CN106990919A - 自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及存储技术领域，特别是一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置。鉴于此，本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置，能够自动的检测和隔离故障磁盘，用以降低磁盘故障给数据及存储装置带来的风险，同时存储装置能够实时监测到每个磁盘的使用容量，并将数据在不同磁盘之间进行数据平衡，以保证存储装置的性能。为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，包括：在控制器和多个磁盘间设置交换机；监控多个磁盘的运行状态；根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离；根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。

Description

自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置。
背景技术
RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写，中文意思是磁盘阵列存储装置。磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出。简单地解释，就是将N台硬盘通过磁盘阵列控制器(RAID Controller)结合成虚拟单台大容量的硬盘使用。RAID的采用为存储装置(或者服务器的内置存储)带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。
磁盘阵列存储装置的核心是磁盘阵列控制器。磁盘阵列控制器是主机和磁盘之间的数据传输通路，包含面向主机和磁盘阵列两个方面的接口。磁盘阵列控制器处理来自主机和磁盘阵列的信息，通过对多个磁盘成员的并行操作，提供远高于单独磁盘的传输速率，从而匹配数据前端和磁盘设备之间的数据传输速度，使其达到均衡。
随着客户业务水平的增长，对存储装置的稳定性、可靠性的要求也越来越高，存储厂商在保证存储性能能够满足客户需求的同时，更重要的是要保证客户的业务装置能够长期稳定的运行。但由于磁盘介质及制造工艺的不同，每年由于磁盘故障导致的数据丢失一直居高不下。为了降低磁盘损坏带来的影响，本申请提出了一种可以有效自动检测并隔离故障磁盘、将数据在不同磁盘之间进行数据平衡的交换机制，与传统的磁盘串联方式相比，本文的交换机制不仅可以自动检测并隔离损坏磁盘，降低磁盘损坏带来的影响，也改善了装置的稳定性，同时也提升了磁盘阵列的读写性能，与传统的IO处理方式相比，数据传输的延迟缩短了30%。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法及装置，能够自动的检测和隔离故障磁盘，用以降低磁盘故障给数据及存储装置带来的风险，同时存储装置能够实时监测到每个磁盘的使用容量，并将数据在不同磁盘之间进行数据平衡，以保证存储装置的性能。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，包括：在控制器和多个磁盘间设置交换机；监控多个磁盘的运行状态；根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离；根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
进一步地，在控制器和多个磁盘间设置交换机，包括：通过交换机将多个磁盘进行相互关联；控制器通过交换机控制多个磁盘。
进一步地，监控多个磁盘的运行状态，包括：监控磁盘是否出现故障；监控每个磁盘的使用容量。
进一步地，根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离，包括：监控全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则将该故障磁盘隔离。
进一步地，根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配，包括：监控每个磁盘的数据访问量；将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。
本发明还提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理装置，包括控制器、交换机、多个磁盘、监控模块、隔离模块和分配模块，其中：所述控制器用于通过交换机的专用通道随时与每块磁盘进行访问请求及数据的通信；所述交换机用于连接控制器和多个磁盘，同时在多个磁盘间建立连接通道；所述磁盘用于存储数据，多个磁盘形成磁盘阵列；所述监控模块用于监控多个磁盘的运行状态；所述隔离模块用于将故障磁盘进行隔离；所述分配模块用于将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
进一步地，所述监控模块包括第一监控模块和第二监控模块，其中：第一监控模块用于监控磁盘是否出现故障；第二监控模块用于监控每个磁盘的使用容量。
进一步地，所述第一监控模块监控全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则通过隔离模块将该故障磁盘隔离。
进一步地，所述第二监控模块监控每个磁盘的数据访问量，通过分配模块将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。
本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，具有如下有益效果：
1.本发明提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，在磁盘阵列和控制器之间设置一个交换机，由于中间一层交换机的存在，控制器与任何一块磁盘都有独自的专有通道进行通信，当任何一块磁盘出现故障时，交换机会将该磁盘剔除出，但其他磁盘不会受到影响，数据可以正常被访问；并且由于专有通道的存在，控制器与磁盘之间的数据交换延迟也会大大的降低从而有效的提升存储装置的IO处理性能；
2.本发明使用交换机在任意两块磁盘之间也增加了通信通道，数据可以在任意两块磁盘间进行转发，当任何一块磁盘的数据访问量过多时，装置会进行自动均衡，由于每块磁盘都与交换机具有专有通道，相互之间可以完成随时通信，磁盘中的数据可以在装置下均衡的分配到其他磁盘中，以保证IO访问在多块磁盘间进行，以平衡存储的性能。
自动隔离故障磁盘的存储管理装置的有益效果与自动隔离故障磁盘的存储管理方法类似，不再赘述。
附图说明
图1为传统磁盘阵列串联IO处理机制架构图；
图2为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理方法的流程示意图；
图3为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理方法另一种实施方式的流程示意图；
图4为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理装置的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
请参考图2，图2为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理方法的流程示意图；本实施例提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，包括以下步骤：
步骤S201、在控制器和多个磁盘间设置交换机。
步骤S202、监控多个磁盘的运行状态。
步骤S203、根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离。
步骤S204、根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
图1为传统磁盘阵列串联IO处理机制架构图，在传统的阵盘阵列串联结构中，不论控制器访问哪块磁盘，访问请求都要通过左侧第一块磁盘到达对应的磁盘，而数据流向则需要通过最右侧一块磁盘到达控制器，而当其中的任何一块磁盘出现损坏时都会导致整个装置不可用，从而导致数据的不可访问甚至丢失。在本实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理方法，由于中间一层交换机的存在，控制器与任何一块磁盘都有独自的专有通道进行通信，当任何一块磁盘出现故障时，交换机制会将该磁盘剔除出，但其他磁盘不会受到影响，数据可以正常被访问。同时使用交换机在任意两块磁盘之间也增加了通信通道，数据可以在任意两块磁盘间进行转发，当任何一块磁盘的数据访问量过多时，装置会进行自动均衡，由于每块磁盘都与交换机具有专有通道，相互之间可以完成随时通信，磁盘中的数据可以在装置下均衡的分配到其他磁盘中，以保证IO访问在多块磁盘间进行，以平衡存储的性能。
请参考图3，图3为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理方法的另一种实施方式的流程示意图；本实施例提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，包括以下步骤：
步骤S301、通过交换机将多个磁盘进行相互关联。
步骤S302、控制器通过交换机控制多个磁盘；控制器可以通过交换机的专用通道随时与每块磁盘机型访问请求及数据的通信，如图1所示，当控制器下发IO请求时，通过交换机直接传输到对应的磁盘，该磁盘中的数据也可以通过专用通道通过交换机直接到达控制器。
步骤S303、监控磁盘是否出现故障。
步骤S304、监控每个磁盘的使用容量。
步骤S305、根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离。
在本实施例中，控制器通过交换机的专用通道监控磁盘阵列的全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则将该故障磁盘隔离。
作为一种可实施方式，交换机通过接口协议与磁盘阵列中的所有磁盘连接，当发现故障磁盘时，控制器或交换机可通过接口协议控制故障磁盘的剔除。
步骤S306、根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配；控制器通过交换机监控每个磁盘的数据访问量，将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。当其中任何一块磁盘的数据访问量过多时，装置会进行自动均衡，由于每块磁盘都与交换机具有专有通道，相互之间可以完成随时通信，磁盘中的数据可以在装置下均衡的分配到其他磁盘中，以保证IO访问在多块磁盘间进行，以平衡存储的性能。
作为一种可实施方式，可以预先设置每个磁盘的数据访问量上限，将达到上限的磁盘中的数据分配到阵列的其余可用磁盘中。
作为一种可实施方式，分配的原则可以选取为平均分配。
本发明还提供一种自动隔离故障磁盘的存储管理装置，包括控制器、交换机、多个磁盘、监控模块、隔离模块和分配模块，其中：所述控制器用于通过交换机的专用通道随时与每块磁盘进行访问请求及数据的通信；所述交换机用于连接控制器和多个磁盘，同时在多个磁盘间建立连接通道；所述磁盘用于存储数据，多个磁盘形成磁盘阵列；所述监控模块用于监控多个磁盘的运行状态；所述隔离模块用于将故障磁盘进行隔离；所述分配模块用于将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
请参考图4，图4为本发明实施例所提供的自动隔离故障磁盘的存储管理装置的连接示意图；本实施例中，自动隔离故障磁盘的存储管理装置，包括控制器、交换机、多个磁盘、监控模块、隔离模块和分配模块，其中：所述控制器401用于通过交换机的专用通道随时与每块磁盘进行访问请求及数据的通信；所述交换机402用于连接控制器和多个磁盘，同时在多个磁盘间建立连接通道；所述磁盘用于存储数据，多个磁盘形成磁盘阵列403；所述监控模块404用于监控多个磁盘的运行状态；所述隔离模块405用于将故障磁盘进行隔离；所述分配模块406用于将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
进一步地，所述监控模块包括第一监控模块和第二监控模块，其中：第一监控模块4041用于监控磁盘是否出现故障；第二监控模块4042用于监控每个磁盘的使用容量。
进一步地，所述第一监控模块4041监控全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则通过隔离模块将该故障磁盘隔离。
进一步地，所述第二监控模块4042监控每个磁盘的数据访问量，通过分配模块将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种高密服务器硬盘背板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自动隔离故障磁盘的存储管理方法，其特征在于，包括： 在控制器和多个磁盘间设置交换机； 监控多个磁盘的运行状态； 根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离； 根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
2.根据权利要求1所述的自动隔离故障磁盘的存储管理方法，其特征在于，在控制器和多个磁盘间设置交换机，包括： 通过交换机将多个磁盘进行相互关联； 控制器通过交换机控制多个磁盘。
3.根据权利要求1所述的自动隔离故障磁盘的存储管理方法，其特征在于，监控多个磁盘的运行状态，包括： 监控磁盘是否出现故障； 监控每个磁盘的使用容量。
4.根据权利要求3所述的自动隔离故障磁盘的存储管理方法，其特征在于，根据磁盘运行状态将故障磁盘进行隔离，包括： 监控全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则将该故障磁盘隔离。
5.根据权利要求3所述的自动隔离故障磁盘的存储管理方法，其特征在于，根据磁盘运行状态将数据在可用磁盘之间进行均衡分配，包括： 监控每个磁盘的数据访问量； 将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。
6.一种自动隔离故障磁盘的存储管理装置，其特征在于，包括控制器、交换机、多个磁盘、监控模块、隔离模块和分配模块，其中： 所述控制器用于通过交换机的专用通道随时与每块磁盘进行访问请求及数据的通信； 所述交换机用于连接控制器和多个磁盘，同时在多个磁盘间建立连接通道； 所述磁盘用于存储数据，多个磁盘形成磁盘阵列； 所述监控模块用于监控多个磁盘的运行状态； 所述隔离模块用于将故障磁盘进行隔离； 所述分配模块用于将数据在可用磁盘之间进行均衡分配。
7.根据权利要求6所述的自动隔离故障磁盘的存储管理装置，其特征在于，所述监控模块包括第一监控模块和第二监控模块，其中： 第一监控模块用于监控磁盘是否出现故障；第二监控模块用于监控每个磁盘的使用容量。
8.根据权利要求7所述的自动隔离故障磁盘的存储管理装置，其特征在于，所述第一监控模块监控全部磁盘中是否出现故障磁盘，若发现故障磁盘，则通过隔离模块将该故障磁盘隔离。
9.根据权利要求7所述的自动隔离故障磁盘的存储管理装置，其特征在于，所述第二监控模块监控每个磁盘的数据访问量，通过分配模块将数据访问量最多的磁盘中的数据在可用磁盘之间进行分配。
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