CN107066351A - 一种磁盘阵列数据备份方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁盘阵列数据备份方法及装置，方法包括：将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在第一磁盘镜像区中占用X个磁盘，X为大于零的正整数；将待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据，写入到磁盘阵列的空闲块中，进行数据重建和恢复。本发明磁盘阵列数据备份方法及装置，由于将备份数据以散列化方式分布在第二磁盘镜像区的磁盘上，因此从第二磁盘镜像区的各磁盘读取数据，能够利用多个磁盘的读写能力，从而提高数据读写速率，缩短数据重建时间。

Description

一种磁盘阵列数据备份方法及装置
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种磁盘阵列数据备份方法及装置。
背景技术
磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)，以提供比单个硬盘更高的存储性能。磁盘阵列具有数据备份功能，即在单块硬盘出现故障时，由磁盘阵列中的热备盘进行替换，并利用备份数据重建和恢复数据。磁盘阵列提供的数据备份功能解决了单块磁盘出现故障会造成数据丢失的问题，可保证用户数据的安全性。
但近年来，单块硬盘的容量呈倍数增长趋势，已从原先的几百GB发展到现在以TB计量，包括主流使用的4TB、6TB，甚至更大容量。大容量磁盘在带来较高性价比的同时，使磁盘重建问题变得日益严重。
当一块磁盘出现故障时，由阵列中热备盘进行替换，然后进行数据重建，比如，现有技术中最常用的由5组硬盘构建的磁盘阵列，一块2TB硬盘在没有数据写入情况下，重建数据需要20个小时；在有数据写入情况下，进行数据重建时间更长，可能需要一周。可见，随着单块硬盘容量的增大，在磁盘出现故障进行数据重建时，要花费更长的时间。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种磁盘阵列数据备份方法及装置，与现有技术相比，在进行数据重建时可以提高数据读写速度，缩短重建时间。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种磁盘阵列数据备份方法，包括：
将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数；
将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
可选地，所述磁盘阵列设有作为热备盘的空闲磁盘。
可选地，还包括：在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
可选地，所述在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块包括：
在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。
一种磁盘阵列数据备份装置，包括：
数据存储模块，用于将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数；
数据备份模块，用于将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
可选地，所述磁盘阵列设置有作为热备盘的空闲磁盘。
可选地，还包括空闲块预留模块，用于在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
可选地，所述空闲块预留模块具体用于在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。
由上述技术方案可知，本发明所提供的磁盘阵列数据备份方法及装置，将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在第一磁盘镜像区中占用X个磁盘；将待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y大于等于X。
当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据，写入到磁盘阵列的空闲块中，对故障磁盘数据进行数据重建和恢复，本发明方法及装置中，由于将备份数据以散列化方式分布在第二磁盘镜像区的磁盘上，因此进行数据重建读取备份数据时，从第二磁盘镜像区的各磁盘读取数据，能够利用多个磁盘的读写能力，从而可以提高数据读写速率，缩短数据重建时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种磁盘阵列数据备份方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种磁盘阵列的示意图；
图3为本发明又一实施例提供的一种磁盘阵列的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种磁盘阵列数据备份装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明实施例提供的一种磁盘阵列数据备份方法，包括步骤：
S10：将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数。
在磁盘阵列中，至少划分第一磁盘镜像区和第二磁盘镜像区，第一磁盘镜像区用于存储数据，第二磁盘镜像区用于写入备份数据。第一磁盘镜像区包括预设数量的磁盘。
向磁盘阵列中存储数据过程中，将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中。
S11：将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
向磁盘阵列中存储数据过程中，同时对存储数据进行备份，将待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘中，其中Y大于等于X。这样，对应第一磁盘镜像区中一块磁盘写入的存储数据，其备份数据散列化分布在第二磁盘镜像区的多个磁盘上。
当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据，以将备份数据写入到磁盘阵列的空闲块中进行数据重建。由于该故障磁盘的备份数据散列化分布在第二磁盘镜像区的多个磁盘上，因此进行数据重建读取备份数据时，能够利用多个磁盘的读写能力，从而能够提高数据读写速率，缩短数据重建时间。
具体的，在本实施例磁盘阵列数据备份方法的一种实施方式中，，所述磁盘阵列设置有作为热备盘的空闲磁盘。可参考图2，在图2所示的磁盘阵列中，第一磁盘镜像区中磁盘D3的存储数据，其备份数据在第二磁盘镜像区中以散列化方式分布在多个磁盘上。在本磁盘阵列中，预留有空闲磁盘S1和S2。
当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取对应该故障磁盘中存储数据的备份数据，写入到磁盘阵列中预留的空闲磁盘中，对故障磁盘进行数据重建和恢复。
在此数据重建过程中，故障磁盘中存储数据的备份数据以散列化方式分布在第二磁盘镜像区的多个磁盘上，因此从第二磁盘镜像中读取备份数据时，分别从第二磁盘镜像区的各磁盘读取数据，这样能够充分利用各个磁盘的读写能力，提高了数据读写速率，与现有技术相比能够提高数据恢复速率，缩短数据重建时间。
在本实施例磁盘阵列数据备份方法的另一种实施方式中，所述步骤S10还包括：在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
在本实施方式中，向磁盘阵列中存储数据过程中，将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，在写入过程中在第一磁盘镜像区中预留空闲块，所预留的空闲块以散列化方式分布在至少两个磁盘上。
这样，当出现某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据进行数据重建。在第一磁盘镜像区的磁盘中预留空闲块，并且，空闲块以散列化方式分布在至少两个磁盘上，将备份数据写入第一磁盘镜像区中预留的多个磁盘的空闲块中，能够利用第一磁盘镜像区中多个磁盘的读写能力，因此在数据恢复中能进一步提高数据读写能力，可以进一步提高数据读写速率，缩短数据重建时间。
在上一实施方式中，在磁盘阵列中预留作为热备盘的空闲磁盘，这种情况下，在磁盘阵列数据读写过程中，冗余盘即空闲磁盘不参与数据读写，会导致阵列中磁盘的读写能力损失。而本实施方式中，在磁盘阵列中不预留空闲磁盘，而是在磁盘镜像区中预留空闲块，这样避免了磁盘阵列数据读写能力的损失，可提高磁盘阵列的数据读写性能。
优选的，在本实施方式中，具体在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。可参考图3，在图3所示的磁盘阵列中，第一磁盘镜像区中磁盘D3的存储数据，其备份数据在第二磁盘镜像区中以散列化方式分布在多个磁盘上。另外，在本磁盘阵列中，在每一磁盘中预留空闲块。
在第一磁盘镜像区的每一磁盘预留空闲块。空闲块散列化分布在各个磁盘中，在对故障磁盘进行数据恢复时，从第二磁盘镜像区中各磁盘读取备份数据，将备份数据写入第一磁盘镜像区中预留的多个磁盘的空闲块中，能够充分利用各磁盘的读写能力，在进行数据重建和恢复时，磁盘阵列中数据读写过程是多对多的关系，避免了热点，可以大大提高磁盘阵列的故障恢复效率，缩短故障恢复时间。
相应的，请参考图4，本发明实施例还提供一种磁盘阵列数据备份装置，包括：
数据存储模块20，用于将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数；
数据备份模块21，用于将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
本实施例中，在磁盘阵列中，至少划分第一磁盘镜像区和第二磁盘镜像区，第一磁盘镜像区用于存储数据，第二磁盘镜像区用于写入备份数据。第一磁盘镜像区包括预设数量的磁盘。
向磁盘阵列中存储数据过程中，数据存储模块20将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中。
向磁盘阵列中存储数据过程中，同时对存储数据进行备份，数据备份模块21将待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘中，其中Y大于等于X。这样，对应第一磁盘镜像区中一块磁盘中的存储数据，其备份数据散列化分布在第二磁盘镜像区的多个磁盘上。
当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据，写入到磁盘阵列的空闲块中，对故障磁盘数据进行数据重建和恢复。本实施例磁盘阵列数据备份装置，由于将备份数据以散列化方式分布在第二磁盘镜像区的磁盘上，因此进行数据重建读取备份数据时，从第二磁盘镜像区的各磁盘读取数据，能够利用多个磁盘的读写能力，从而提高数据读写速率，缩短数据重建时间。
具体的，在本实施例磁盘阵列数据备份装置的一种实施方式中，所述磁盘阵列设置有作为热备盘的空闲磁盘。
当第一磁盘镜像区中的某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取对应该故障磁盘中存储数据的备份数据，写入到磁盘阵列中预留的空闲磁盘中，对故障磁盘进行数据重建和恢复。
在此数据重建过程中，故障磁盘中存储数据的备份数据以散列化方式分布在第二磁盘镜像区的多个磁盘上，因此从第二磁盘镜像中读取备份数据时，分别从第二磁盘镜像区的各磁盘读取数据，这样能够充分利用各个磁盘的读写能力，提高了数据读写速率，与现有技术相比能够提高数据恢复速率，缩短数据重建时间。
在本实施例磁盘阵列数据备份装置的另一种实施方式中，还包括空闲块预留模块，用于在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
在本实施方式中，向磁盘阵列中存储数据过程中，将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，在写入过程中，空闲块预留模块在第一磁盘镜像区中预留空闲块，所预留的空闲块以散列化方式分布在至少两个磁盘上。
这样，当出现某磁盘故障，从第二磁盘镜像区中读取该故障磁盘中存储数据的备份数据进行数据重建。在第一磁盘镜像区的磁盘中预留空闲块，并且，空闲块以散列化方式分布在至少两个磁盘上，将备份数据写入第一磁盘镜像区中预留的多个磁盘的空闲块中，能够利用第一磁盘镜像区中多个磁盘的读写能力，因此在数据恢复中能进一步提高数据读写能力，可以进一步提高数据读写速率，缩短数据重建时间。
在上一实施方式中，在磁盘阵列中预留作为热备盘的空闲磁盘，这种情况下，在磁盘阵列数据读写过程中，冗余盘即空闲磁盘不参与数据读写，会导致阵列中磁盘的读写能力损失。而本实施方式中，在磁盘阵列中不预留空闲磁盘，而是在磁盘镜像区中预留空闲块，这样避免了磁盘阵列数据读写能力的损失，可提高磁盘阵列的数据读写性能。
优选的，在本实施方式中，所述空闲块预留模块具体用于在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。
在第一磁盘镜像区的每一磁盘预留空闲块。空闲块散列化分布在各个磁盘中，在对故障磁盘进行数据恢复时，从第二磁盘镜像区中各磁盘读取备份数据，将备份数据写入第一磁盘镜像区中预留的多个磁盘的空闲块中，能够充分利用各磁盘的读写能力，在进行数据重建和恢复时，磁盘阵列中数据读写过程是多对多的关系，避免了热点，可以大大提高磁盘阵列的故障恢复效率，缩短故障恢复时间。
以上对本发明所提供的一种磁盘阵列数据备份方法及装置进行了详细介绍。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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种磁盘阵列数据备份方法，其特征在于，包括：
将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数；
将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
2.根据权利要求1所述的磁盘阵列数据备份方法，其特征在于，所述磁盘阵列设有作为热备盘的空闲磁盘。
3.根据权利要求1所述的磁盘阵列数据备份方法，其特征在于，还包括：在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
4.根据权利要求3所述的磁盘阵列数据备份方法，其特征在于，所述在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块包括：
在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。
5.一种磁盘阵列数据备份装置，其特征在于，包括：
数据存储模块，用于将待存储数据顺序写入第一磁盘镜像区的磁盘中，所述待存储数据在所述第一磁盘镜像区中占用X个所述磁盘，X为大于零的正整数；
数据备份模块，用于将所述待存储数据的备份数据，以散列化方式写入第二磁盘镜像区的Y个磁盘，其中Y为大于零的正整数，Y大于等于X。
6.根据权利要求5所述的磁盘阵列数据备份装置，其特征在于，所述磁盘阵列设置有作为热备盘的空闲磁盘。
7.根据权利要求5所述的磁盘阵列数据备份装置，其特征在于，还包括空闲块预留模块，用于在所述第一磁盘镜像区中预留以散列化方式分布在至少两个磁盘的空闲块。
8.根据权利要求7所述的磁盘阵列数据备份装置，其特征在于，所述空闲块预留模块具体用于在所述第一磁盘镜像区的每一所述磁盘预留空闲块。
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