CN107544759B - 一种磁盘阵列io分配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁盘阵列IO分配系统及方法，通过磁盘读写测试模块分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出测试结果，比较各个测试项的测试结果与相应预设值的大小，当测试项的测试结果小于预设值时，将测试项的测试结果反馈至管理模块；管理模块根据所接收到的测试项的测试结果，确定出磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在读写性能缺陷的磁盘分配与读写性能缺陷对应的读写IO，可见，本发明规避向出现某种或某些读写性能损耗的磁盘分配与读写性能损耗类别相应的读写IO，可以提高机械盘的使用效率和磁盘阵列的读写速度。

Description

一种磁盘阵列IO分配系统及方法

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种磁盘阵列IO分配系统及方法。

背景技术

随着存储技术以及需求的不断发展，机械磁盘的应用也越来越广泛。

当前，诸如SATA机械盘等是磁盘阵列的常见组成部分。磁盘阵列中的机械盘在运行过程中，有时会出现读写性能损耗，其导致原因可能是内部或外部因素。内部因素可能是机械盘的构成，即机械盘本身的构造导致了机械盘在震动的时候可能会对性能造成很大的影响；外部因素可能是其它机械盘的震动或者是其它，例如，在磁盘阵列中，众多机械盘自身马达的转动和风扇散热的震动都是不可避免的，这样就容易导致某些硬盘的读写能力产生不小的损耗。

某些硬盘出现读写性能损耗，如果不加以分辨、规避，必定会影响到整个磁盘阵列的读写速度的。因此，如何分辨出磁盘阵列中的硬盘哪种读写性能出现损耗，并加以规避是本领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁盘阵列IO分配系统及方法，以解决现有磁盘阵列中机械盘出现读写性能损耗进而导致整个磁盘阵列的读写速度和使用效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种磁盘阵列IO分配系统，包括管理模块、磁盘读写测试模块及机械盘存储模块；

所述磁盘读写测试模块用于分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个所述磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个所述测试项的测试结果与相应预设值的大小，当所述测试项的测试结果小于所述预设值时，将所述测试项的测试结果反馈至所述管理模块；

所述管理模块用于根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在所述读写性能缺陷的所述磁盘分配与所述读写性能缺陷对应的读写IO，所述读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合。

可选地，还包括迁移模块，用于当符合预设迁移条件时，将存在所述读写性能缺陷的所述磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储。

可选地，所述管理模块包括比对子模块，用于将当前磁盘的各个所述测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定所述当前磁盘是否存在所述读写性能缺陷。

可选地，所述磁盘读写测试模块还包括修改子模块，用于接收用户的修改指令，修改各个所述测试项的数据块大小。

可选地，还包括日志模块，用于记录所述测试结果。

可选地，还包括报警模块，用于当所述磁盘所述测试项的测试结果偏离所述预设值达到预设阈值时，发出报警信息。

一种磁盘阵列IO分配方法，包括：

磁盘读写测试模块分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个所述磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个所述测试项的测试结果与相应预设值的大小，当所述测试项的测试结果小于所述预设值时，将所述测试项的测试结果反馈至管理模块；

所述管理模块根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在所述读写性能缺陷的所述磁盘分配与所述读写性能缺陷对应的读写IO，所述读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合。

可选地，在所述确定出所述磁盘存在读写性能缺陷之后还包括：

当符合预设迁移条件时，迁移模块将存在所述读写性能缺陷的所述磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储。

可选地，所述根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘存在读写性能缺陷包括：

所述管理模块将当前磁盘的各个所述测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定所述当前磁盘是否存在所述读写性能缺陷。

可选地，还包括：

所述磁盘读写测试模块接收用户的修改指令，修改各个所述测试项的数据块大小。

本发明所提供的一种磁盘阵列IO分配系统及方法，通过磁盘读写测试模块分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个磁盘的各个测试项的测试结果，比较各个测试项的测试结果与相应预设值的大小，当测试项的测试结果小于预设值时，将测试项的测试结果反馈至管理模块；管理模块根据所接收到的测试项的测试结果，确定出磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在读写性能缺陷的磁盘分配与读写性能缺陷对应的读写IO，读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合。

可见，本发明通过对各个磁盘进行多种读写性能测试，根据测试结果来判断区分出各个磁盘是否出现读写性能损耗，以及出现损耗的是哪种读写性能，可以分辨出磁盘出现哪种读写性能损耗；然后，在分配读写IO时，不给出现某种或某些读写性能损耗的磁盘分配与读写性能损耗类别相应的读写IO，例如，规避给出现4K随机读写性能缺陷的磁盘分配4K随机读写IO。这样，可以提高机械盘的使用效率和磁盘阵列的读写速度。

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，还可以根据提供的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IO分配系统的结构示意框图；

图2为本发明实施例提供的另一种磁盘阵列IO分配系统的结构示意框图；

图3为本发明实施例提供的一种磁盘阵列IO分配方法的流程示意图。

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。

参见图1示出的本发明实施例提供的一种磁盘阵列IO分配系统的结构示意框图，该系统可以包括管理模块11、磁盘读写测试模块12及机械盘存储模块13；

磁盘读写测试模块12用于分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个测试项的测试结果与相应预设值的大小，当测试项的测试结果小于预设值时，将测试项的测试结果反馈至管理模块；

管理模块11用于根据所接收到的测试项的测试结果，确定出磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在读写性能缺陷的磁盘分配与读写性能缺陷对应的读写IO，读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合。

可以理解，磁盘读写测试模块可以定时分别对磁盘阵列中的各个磁盘进行多项读写性能测试，而测试周期可以根据实际需求进行设定；当然，也可以不定时对各个磁盘进行多项读写性能测试，此时，可以是根据需求，任何时候都可以进行读写性能测试，也可以一直进行读写性能测试。

对各个磁盘进行多项读写性能测试时，应至少进行4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试，还可以进行除此之外的其它读写性能测试，在此不作限定。

磁盘读写测试模块进行多项读写性能测试，会得出各个测试项的测试结果，例如，当测试项为4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试时，得出的测试结果应为4K随机读写测试结果、4K连续读写测试结果、256K随机读写测试结果及256K连续读写测试结果。

得出各个测试项的测试结果之后，磁盘读写测试模块需要判断测试结果与预设理论值间的大小，即各个测试项的测试结果均匀其预设值进行比较大小，当测试结果大于预设值时，则判断该测试项的读写性能良好，当测试小于预设值时，则判断该测试项出现读写性能损耗。上述预设值可以是根据经验、实际需求进行设定的，各个测试项都应有相应的预设值。

磁盘读写测试模块判断出某个磁盘的某种或某些读写性能出现损耗时，会将相应的磁盘的测试项结果反馈至管理模块，例如，当某个磁盘的4K随机读写和256K随机读写出现损耗时，将4K随机读写测试结果和25K随机读写测试结果通过带内反馈至管理模块。

需要说明，一般地，4K数据块可以称之为小数据块，256K数据块称之为大数据块，这样，4K读写和256K读写也可以称之为小数据块读写和大数据块读写。其中，4K随机读写测试、256K随机读写测试等只是单纯限定了测试的数据块大小。但是，在某些情况下，可能需要测试的数据块不是4K或者是256K的，而是更大或更小的数据块。

此时，为更好适应这种情况，在一些具体实施方式中，可以为磁盘读写测试模块增加修改数据块大小功能。也即，磁盘读写测试模块还可以包括子模块，用于接收用户的修改指令，修改各个测试项的数据块大小。这样，可以根据需求，将测试的数据块大小修改为1M、2M或其它，以对不同大小的数据块进行读写性能测试。当然，还可以相应地修改总测试数据量。

可以看出，增加修改功能，可以适应不同场景下的读写性能测试。

磁盘读写测试模块将测试结果反馈至管理模块，管理模块可以根据所接收到的测试结果，判断出相应磁盘是否出现读写性能损耗，出现损耗的是哪一种读写性能。

具体地，可以直接根据接收到的测试结果即判断相应磁盘的相应测试项出现损耗，即接收到哪个磁盘的哪个测试项的测试结果，则判断该磁盘的该测试项对应的读写性能出现损耗。例如，管理模块接收到的测试结果是A磁盘的4K随机读写测试结果，则判断A磁盘的4K随机读写性能出现损耗。直接根据测试结果来判断读写性能是否出现损耗，其本质是基于磁盘读写测试模块将低于预设值的测试结果反馈至管理模块，也即磁盘读写测试模块已经根据数据大小判断出了哪个磁盘存在哪种读写性能缺陷。

在一般情况下可以直接使用磁盘读写测试模块的判断结果作为最终的判断结果，但是，在一些特殊情况下，例如，磁盘阵列中出现大面积的读写性能损耗，为保证磁盘阵列的正常运行，管理模块还可以通过对比其它磁盘的测试结果，来确定出规避发送相应读写IO的磁盘。

故在一些具体实施方式中，管理模块可以比对子模块，用于将当前磁盘的各个测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定当前磁盘是否存在读写性能缺陷。即管理模块需要将每一磁盘的测试结果与其它磁盘的测试结果对比，来确定各个磁盘是否存在读写性能缺陷。具体地可以通过设置一个比例值，来选取出规避发送相应读写IO的磁盘。例如，根据4K随机读写测试的测试结果，将所有的磁盘按读写性能排序，从低至高选取前5％的磁盘作为规避发送4K随机读写IO的磁盘，即不给选取出的磁盘发送4K随机读写IO。

管理模块根据测试结果，可以确定出磁盘的读写性能缺陷。而由于测试项有多个，故读写性能缺陷的种类也应有多个，即读写测试项至少包括4K随机读写、4K连续读写、256K随机读写及256K连续读写，读写性能缺陷类别也应至少有4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷。且每个磁盘可能出现任意读写性能缺陷，也可能同时出现任意多种读写性能缺陷。

确定出哪些磁盘出现哪种读写性能缺陷后，管理模块会主动规避向存在读写性能缺陷的磁盘发送相应类别的读写IO，例如，当某个磁盘出现4K随机读写性能缺陷时，则不会给这磁盘分配4K随机写入IO，而4K随机读取IO可以分配给此磁盘，也可以不分配，等待该磁盘内数据块迁移至其它完好的磁盘中再分配。这样，规避向存在读写性能缺陷的磁盘发送相应的读写IO，提高了磁盘的使用效率和磁盘阵列的读写速度。

本实施例中，通过对各个磁盘进行多种读写性能测试，根据测试结果来判断区分出各个磁盘是否出现读写性能损耗，以及出现损耗的是哪种读写性能，可以分辨出磁盘出现哪种读写性能损耗；然后，在分配读写IO时，不给出现某种或某些读写性能损耗的磁盘分配与读写性能损耗类别相应的读写IO，例如，规避给出现4K随机读写性能缺陷的磁盘分配4K随机读写IO。这样，可以提高机械盘的使用效率和磁盘阵列的读写速度。

基于上述实施例，参见图2示出的本发明实施例提供的另一种磁盘阵列IO分配系统的结构示意框图，该系统还可以包括迁移模块14、日志模块15和报警模块16；迁移模块用于当符合预设迁移条件时，将存在读写性能缺陷的磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储；日志模块用于记录测试结果；报警模块用于当磁盘测试项的测试结果偏离预设值达到预设阈值时，发出报警信息。

需要说明，上述预设迁移条件可以具体为系统处于空闲状态，即在系统空闲时候，将存在读写性能缺陷的磁盘的相应数据块迁入至其它完好的磁盘中存储。例如，将存在4K随机读写性能缺陷的磁盘内的4K数据块迁移至4K随机读写性能良好的磁盘内。

上述日志模块内记录着各个磁盘的测试结果，这样，用户可以通过查看日志模块，可以确定出哪块磁盘需要更换。

上述当磁盘测试项的测试结果偏离预设值达到预设阈值指的是测试结果和预设值间的差值大于或等于预设阈值时。此处的偏离指的是测试结果小于预设阈值的偏离程度。这样，当某个磁盘与预设值相差较大时，该磁盘的相应读写性能存在较大缺陷，为保证磁盘阵列的正常运行，可以通过发送报警信息，通知相关人员，以使相关人员及时更换相应磁盘。

可以看出，本实施例通过增加日志模块、迁移模块和报警模块，可以进一步提高系统的性能。

下面对本发明实施例提供的一种磁盘阵列IO分配方法进行介绍，下文描述的一种磁盘阵列IO分配方法与上文描述的一种磁盘阵列IO分配系统可相互对应参照。

请参考图3，图3为本发明实施例提供的一种磁盘阵列IO分配方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：

步骤301：磁盘读写测试模块分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个测试项的测试结果与相应预设值的大小，当测试项的测试结果小于预设值时，将测试项的测试结果反馈至管理模块；

步骤302：管理模块根据所接收到的测试项的测试结果，确定出磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在读写性能缺陷的磁盘分配与读写性能缺陷对应的读写IO，读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合。

在一些具体实施方式中，在确定出磁盘存在读写性能缺陷之后还可以包括：

当符合预设迁移条件时，迁移模块将存在读写性能缺陷的磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储。

可选地，根据所接收到的测试项的测试结果，确定出磁盘存在读写性能缺陷包括：

管理模块将当前磁盘的各个测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定当前磁盘是否存在读写性能缺陷。

在一些具体实施方式中，该方法还可以包括：

磁盘读写测试模块接收用户的修改指令，修改各个测试项的数据块大小。

需要说明，本实施例与上述各个实施例的相似之处可相互参见，在此不再赘述。

本实施例中，该方法通过对各个磁盘进行多种读写性能测试，根据测试结果来判断区分出各个磁盘是否出现读写性能损耗，以及出现损耗的是哪种读写性能，可以分辨出磁盘出现哪种读写性能损耗；然后，在分配读写IO时，不给出现某种或某些读写性能损耗的磁盘分配与读写性能损耗类别相应的读写IO，例如，规避给出现4K随机读写性能缺陷的磁盘分配4K随机读写IO。这样，可以提高机械盘的使用效率和磁盘阵列的读写速度。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的磁盘阵列IO分配系统及方法进行了详细介绍。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IO分配系统，其特征在于，包括管理模块、磁盘读写测试模块及机械盘存储模块；

所述磁盘读写测试模块用于分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个所述磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个所述测试项的测试结果与相应预设值的大小，当所述测试项的测试结果小于所述预设值时，将所述测试项的测试结果反馈至所述管理模块；

所述管理模块用于根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在所述读写性能缺陷的所述磁盘分配与所述读写性能缺陷对应的读写IO，所述读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合；所述读写性能缺陷指所述测试项的测试结果小于所述预设值；

所述管理模块包括比对子模块，用于将当前磁盘的各个所述测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定所述当前磁盘是否存在所述读写性能缺陷。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括迁移模块，用于当符合预设迁移条件时，将存在所述读写性能缺陷的所述磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁盘读写测试模块还包括修改子模块，用于接收用户的修改指令，修改各个所述测试项的数据块大小。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括日志模块，用于记录所述测试结果。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括报警模块，用于当所述磁盘所述测试项的测试结果偏离所述预设值达到预设阈值时，发出报警信息。

6.一种磁盘阵列IO分配方法，其特征在于，包括：

磁盘读写测试模块分别对磁盘阵列各个磁盘进行至少包括4K随机读写测试、4K连续读写测试、256K随机读写测试及256K连续读写测试的读写性能测试，得出各个所述磁盘的各个测试项的测试结果；比较各个所述测试项的测试结果与相应预设值的大小，当所述测试项的测试结果小于所述预设值时，将所述测试项的测试结果反馈至管理模块；

所述管理模块根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘是否存在读写性能缺陷，并规避给存在所述读写性能缺陷的所述磁盘分配与所述读写性能缺陷对应的读写IO，所述读写性能缺陷为至少包括4K随机读写性能缺陷、4K连续读写性能缺陷、256K随机读写性能缺陷及256K连续读写性能缺陷的多种读写性能缺陷的任意一种或任意组合；所述读写性能缺陷指所述测试项的测试结果小于所述预设值；

其中，所述根据所接收到的所述测试项的测试结果，确定出所述磁盘存在读写性能缺陷包括：

所述管理模块将当前磁盘的各个所述测试项的测试结果与所有磁盘对应的测试项的测试结果进行对比，确定所述当前磁盘是否存在所述读写性能缺陷。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述确定出所述磁盘存在读写性能缺陷之后还包括：

当符合预设迁移条件时，迁移模块将存在所述读写性能缺陷的所述磁盘内的对应数据块迁移至预设磁盘进行存储。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

所述磁盘读写测试模块接收用户的修改指令，修改各个所述测试项的数据块大小。

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