CN107643877A - 磁盘故障检测方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁盘故障检测方法以及装置，涉及计算机技术领域。本发明的方法包括：获取磁盘的写入速度的波动累积信息；根据写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。本发明通过磁盘的写入速度的波动累积信息判断磁盘出现故障的可能性，由于磁盘写入速度的波动可以反映磁盘是否受损，因此，能够在磁盘彻底损坏之前对磁盘及时进行处理，避免宕机、数据丢失，提高系统的可靠性，此外，由于根据写入速度的波动累积信息判断磁盘的故障情况，避免了将磁盘一次正常的波动视为磁盘故障，降低了误判的概率。

Description

磁盘故障检测方法以及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种磁盘故障检测方法以及装置。

背景技术

机械磁盘的器件故障时有发生，现有技术中通过配置具有高冗余能力的磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks，RAID)，将相同的数据存储在多个磁盘上，其中一个磁盘损坏时，仍可以读取数据。

但是，对于某些系统(例如采用x86计算机(PC)服务器集群的系统)，由于成本的原因，往往不能每台机器都配置磁盘阵列。因此，磁盘或磁盘接口板卡甚至主板上磁盘输入/输出(I/O)芯片的突然损坏而造成非核心节点的宕机、数据丢失，并且恢复系统费时费力。并且，由于不能在磁盘损坏前对磁盘的状况进行判断，只能等到物理磁盘损坏、系统出现故障后才能处理，造成损失。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：如何在磁盘损坏前诊断磁盘损坏的可能性。

发明人通过观察实际的存储系统，发现通常磁盘在彻底损坏之前写入速度会明显下降并持续出现，或者磁盘的写入速度出现多次上下波动，由此，提出本方案。

根据本发明的一个方面，提供的一种磁盘故障检测方法，包括：获取磁盘的写入速度的波动累积信息；根据写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

根据本发明的另一个方面，提供的一种磁盘故障检测装置，包括：信息获取单元，用于获取磁盘的写入速度的波动累积信息；故障判断单元，用于根据写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

本发明通过磁盘的写入速度的波动累积信息判断磁盘出现故障的可能性，由于磁盘写入速度的波动可以反映磁盘是否受损，因此，能够在磁盘彻底损坏之前对磁盘及时进行处理，避免宕机、数据丢失，提高系统的可靠性，此外，由于根据写入速度的波动累积信息判断磁盘的故障情况，避免了将磁盘一次正常的波动视为磁盘故障，降低了误判的概率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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示出本发明的一个实施例的磁盘故障检测方法的流程示意图。

图2示出本发明的一个优选实施例的磁盘故障检测方法的流程示意图。

图3示出本发明的另一个优选实施例的磁盘故障检测方法的流程示意图。

图4示出本发明的又一个优选实施例的磁盘故障检测方法的流程示意图。

图5示出本发明的一个实施例的磁盘故障检测装置的结构示意图。

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，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

针对现有技术中不能对磁盘的故障进行预估，只能等到物理磁盘损坏、系统出现故障后才能处理，造成宕机、数据丢失的问题，提出本方案。

发明人通过观察实际的存储系统，发现通常磁盘在彻底损坏之前写入速度会明显下降并持续出现，或者磁盘的写入速度出现多次上下波动。因此，本方案中通过磁盘写入速度的波动情况，预估磁盘是否出现故障。

以下参考图1至图4描述本发明的磁盘故障检测方法。

图1为本发明方磁盘故障检测法一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例的方法包括：

步骤S102，获取磁盘的写入速度的波动累积信息。

其中，磁盘为目前一般计算机中的存储设备，包括硬盘和软盘。可以通过监控软件读取写入速度也可以根据一定时间内磁盘空间的变化情况计算写入速度。

可以根据磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息中的至少一项信息，来确定磁盘的写入速度的波动累积信息。磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息例如采用以下方法确定：将磁盘的写入速度的周期性采样结果与预设值进行比较，其中，预设值是根据磁盘的平均写入速度确定(预设值例如为1/2平均写入速度)；根据各个周期的比较结果确定磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息。例如，根据各个周期的比较结果，确定在预设时间范围内磁盘的写入速度的波动了多少次。又例如，如果磁盘的写入速度的周期性采样结果达到预设值，则提升磁盘的健康等级，否则降低磁盘的健康等级，从而获得磁盘的健康等级变化信息。

步骤S104，根据写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

例如，在一定预设时间内，磁盘的写入速度的波动次数达到预设波动次数，则判断磁盘故障，或者，磁盘的健康等级降低到预设等级(例如为0)，则判断磁盘故障。当判断出磁盘出现故障后，及时进行相应的处理，例如不再发送新人任务到该节点的机器，并立即进行故障告警，进行维修。

上述实施例的方法，通过磁盘的写入速度的波动累积信息判断磁盘出现故障的可能性，由于磁盘写入速度的波动可以反映磁盘是否受损，因此，能够在磁盘彻底损坏之前对磁盘及时进行处理，避免宕机、数据丢失，提高系统的可靠性。此外，由于磁盘的写入速度存在正常的波动情况，仅以固定阈值及单次磁盘写入速度的快慢判断是否存在潜在故障磁盘，容易造成误判，因此，根据写入速度的波动累积信息并根据平均写入速度确定动态的预设值作为判断标准判断磁盘的故障情况，避免了将磁盘一次正常的波动视为磁盘故障，降低了误判的概率。

以下参考图2至图4描述本发明磁盘故障检测方法的几个优选的实施例。

图2为本发明磁盘故障检测方法的一个优选实施例的流程图。如图2所示，根据磁盘的写入速度为磁盘定义正常状态和预告警状态两个状态，磁盘处于正常状态时表示磁盘的写入速度没有出现较大变化，当磁盘的写入速度下降较多则进入预告警状态，在预告警状态需要进一步观测磁盘的写入速度，同时调整磁盘的健康等级，根据磁盘的写入速度在预设时间范围T内的波动次数或者磁盘的健康等级变化信息，判断磁盘的故障情况。该实施例的方法包括：

步骤S202，初始化磁盘的平均写入速度S，表示磁盘处于正常状态的预设正常等级N₀，观测时间T以及预设波动次数M。

其中，平均写入速度S和预设正常等级N₀可以根据经验值进行设定。

步骤S204，获取磁盘的当前写入速度a，并更新磁盘的平均写入速度S。

其中，周期性对磁盘的写入速度进行采样，采样周期例如为1秒。

步骤S206，将磁盘的写入速度a与预设值进行比较，如果磁盘的写入速度达到预设值，则间隔采样周期后执行步骤S204，如果磁盘的写入速度小于预设值，则执行步骤S208。

其中，预设值例如为S/2。

步骤S208，磁盘进入预告警状态，更新波动次数m，将磁盘的健康等级降低一级N＝N-1。

其中，m初始值为0，每次磁盘由正常状态进入预告警状态则m值加1，即m＝m+1。

步骤S210，判断波动次数m是否达到预设波动次数M，如果达到则进行故障告警，否则，执行步骤S212。

步骤S212，获取磁盘的当前写入速度a，并更新磁盘的平均写入速度S。

步骤S214，将磁盘的写入速度a与预设值进行比较，如果磁盘的写入速度达到预设值，则执行步骤S216，否则执行步骤S220。

其中，预设值与正常状态时的预设值一致，例如为S/2。

步骤S216，将磁盘的健康等级提升一级N＝N+1。

步骤S218，判断磁盘的健康等级是否达到N₀，如果达到则磁盘进入正常状态，并间隔采样周期后执行步骤S204，否则，间隔采样周期后执行步骤S212。

步骤S220，将磁盘的健康等级降低一级N＝N-1。

步骤S222，判断磁盘的健康等级是否大于预设等级，如果大于，则间隔采样周期后执行步骤S212，否则进行故障告警。

其中，预设等级例如为0。

值得注意，上述方法中，在预设时间范围T内，观测波动次数m是否达到预设波动次数M，如果达到则进行故障告警，否则，将m重新置为0，并重新开始计时。如果根据健康等级进行判断则不必考虑时间问题，只要磁盘的健康等级降低到预设等级，则进行故障告警。

上述实施例的方法，将磁盘由正常状态进入预告警状态的一次过程作为一次波动，即磁盘的写入速度下降再上升的一次过程作为一波动，通过预设时间范围内的波动次数是否达到预设波动次数判断磁盘是否故障，同时还能根据磁盘健康等级的下降情况即磁盘的写入速度下降情况判断磁盘是否故障，提升了预估磁盘故障的准确度，避免了将一次写入速度的正常的波动情况视为磁盘故障，此外，采用动态的预设值与磁盘的写入速度进行比较，进一步提高了预估的准确度，提高了系统的可靠性。

图3为本发明磁盘故障检测方法的另一个优选实施例的流程图。如图3所示，该方法中将磁盘的写入速度的一次较大的下降作为一次波动，在预设时间范围内根据波动次数判断磁盘是否故障。该实施例的方法包括：

步骤S302，初始化磁盘的平均写入速度S，观测时间T以及预设波动次数M。

步骤S304，获取磁盘的当前写入速度a，并更新磁盘的平均写入速度S。

其中，周期性对磁盘的写入速度进行采样，采样周期例如为1秒。

步骤S306，将磁盘的写入速度a与预设值进行比较，如果磁盘的写入速度达到预设值，则间隔采样周期后执行步骤S304，如果磁盘的写入速度小于预设值，则执行步骤S308。

其中，预设值例如为S/2。

步骤S308，判断波动次数m是否达到预设波动次数M，如果达到则进行故障告警，否则，间隔采样周期后执行步骤S304。

其中，m初始值为0。

值得注意，上述方法中，在预设时间范围T内，观测波动次数m是否达到预设波动次数M，如果达到则进行故障告警，否则，将m重新置为0，并重新开始计时。

上述实施例的方法，将磁盘的写入速度的一次较大的下降作为一次波动，根据预设时间范围内磁盘写入速度突然大幅下降的次数判断磁盘是否故障，避免了将一次写入速度的正常的波动情况视为磁盘故障，此外，采用动态的预设值与磁盘的写入速度进行比较，进一步提高了预估的准确度，提高了系统的可靠性。

图4为本发明磁盘故障检测方法的又一个优选实施例的流程图。如图4所示，该方法中，根据磁盘的健康等级的下降情况判断磁盘是否故障。该实施例的方法包括：

步骤S402，初始化磁盘的平均写入速度S，表示磁盘处于正常状态的预设正常等级N₀。

步骤S404，获取磁盘的当前写入速度a，并更新磁盘的平均写入速度S。

步骤S406，将磁盘的写入速度a与预设值进行比较，如果磁盘的写入速度达到预设值，则执行步骤S408，如果磁盘的写入速度小于预设值，则执行步骤S412。

其中，预设值例如为S/2。

步骤S408，判断磁盘的健康等级是否达到N₀，如果达到，则间隔采样周期后执行步骤S404，否则，执行步骤S410。

步骤S410，将磁盘的健康等级提升一级N＝N+1。间隔采样周期后执行步骤S404。

步骤S412，将磁盘的健康等级降低一级N＝N-1。

步骤S414，判断磁盘的健康等级是否大于预设等级，如果大于，则间隔采样周期后执行步骤S404，否则进行故障告警。

其中，预设等级例如为0。

上述实施例的方法，根据磁盘的写入速度变化调整磁盘的健康等级，当磁盘健康等级低于预设等级，表示磁盘的写入速度已经多次下降，判断磁盘出现故障，对磁盘故障的预估提高了系统的可靠性，此外，当出现多次写入速度下降时才判断磁盘故障，避免了将一次写入速度的正常的波动情况视为磁盘故障，此外，采用动态的预设值与磁盘的写入速度进行比较，进一步提高了预估的准确度，提高了系统的可靠性。

上述各实施例的方法不仅可以用于没有配置磁盘阵列的系统，也可以用于对磁盘阵列中的磁盘故障的预估。

本发明还提供一种磁盘故障检测装置，下面结合图5进行描述。

图5为本发明磁盘故障检测装置的又一个实施例的结构示意图。

如图5所示，该装置50包括：

信息获取单元502，用于获取磁盘的写入速度的波动累积信息。

在一个实施例中，信息获取单元502，用于根据磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息中的至少一项信息，来确定磁盘的写入速度的波动累积信息。具体的，信息获取单元502，用于将磁盘的写入速度的周期性采样结果与预设值进行比较，其中，预设值是根据磁盘的平均写入速度确定；根据各个周期的比较结果确定磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息。

故障判断单元504，用于根据写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

针对如何获取磁盘的写入速度的波动累积信息，并判断磁盘是否故障，本发明的磁盘故障检测装置有以下几种示例性实施方式：

示例一，信息获取单元502，用于如果磁盘的写入速度的周期性采样结果达到预设值，且磁盘处于预告警状态，则将磁盘的健康等级提升一级；如果磁盘的写入速度的周期性采样结果小于预设值，则将磁盘的健康等级降低一级，其中，当磁盘处于正常状态时，如果写入速度小于预设值则磁盘进入预告警状态，当磁盘处于预告警状态时，如果磁盘的健康等级达到用来表示磁盘处于正常状态的预设正常等级，则磁盘进入正常状态；将磁盘由正常状态进入预告警状态的一次过程，确定为一次波动，将波动次数确定为磁盘的写入速度的波动累积信息；或者，将磁盘的健康等级的降低信息确定为磁盘的写入速度的波动累积信息。故障判断单元504，用于若在预设时间范围内，磁盘的写入速度的波动次数达到预设波动次数，则判断磁盘故障，或者，若磁盘的健康等级降低到预设等级，则判断磁盘故障。

示例二，信息获取单元502，用于如果磁盘的写入速度的周期性采样结果小于预设值，则确定为一次波动；将波动次数确定为磁盘的写入速度的波动累积信息。故障判断单元504，用于若在预设时间范围内，磁盘的写入速度的波动次数达到预设波动次数，则判断磁盘故障。

示例三，信息获取单元502，用于如果磁盘的写入速度的周期性采样结果小于预设值，则将磁盘的健康等级降低一级；将磁盘的健康等级的降低信息确定为磁盘的写入速度的波动累积信息。故障判断单元504，用于若磁盘的健康等级降低到预设等级，则判断磁盘故障。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种磁盘故障检测方法，其特征在于，包括：

获取磁盘的写入速度的波动累积信息；

根据所述写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取磁盘的写入速度的波动累积信息包括：

根据磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息中的至少一项信息，来确定磁盘的写入速度的波动累积信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息采用以下方法确定：

将磁盘的写入速度的周期性采样结果与预设值进行比较，其中，所述预设值是根据磁盘的平均写入速度确定；

根据各个周期的比较结果确定所述磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述磁盘的写入速度的波动累积信息采用以下方法确定：

如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果达到所述预设值，且磁盘处于预告警状态，则将磁盘的健康等级提升一级；如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则将磁盘的健康等级降低一级，其中，当磁盘处于正常状态时，如果写入速度小于所述预设值则磁盘进入预告警状态，当磁盘处于预告警状态时，如果磁盘的健康等级达到用来表示磁盘处于正常状态的预设正常等级，则磁盘进入正常状态；

将磁盘由正常状态进入预告警状态的一次过程，确定为一次波动，将波动次数确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息；或者，

将磁盘的健康等级的降低信息确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述磁盘的写入速度的波动累积信息采用以下方法确定：

如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则确定为一次波动；

将波动次数确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述磁盘的写入速度的波动累积信息采用以下方法确定：

如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则将磁盘的健康等级降低一级；

将磁盘的健康等级的降低信息确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，

所述根据所述写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况包括：

若在预设时间范围内，所述磁盘的写入速度的波动次数达到预设波动次数，则判断磁盘故障。

8.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，

所述根据所述写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况包括：

若磁盘的健康等级降低到预设等级，则判断磁盘故障。

9.一种磁盘故障检测装置，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于获取磁盘的写入速度的波动累积信息；

故障判断单元，用于根据所述写入速度的波动累积信息，判断磁盘的故障情况。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述信息获取单元，用于根据磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息中的至少一项信息，来确定磁盘的写入速度的波动累积信息。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述信息获取单元，用于将磁盘的写入速度的周期性采样结果与预设值进行比较，其中，所述预设值是根据磁盘的平均写入速度确定；根据各个周期的比较结果确定所述磁盘的写入速度的波动次数和磁盘的健康等级变化信息。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述信息获取单元，用于如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果达到所述预设值，且磁盘处于预告警状态，则将磁盘的健康等级提升一级；如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则将磁盘的健康等级降低一级，其中，当磁盘处于正常状态时，如果写入速度小于所述预设值则磁盘进入预告警状态，当磁盘处于预告警状态时，如果磁盘的健康等级达到用来表示磁盘处于正常状态的预设正常等级，则磁盘进入正常状态；将磁盘由正常状态进入预告警状态的一次过程，确定为一次波动，将波动次数确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息；或者，将磁盘的健康等级的降低信息确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述信息获取单元，用于如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则确定为一次波动；将波动次数确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述信息获取单元，用于如果所述磁盘的写入速度的周期性采样结果小于所述预设值，则将磁盘的健康等级降低一级；将磁盘的健康等级的降低信息确定为所述磁盘的写入速度的波动累积信息。

15.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，

所述故障判断单元，用于若在预设时间范围内，所述磁盘的写入速度的波动次数达到预设波动次数，则判断磁盘故障。

16.根据权利要求12或14所述的装置，其特征在于，

所述故障判断单元，用于若磁盘的健康等级降低到预设等级，则判断磁盘故障。