CN107562380A - 一种raid2.0的数据块分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RAID2.0的数据块分配方法及装置，该方法的步骤包括：将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块；其中，物理硬盘位于物理硬盘组中；计算物理硬盘中数据块的使用率；判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘；如果是，则将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中；其中，同一个数据块组的空闲数据块均属于不同的物理硬盘。由于加入数据块组的数据块均属于物理硬盘组中使用率最小的物理硬盘中，因此能够为当前使用率较高的物理硬盘分担读写数据的压力。可见，本发明能够对RAID环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。

Description

一种RAID2.0的数据块分配方法及装置

技术领域

本发明涉及磁盘冗余阵列领域，特别是涉及一种RAID2.0的数据块分配方法及装置。

背景技术

随着技术的发展，物理硬盘的容量由GB级别发展到TB级别，但是对于物理硬盘读写速度的增长却较为有限。RAID作为冗余数据的磁盘阵列，当某一物理硬盘发生故障时进行数据重构，进而避免数据丢失，用于保障物理硬盘的数据安全。对于传统的RAID系统而言，在数据重构过程中没有关于可靠性的保障，如果在重构完成前出现坏盘就将造成数据丢失，并且由于当下物理硬盘的容量往往较大，因此数据重构的时间较长，进而重构过程中出现坏盘的概率大大增加。

RAID2.0作为增强型RAID技术，将物理硬盘分为数据块并作为最小数据保护单元以代替RAID技术中将硬盘作为最小数据保护单元，进而增加了数据保护单元的数量。此外，由于数据块通过构成数据块组以进行数据的读写，因此，无论是整个物理硬盘损坏，还是某个物理硬盘的某些数据块损坏，都会有更多的硬盘参与重构，进而极大的提高了重构速度。由于，每一个数据块组中的数据块往往来自于多个物理硬盘，因此对数据块的分配方式影响着物理硬盘的工作效率，进而影响RAID对于数据的读写效率。

由此可见，提供一种RAID2.0的数据块分配方法，保证RAID对于数据的高效率读写，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种RAID2.0的数据块分配方法及装置，能够对RAID2.0技术应用环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。

为解决上述技术问题，本发明提供一种RAID2.0的数据块分配方法，包括：

将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块；其中，物理硬盘位于物理硬盘组中；

计算物理硬盘中数据块的使用率；

判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘；

如果是，则将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中；其中，同一个数据块组的空闲数据块均属于不同的物理硬盘。

优选的，当判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘为否时，该方法进一步包括：

以空闲数据块数量最多的硬盘作为目标物理硬盘，并将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

优选的，该方法进一步包括：

判断物理硬盘是否有用于组建数据块组的空闲数据块；

如果否，则停止数据块组的组建。

优选的，该方法进一步包括：

记录目标物理硬盘的使用信息。

优选的，该方法进一步包括：

将使用率以及使用信息进行打印。

优选的，物理硬盘具体为类型相同的物理硬盘。

优选的，规定空间容量具体为64MB。

此外，本发明还提供一种RAID2.0的数据块分配装置，包括：

空间划分模块，用于将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块；

计算模块，用于计算物理硬盘中数据块的使用率；

判断模块，用于判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘，如果是，则调用第一分配模块；

第一分配模块，用于将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

优选的，该装置进一步包括：

第二分配装置，用于以空闲数据块数量最多的硬盘作为目标物理硬盘，并将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

优选的，该装置进一步包括：

信息记录模块，用于记录目标物理硬盘的使用信息。

本发明所提供的RAID2.0的数据块分配方法，将物理硬盘中的存储空间划分为固定的数据块，通过计算物理硬盘中数据块的使用率确定使用率最小的目标硬盘，将该硬盘中的空闲数据块加入数据块组。由于加入数据块组的数据块均属于物理硬盘组中使用率最小的物理硬盘中，因此能够为当前使用率较高的物理硬盘分担读写数据的压力。此外，由于RAID通过数据块组的形式读写数据，因此同一个数据块组中的空闲数据块均属于不同的物理硬盘的目的在于，防止同一个物理硬盘处理过多的数据读写，进而能够避免某一物理硬盘的工作压力过大影响整体的执行效率。可见，本发明能够对RAID环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。此外，本发明还提供一种RAID2.0的数据块分配装置，与上述的方法对应，有益效果如上所述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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RAID2.0的数据块分配方法流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种RAID2.0的数据块分配方法流程图；

图3为发明实施例提供的一种RAID2.0的数据块分配装置结构图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种RAID2.0的数据块分配方法，能够对RAID环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种RAID2.0的数据块分配方法流程图。请参考图1，RAID2.0的数据块分配方法的具体步骤包括：

步骤S10：将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块。

其中，物理硬盘位于物理硬盘组中；

需要说明的是，RAID2.0技术不以硬盘作为数据保护的基本单元，而是以数据块(Drive Chunk)作为保护数据单元，因此对于数据的存储以及重构都是以数据块为单位进行。。在实际情况中，可能存在有多个物理硬盘组，为了使物理硬盘之间协同工作的效率更高，往往每一个物理盘组中的物理硬盘均属于同种类型。另外，划分的数据块容量可以根据需要人工进行设定，进而数据块将均以所设定的固定容量被划分。

步骤S11：计算物理硬盘中数据块的使用率。

本步骤中的使用率具体计算方法为，物理硬盘的已被分配的数据块数量与总数据块数量的比值，根据使用率能够直接的反映出物理硬盘的可用空间情况，进而为后续对数据块的分配提供了判断基础。需要说明的是，本方法采用循环的方式选取物理硬盘的数据块以存储数据，每选取一个数据块，已被分配的数据块数量就加一，进而物理硬盘的使用率相对增长。

步骤S12：判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘，如果是，则执行步骤S13。

可以理解的是，在存储系统中，应尽可能均衡多个物理硬盘之间的负载，进而能够提高整体性能，并且使存储系统的整体负载更小。当物理硬盘组中存在有使用率最小的目标物理硬盘，则说明该目标物理硬盘的可用资源的占比相较于其他物理硬盘组中的物理硬盘更高，进而该目标物理硬盘的负载最小，可以在后续步骤中用于提供数据块存储数据以均衡存储系统的整体负载。

步骤S13：将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

其中，同一个数据块组的空闲数据块均属于不同的物理硬盘。

可以理解的是，为了平衡物理硬盘组中整体的硬盘性能，在分配数据块到数据块组时先使用该目标物理硬盘的数据块。需要说明的是，本方法可以采用多种类型的物理硬盘共同提供数据块，例如由不同转速的机械硬盘与SSD硬盘共同提供数据块，在此不做具体限定。

本发明所提供的RAID2.0的数据块分配方法，将物理硬盘中的存储空间划分为固定的数据块，通过计算物理硬盘中数据块的使用率确定使用率最小的目标硬盘，将该硬盘中的空闲数据块加入数据块组。由于加入数据块组的数据块均属于物理硬盘组中使用率最小的物理硬盘中，因此能够为当前使用率较高的物理硬盘分担读写数据的压力。此外，由于RAID通过数据块组的形式读写数据，因此同一个数据块组中的空闲数据块均属于不同的物理硬盘的目的在于，防止同一个物理硬盘处理过多的数据读写，进而能够避免某一物理硬盘的工作压力过大影响整体的执行效率。可见，本发明能够对RAID环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。

实施例二

图2为本发明实施例提供的另一种RAID2.0的数据块分配方法流程图。图2中步骤S10-S13与图1相同，在此不再赘述。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，当判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘为否时，该方法进一步包括：

步骤S20：以空闲数据块数量最多的硬盘作为目标物理硬盘，并将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

可以理解的是，在判断使用率最小的物理硬盘时，可能会出现两个或多个物理硬盘的使用率均为最小的情况发生，此时则需要进行进一步的选择。由于物理硬盘中的可用数据块的数量是直接关系到物理硬盘可用资源，而可用资源较多的硬盘往往更能分担数据的读写任务。因此，可以选择空闲数据块数量最多的硬盘作为目标物理硬盘，并将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。当然，有可能会出现两个或多个物理硬盘的空闲数据块也相同的情况，此时可以根据物理硬盘的实际工作状态等参数挑选工作状态最好的目标物理硬盘的数据块加入数据块组，在此不做具体限定。

此外，作为一种优选的实施方式，该方法进一步包括：

判断物理硬盘是否有用于组建数据块组的空闲数据块；

如果否，则停止数据块组的组建。

可以理解的是，组件数据块组的前提是物理硬盘中具有可用的数据块资源，因此判断物理硬盘是否有用于组建数据块组的空闲数据块，当物理硬盘中没有用于组建数据块组的空闲数据块时，需要停止对于数据块组的组建。后续可以通过提示信息的方式告知用户，用户也可以添加新的物理硬盘以提供可用资源，在此均不作限定。

此外，作为一种优选的实施方式，该方法进一步包括：

记录目标物理硬盘的使用信息。

由于RAID重建需要找到空闲的数据块以存放故障数据块的数据，因此记录目标物理硬盘的使用信息是为了在RAID重建时能够快速准确的找到空闲的数据块，进而使后续的RAID重建更加快捷高效。

此外，作为一种优选的实施方式，该方法进一步包括：

将使用率以及使用信息进行打印。

可以理解的是，将使用率以及使用信息进行打印能够使用户对于物理硬盘的使用情况更加直观的了解，避免了用户需要通过查询日志等记录文件获取物理硬盘的使用率以及使用信息的繁琐步骤，提高了用户的使用体验。

此外，作为一种优选的实施方式，物理硬盘具体为类型相同的物理硬盘。

可以理解是，由于不同种类的物理硬盘在工作效率以及方式上存在有差异，相同类型的物理硬盘共同工作相互之间的数据读写速率一致因此能够更加同步的完成数据读写操作。因此物理硬盘具体为类型相同的物理硬盘能够保证数据块组中的数据块协同工作更加流畅，避免多余的开销，进而进一步保证RAID对于数据的高效率读写。

此外，作为一种优选的实施方式，规定空间容量具体为64MB。

可以理解的是，如果对于数据块的容量划分过小，则会导致数据块总量过大，进而对于数据块的管理更加复杂，将带来额外的开销，如果对于数据块的容量划分过大则会造成数据块的空间浪费。规定空间容量具体为64MB既能够保证数据块的空间足够数据读写时使用，也不会导致数据块的总量过大，因此相对节省了对数据块的管理开销，因此可以将64MB作为默认的数据块空间容量，但是用户可以根据具体需要进行其它空间容量的设定，例如128MB、256MB、512MB、1024MB等，在此不做具体限定。

实施例三

在上文中对于RAID2.0的数据块分配方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供一种与该方法对应的RAID2.0的数据块分配装置，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图3为发明实施例提供的一种RAID2.0的数据块分配装置结构图。本发明实施例提供的RAID2.0的数据块分配装置，具体包括：

空间划分模块10，用于将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块。

计算模块11，用于计算物理硬盘中数据块的使用率。

判断模块12，用于判断物理硬盘组中是否唯一存在使用率最小的目标物理硬盘，如果是，则调用第一分配模块13。

第一分配模块13，用于将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

本发明所提供的RAID2.0的数据块分配装置，将物理硬盘中的存储空间划分为固定的数据块，通过计算物理硬盘中数据块的使用率确定使用率最小的目标硬盘，将该硬盘中的空闲数据块加入数据块组。由于加入数据块组的数据块均属于物理硬盘组中使用率最小的物理硬盘中，因此能够为当前使用率较高的物理硬盘分担读写数据的压力。此外，由于RAID通过数据块组的形式读写数据，因此同一个数据块组中的空闲数据块均属于不同的物理硬盘的目的在于，防止同一个物理硬盘处理过多的数据读写，进而能够避免某一物理硬盘的工作压力过大影响整体的执行效率。可见，本发明能够对RAID环境下的物理硬盘进行更加均衡的工作分配，进而保证RAID对于数据的高效率读写。

在实施例三的基础上，该装置还包括：

第二分配装置，用于以空闲数据块数量最多的硬盘作为目标物理硬盘，并将目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

在实施例三的基础上，该装置还包括：

信息记录模块，用于记录目标物理硬盘的使用信息。

以上对本发明所提供的一种RAID2.0的数据块分配方法及装置进行了详细介绍。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。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。

还需要说明的是，在本说明书中，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。

Claims (10)

1.一种RAID2.0的数据块分配方法，其特征在于，包括：

将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块；其中，所述物理硬盘位于物理硬盘组中；

计算所述物理硬盘中所述数据块的使用率；

判断所述物理硬盘组中是否唯一存在所述使用率最小的目标物理硬盘；

如果是，则将所述目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中；其中，同一个所述数据块组的所述空闲数据块均属于不同的所述物理硬盘。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述判断所述物理硬盘组中是否唯一存在所述使用率最小的目标物理硬盘为否时，该方法进一步包括：

以空闲数据块数量最多的所述硬盘作为所述目标物理硬盘，并将所述目标物理硬盘中的所述空闲数据块加入数据块组中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

判断所述物理硬盘是否有用于组建所述数据块组的空闲数据块；

如果否，则停止所述数据块组的组建。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

记录所述目标物理硬盘的使用信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

将所述使用率以及所述使用信息进行打印。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理硬盘具体为类型相同的物理硬盘。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述规定空间容量具体为64MB。

8.一种RAID2.0的数据块分配装置，其特征在于，包括：

空间划分模块，用于将物理硬盘的存储空间划分为规定空间容量的数据块；

计算模块，用于计算所述物理硬盘中所述数据块的使用率；

判断模块，用于判断所述物理硬盘组中是否唯一存在所述使用率最小的目标物理硬盘，如果是，则调用第一分配模块；

所述第一分配模块，用于将所述目标物理硬盘中的空闲数据块加入数据块组中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

第二分配装置，用于以空闲数据块数量最多的所述硬盘作为所述目标物理硬盘，并将所述目标物理硬盘中的所述空闲数据块加入数据块组中。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

信息记录模块，用于记录所述目标物理硬盘的使用信息。