状态中去。

虚拟槽位信息可在重启时自动检测识别设备关闭过程中发生的磁盘变化，进而支持了允许磁盘漫游的条件下，关机插拔盘的识别。

在raid状态正常的情况下，可以用热备手动顶替某个虚拟槽位上的磁盘并开始重建，可以提前换下有风险的磁盘，并且在切换过程中原来若新换的磁盘出现问题，可以再将换下的磁盘换回到原来固有的虚拟槽位上，保证数据的完整性。

在一块磁盘拔出后再插入时，能快速的根据虚拟槽位，结合bitmap信息，通过重建极少量的数据完成重建过程。

本发明的保存磁盘阵列历史掉盘记录的方法，通过为在用磁盘设置相应的虚拟槽位号，使得raid在失效之后，将原来拔出的磁盘重新插入，可以恢复到降级状态，进而开始重建恢复到正常状态；同时，在关机过程中，进行磁盘漫游，并同时拔出一块属于raid的磁盘，或者重新插入之前从raid组中拔出的磁盘，raid的状态跳转无异常；另外，raid未降级的条件下可以随时将某个虚拟槽位上的磁盘与热备盘进行切换，并且切换完成后，被切换到失效raid区中的磁盘仍然留有虚拟槽位信息。此外，在raid处于正常(或初始化)状态下，一块磁盘拔出后再插入时，能快速完成重建过程，若拔出与插入中间未发生写数据，则可以跳过重建状态，直接回到正常(或初始化)状态。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (4)

1.一种磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法，其特征在于，所述方法包括：

为磁盘阵列raid组中的所有在用磁盘分别分配一个虚拟槽位，并记录每块所述在用磁盘的虚拟槽位号，所述虚拟槽位号记录在所述raid的超级块superblock中；

当所述在用磁盘发生掉盘时，记录掉盘的在用磁盘的虚拟槽位号，并在掉盘的磁盘重建过程中，根据记录的虚拟槽位号恢复到对应的虚拟槽位上；

在掉盘的磁盘重建过程中，根据所述掉盘的在用磁盘和备用磁盘的重建进度来判断重建到所述掉盘的虚拟槽位上的磁盘是所述掉盘的在用磁盘还是所述备用磁盘；

当设备重启后，在重组raid的过程中，根据raid中superblock中记录的虚拟槽位信息，将raid中的在用磁盘恢复到设备关闭过程中的虚拟槽位上。

2.根据权利要求1所述的磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法，其特征在于，所述方法还包括：

在掉盘的磁盘重建过程中，当所述掉盘的在用磁盘失效时，备用磁盘顶替到所述掉盘的虚拟槽位上。

3.根据权利要求1所述的磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法，其特征在于，所述方法还包括：

在raid重组过程中，当所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息不符合时，根据所述raid的磁盘信息与所述superblock中记录的虚拟槽位信息的差异，生成相应的掉盘或插入磁盘信息。

4.根据权利要求1所述的磁盘阵列历史掉盘记录的保存方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述raid失效后恢复状态时，根据磁盘的掉盘顺序的逆序，依次检查每个虚拟槽位上的磁盘是否有效。