CN109213618B - 用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品。该存储系统包括盘阵列。一种方法包括基于盘阵列中的盘的第一数目，确定用于该盘阵列的备用盘的第二数目。该方法还包括利用第二数目的备用盘来创建备用盘阵列。该方法还包括响应于该盘阵列中的第一盘发生故障，在备用盘阵列上分配用于重建该第一盘的备用逻辑存储单元。此外，该方法还包括利用备用逻辑存储单元来重建第一盘。

Description

用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品
技术领域
本公开的实施例总体涉及数据存储领域，具体涉及用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品。
背景技术
存储系统通常具有多个存储盘，并且多个存储盘可以被组织在盘阵列中。例如，独立磁盘冗余阵列(RAID)是一种数据存储虚拟化技术，其出于数据冗余备份和/或性能改进的目的将多个存储盘组织成单个逻辑单元。以传统RAID5为例，一个RAID组(RAID group，RG)可以被绑定在一组存储盘上，并且该RG将消耗这组存储盘的所有空间以存储数据和校验信息。此外，通常还存在用于该RG的一个备用盘。出于输入/输出(I/O)性能一致的考虑，该备用盘类型通常与该RG中的存储盘类型相同(例如，磁盘)。当该RG中的某个存储盘发生故障时，备用盘可以被选择以替代故障盘，并且故障盘上的所有数据将被重建并被写入到备用盘上。
由于重建故障盘的写入操作均针对用于该RG的备用盘，因此该备用盘的写入带宽将成为整个重建过程的瓶颈。此外，在重建过程中，存储系统仍然可能接收到来自上层应用的针对发生故障的RG的随机I/O请求。由于该RG正被重建中，这样的随机I/O请求的响应时间可能受到影响。此外，大量的这种随机I/O请求还可能导致重建过程变慢甚至中断。在此情况下，如果该RG中的另一存储盘也发生故障，则有可能导致数据丢失。
发明内容
本公开的实施例提供了用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品。
在本公开的第一方面，提供了一种用于管理存储系统的方法。该存储系统包括盘阵列。一种方法包括基于盘阵列中的盘的第一数目，确定用于该盘阵列的备用盘的第二数目。该方法还包括利用第二数目的备用盘来创建备用盘阵列。该方法还包括响应于该盘阵列中的第一盘发生故障，在备用盘阵列上分配用于重建该第一盘的备用逻辑存储单元。此外，该方法还包括利用备用逻辑存储单元来重建第一盘。
在本公开的第二方面，提供了一种用于管理存储系统的设备。该存储系统包括盘阵列。该设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得设备执行动作，该动作包括：基于盘阵列中的盘的第一数目，确定用于该盘阵列的备用盘的第二数目；利用第二数目的备用盘来创建备用盘阵列；响应于该盘阵列中的第一盘发生故障，在备用盘阵列上分配用于重建该第一盘的备用逻辑存储单元；以及利用备用逻辑存储单元来重建第一盘。
在本公开的第三方面，提供了一种存储系统。该存储系统包括盘阵列和存储处理器。该存储处理器被配置为执行动作，该动作包括：基于盘阵列中的盘的第一数目，确定用于该盘阵列的备用盘的第二数目；利用第二数目的备用盘来创建备用盘阵列；响应于该盘阵列中的第一盘发生故障，在备用盘阵列上分配用于重建该第一盘的备用逻辑存储单元；以及利用备用逻辑存储单元来重建第一盘。
在本公开的第四方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令。该机器可执行指令在由设备执行时使该设备执行根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1A-1D示出了盘阵列组的重建过程的示意图；
图2A-2D示出了重建过程中的具体动作的示意图；
图3示出了根据本公开的实施例的存储系统300的架构图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的方法400的流程图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于释放备用逻辑存储单元的方法500的流程图；以及
图6示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备600的示意性框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如上所述，在传统的盘阵列中，当盘阵列组中的某个存储盘发生故障时，备用盘可以被选择以替代故障盘，并且故障盘上的所有数据将被重建并被写入到备用盘上。由于重建故障盘的写入操作均针对用于该备用盘，因此该备用盘的写入带宽将成为整个重建过程的瓶颈。例如，图1A-1D图示了该重建过程的示意图。在本文的描述中，以RAID 5作为盘阵列的示例。然而，应当理解，这仅仅是出于便于描述的目的，而不暗示对本公开的范围的任何限制。
图1A示出了RAID5的磁盘阵列组(RG)110。如图1A所示，RG 110使用了5个磁盘，也即磁盘120-1、磁盘120-2……磁盘120-5(统称为磁盘120)。RG 110中的每个条带(也即，磁盘阵列组121中的每一行)例如可以包括4个数据区段和1个校验区段(以下也被称为“4D+1P”的RAID 5)。在此所述的“数据区段”指代存储用户数据D00、D01……DN3的区段，并且“校验区段”指代存储校验信息P0、P1……PN的区段。此外，磁盘130可以充当RG 110的备用盘，其服务于RG 110中的故障盘的重建。如图1B所示，例如，RG 110中的磁盘120-3发生故障。在此情况下，如图1C所示，备用盘130将会替代RG 110中的故障盘120-3，并且如图1D所示，故障盘120-3上的所有数据将被重建并写入到备用盘130上。
图2A-2D进一步图示了上述重建过程中的具体动作的示意图。总体上，用于重建某个磁盘区段的动作可以包括读取、运算和写入。例如，如图2A所示，假设此时RG 110将要重建P4之后的区段。如图2B所示，首先进行的动作是读取，也即从RG 110中的4个未发生故障的盘中(也即，磁盘120-1、磁盘120-2、磁盘120-4和磁盘120-5)分别读取相同条带中的数据D50、D51、D52和D53。然后，如图2C所示，可以对读取的数据执行某种运算(例如，异或)以得到故障盘120-3的相应区段中存储的信息(例如，D50异或D51异或D52异或D53＝P5)。最后，如图2D所示，可以将运算结果(例如，P5)写入到备用盘130的相应区段中，以完成对该区段的重建。
通过以上描述能够看出，在传统方案中，由于重建故障盘的写入操作均针对同一备用盘，因此该备用盘的写入带宽将成为整个重建过程的瓶颈。此外，在重建过程中，存储系统仍然有可能接收到来自上层应用的针对发生故障的RG 110的随机I/O请求。由于磁盘阵列组RG 110正被重建中，这样的随机I/O请求的响应时间可能受到影响。此外，大量的这种随机I/O请求还可能导致重建过程变慢甚至中断。在此情况下，如果磁盘阵列组RG 110中的另一存储盘也发生故障，则有可能导致数据丢失。
为了解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于管理存储系统的方案。该方案通过利用具有较低每日整盘写入次数(WPD)的SSD作为备用盘来加速故障磁盘的重建，从而能够减少存储系统所需的备用盘的数量。该方案还将多个SSD组织成备用盘阵列组，并且在该备用盘阵列组上按需分配备用逻辑存储单元以服务于故障磁盘的重建。因此，该方案能够同时服务于多个磁盘阵列组的重建，并且重建故障磁盘的写入操作能够被分布到多个不同SSD上。此外，该方案还提出了备用逻辑存储单元的回收机制，通过及时释放备用逻辑存储单元所占用的存储空间来提高备用盘的使用效率。
图3示出了根据本公开的实施例的存储系统300的架构图。如图3所示，存储系统300可以包括存储处理器310以及盘阵列320。应当理解，如图3所示的存储系统300的结构和功能仅用于示例的目的，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。本公开的实施例可以被体现在不同的结构和/或功能中。
存储处理器310可以用于管理一个或多个存储盘。在此所述的“存储盘”可以指代任何目前已知或者将来开发的非易失性存储介质，例如磁盘、光盘或固态盘(SSD)等等。仅出于便于描述的目的，在本文的描述中，将以磁盘作为存储盘的示例。然而，应当理解，这仅仅是出于便于描述的目的，而不暗示对本公开的范围的任何限制。
存储处理器310例如可以将一个或多个存储盘组织成盘阵列320(也被称为“存储资源池”)。盘阵列320可以包括一个或多个盘阵列组。如图3所示，例如，盘阵列320可以包括盘阵列组321-1、321-2……321-N(统称为盘阵列组321)。
盘阵列320例如可以是独立磁盘冗余阵列(RAID)，其为了数据冗余备份和/或性能改进的目的而将多个存储盘组合成逻辑存储单元。根据所要求的冗余度和性能的级别，RAID可以具有不同的级别，诸如RAID 0、RAID 1……RAID 5等。每个盘阵列组121可以由多个RAID条带组成，并且每个RAID条带可以包括用于存储数据的数据区段和用于存储校验信息的校验区段。以具有4D+1P结构的RAID5为例，其中每个RAID条带可以包括4个数据区段和1个校验区段。在以下描述中，诸如“4D+1P”的RAID条带结构也可以被称为“RAID宽度”。通常，相同存储资源池(也即，相同盘阵列)中的盘阵列组具有相同的RAID级别和RAID宽度。在本文的描述中，将具有4D+1P结构的RAID 5作为盘阵列320的示例。然而，应当理解，这仅仅是出于便于描述的目的，而不暗示对本公开的范围的任何限制。
存储系统300还可以包括用于磁盘阵列320的一个或多个备用盘。如图3所示，存储处理器310例如可以将一个或多个备用盘组织成备用盘阵列330以服务于针对盘阵列320中的故障盘的重建。在一些实施例中，当盘阵列320中的存储盘发生故障时，存储处理器310可以在备用盘阵列330上分配相应的备用逻辑存储单元来服务于针对该故障存储盘的重建。当用户向存储系统300添加用于替换该故障盘的存储盘时，存储处理器310可以将备用逻辑存储单元中的数据拷贝到替换盘上，并且释放该备用逻辑存储单元以用于后续重建。
图4示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的方法400的流程图。以下结合如图3所示的存储系统300来描述方法400中所涉及的动作。在一些实施例中，方法400可以例如由存储处理器310来执行。应当理解，方法400还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，并且本公开的范围在此方面不受限制。
在框410，存储处理器310基于盘阵列320中的存储盘的数目(也称为“第一数目”)来确定用于盘阵列320的备用盘的数目(也称为“第二数目”)。
在一些实施例中，用于创建备用盘阵列330的备用盘可以具有与盘阵列320中的存储盘不同的类型，并且备用盘可以具有相对较低的延迟和相对较高的吞吐量，以提高针对故障存储盘的重建速度。例如，盘阵列320中的存储盘可以是磁盘，而用于盘阵列320的备用盘可以是SSD。特别地，由于存储系统中的备用盘通常仅用于服务故障存储盘的重建，与存储盘相比针对备用盘的I/O操作的数目相对较少。因此，在一些实施例中，可以利用具有较低WPD(例如，0.5WPD或者1WPD)的SSD作为备用盘，以降低成本。在此所述的“WPD”指代在保证SSD的额定使用寿命的情况下每日可整盘写入的次数。具有较低WPD的SSD的成本通常比具有较高WPD的SSD的成本更低。
在一些实施例中，用于创建备用盘阵列330的备用盘的第二数目可以基于盘阵列320中的存储盘的第一数目来被确定。假设在传统方案中备用盘具有与存储盘相同的类型(例如，磁盘)和大小的情况下，备用盘与存储盘的数目比值为1：30。在一些实施例中，由于采用具有比存储盘更高(例如，10倍)的吞吐量的SSD作为备用盘，因此备用盘与存储盘的数目比值可以例如为1：300。也即，本公开的实施例能够减少存储系统所需的备用盘的数量。
在框420，存储处理器310利用第二数目的备用盘来创建备用盘阵列330。在一些实施例中，存储处理器310可以基于第二数目来确定备用盘阵列330的类型，然后创建具有该类型的备用盘阵列330。
例如，假设在框410处确定的备用盘的第二数目为1～4。在一个实施例中，例如针对1个备用盘的情况，存储处理器310可以创建具有RAID 0类型的备用盘阵列330。备选地，在另一实施例中，例如针对2个备用盘的情况，存储处理器310可以创建具有RAID 0或者RAID 1类型的备用盘阵列330。备选地，在又一实施例中，例如针对3个备用盘的情况，存储处理器310可以创建具有RAID 0、RAID 1或者RAID 5类型的备用盘阵列330。备选地，在又一实施例中，例如针对4个备用盘的情况，存储处理器310可以创建具有RAID 0、RAID 10(RAID0和RAID 1的组合，其利用奇偶校验实现条带集镜像)或者RAID 5类型的备用盘阵列330。在一些实施例中，考虑到SSD的成本，可以创建具有RAID 0的类型的备用盘阵列330。在另一些实施中，为了提供更好的数据保护以及提供I/O处理能力，可以创建具有RAID 1或RAID 5的类型的备用盘阵列330。
以上仅出于示例的目的说明了可以创建的备用盘阵列330的部分类型。应当理解，本公开的实施例可以利用任何目前已知或者将来开发的技术来创建备用盘阵列330，并且本公开的范围在此方面不受限制。
附加地或者备选地，在一些实现中，响应于备用盘阵列330被创建，存储处理器310还可以创建用于记录备用盘阵列330的状态的数据结构。例如，存储处理器310可以创建全局列表来记录备用盘阵列330上的存储空间被分配、被使用以及被释放等状态。
在框430，响应于盘阵列320(例如，盘阵列组321-1)中的存储盘发生故障，存储处理器310在备用盘阵列330上分配用于重建该故障盘的备用逻辑存储单元。在以下描述中，该故障盘也被称为“第一盘”。
在一些实施例中，存储处理器310可以在备用盘阵列330上分配具有与第一盘相同的大小的备用逻辑存储单元(例如，逻辑单元号)。在一些实施例中，该备用逻辑存储单元可以提供与第一盘相同的设备访问接口。也即，该备用逻辑存储单元可以与物理盘类似地被操作。
在一些实施例中，响应于盘阵列320中的多个盘阵列组中的存储盘发生故障，存储处理器310可以在备用盘阵列330上相应地分配多个备用逻辑存储单元以服务于不同的盘阵列组。
在一些实施例中，响应于备用存储单元被分配，存储处理器310可以相应地更新记录备用盘阵列330的状态的数据结构，以指示与备用存储单元相对应的存储空间被分配。
在框440，存储处理器310利用该备用逻辑存储单元来重建发生故障的第一盘。在一些实施例中，由于备用逻辑存储单元提供与物理盘相同的设备访问接口，该重建过程类似于如图1A-1D和图2A-2D所示的过程，其不同之处仅在于由所分配的备用逻辑存储单元充当如图1A-1D和图2A-2D中所示的磁盘130。备选地或附加地，在一些实施例中，响应于该重建过程被发起，存储处理器310可以相应地更新记录备用盘阵列330的状态的数据结构，以指示与备用存储单元相对应的存储空间正被使用。
在一些实施例中，如果盘阵列320中的存储盘(例如，第一盘)发生故障，存储系统300的用户可以接收到关于替换该故障盘的通知。在此情况下，如果用户向存储系统300添加用于替换故障盘的存储盘，存储处理器310可以将备用逻辑存储单元中的数据拷贝回替换盘，并且通过及时释放备用逻辑存储单元所占用的存储空间来提高备用盘阵列330的使用效率。例如，图5示出了根据本公开的实施例的用于释放备用逻辑存储单元的方法500的流程图。以下结合如图3所示的存储系统300来描述方法500中所涉及的动作。在一些实施例中，方法500可以例如由存储处理器310来执行。在一些实施例中，例如方法500可以在方法400之后被执行。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，并且本公开的范围在此方面不受限制。
在框510，响应于用于替换第一盘的存储盘被添加到存储系统300中，存储处理器310将备用逻辑存储单元中的数据拷贝到第二盘。在以下描述中，用于替换第一盘的存储盘也被称为“第二盘”。应当理解，尽管该数据拷贝可能需要花费一定时间，但是由于此时备用逻辑存储单元仍然保留有第一盘的原始数据的完整拷贝，因此即使在该拷贝过程中第一盘所在的盘阵列组(例如，阵列组321-1)中的另一存储盘发生故障，数据丢失也不会发生。
在框520，响应于该拷贝完成，存储处理器310释放该备用逻辑存储单元。在一些实现中，响应于该拷贝完成，备用逻辑存储单元可以将从第一盘所在的盘阵列组321-1中被移除，并且第二盘可以被加入到盘阵列组321-1中。此外，存储处理器310可以释放备用逻辑存储单元所占的存储空间，并且相应地更新记录备用盘阵列330的状态的数据结构，以指示与该备用存储单元相对应的存储空间被释放。
通过以上描述能够看出，根据本公开的实施例的方案通过利用具有较低每日整盘写入次数(WPD)的SSD作为备用盘来加速故障磁盘的重建，从而能够减少存储系统所需的备用盘的数量。该方案还将多个SSD组织成备用盘阵列组，并且在该备用盘阵列组上按需分配备用逻辑存储单元以服务于故障磁盘的重建。因此，该方案能够同时服务于多个磁盘阵列组的重建，并且重建故障磁盘的写入操作能够被分布到多个不同SSD上。此外，该方案还能够提供备用逻辑存储单元的回收机制，通过及时释放备用逻辑存储单元所占用的存储空间来提高备用盘的使用效率。
图6示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备600的示意性框图。例如，如图3所示的存储处理器310可以由设备600实施。如图所示，设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序指令或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)603中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法400和/或500，可由处理单元601执行。例如，在一些实施例中，方法400和/或500可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM602和/或通信单元609而被载入和/或安装到设备600上。当计算机程序被加载到RAM603并由CPU 601执行时，可以执行上文描述的方法400和/或500的一个或多个动作。
本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (28)

1.一种用于管理存储系统的方法，所述存储系统包括盘阵列，所述方法包括：
基于所述盘阵列中的盘的第一数目，确定用于所述盘阵列的备用盘的第二数目；
利用所述第二数目的备用盘来创建备用盘阵列；
响应于所述盘阵列中的第一盘发生故障，在所述备用盘阵列上分配用于重建所述第一盘的备用逻辑存储单元；以及
利用所述备用逻辑存储单元来重建所述第一盘；
其中确定用于所述盘阵列的备用盘的所述第二数目包括：
在所述盘阵列中的所述第一盘发生故障之前，(1)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是同一类型时，提供第一值作为备用盘的所述第二数目，以及(2)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是不同类型时，提供第二值作为备用盘的所述第二数目，所述第二值不同于所述第一值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述备用盘与所述盘阵列中的盘具有不同类型，并且所述备用盘具有相对较低的延迟和相对较高的吞吐量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述盘阵列中的盘包括磁盘，并且所述备用盘包括具有较低每日整盘写入次数(WPD)的固态盘。
4.根据权利要求1所述的方法，其中创建所述备用盘阵列包括：
基于所述第二数目来确定所述备用盘阵列的类型；以及
创建具有所述类型的所述备用盘阵列。
5.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配具有与所述第一盘相同的大小的所述备用逻辑存储单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配提供与所述第一盘相同的访问接口的所述备用逻辑存储单元。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于用于替换所述第一盘的第二盘被添加到所述存储系统中，将所述备用逻辑存储单元中的数据拷贝到所述第二盘；以及
响应于所述拷贝完成，释放所述备用逻辑存储单元。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
响应于所述备用盘阵列被创建，创建用于记录所述备用盘阵列的状态的数据结构；
响应于所述备用逻辑存储单元被分配，更新所述数据结构；以及
响应于所述备用逻辑存储单元被释放，更新所述数据结构。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述盘阵列和所述备用盘阵列中的至少一项包括独立冗余磁盘阵列(RAID)。
10.一种用于管理存储系统的设备，所述存储系统包括盘阵列，所述设备包括：
至少一个处理单元；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述设备执行动作，所述动作包括：
基于所述盘阵列中的盘的第一数目，确定用于所述盘阵列的备用盘的第二数目；
利用所述第二数目的备用盘来创建备用盘阵列；
响应于所述盘阵列中的第一盘发生故障，在所述备用盘阵列上分配用于重建所述第一盘的备用逻辑存储单元；以及
利用所述备用逻辑存储单元来重建所述第一盘；
其中确定用于所述盘阵列的备用盘的所述第二数目包括：
在所述盘阵列中的所述第一盘发生故障之前，(1)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是同一类型时，提供第一值作为备用盘的所述第二数目，以及(2)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是不同类型时，提供第二值作为备用盘的所述第二数目，所述第二值不同于所述第一值。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述备用盘与所述盘阵列中的盘具有不同类型，并且所述备用盘具有相对较低的延迟和相对较高的吞吐量。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述盘阵列中的盘包括磁盘，并且所述备用盘包括具有较低每日整盘写入次数(WPD)的固态盘。
13.根据权利要求10所述的设备，其中创建所述备用盘阵列包括：
基于所述第二数目来确定所述备用盘阵列的类型；以及
创建具有所述类型的所述备用盘阵列。
14.根据权利要求10所述的设备，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配具有与所述第一盘相同的大小的所述备用逻辑存储单元。
15.根据权利要求10所述的设备，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配提供与所述第一盘相同的访问接口的所述备用逻辑存储单元。
16.根据权利要求10所述的设备，其中所述动作还包括：
响应于用于替换所述第一盘的第二盘被添加到所述存储系统中，将所述备用逻辑存储单元中的数据拷贝到所述第二盘；以及
响应于所述拷贝完成，释放所述备用逻辑存储单元。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述动作还包括：
响应于所述备用盘阵列被创建，创建用于记录所述备用盘阵列的状态的数据结构；
响应于所述备用逻辑存储单元被分配，更新所述数据结构；以及
响应于所述备用逻辑存储单元被释放，更新所述数据结构。
18.根据权利要求10所述的设备，其中所述盘阵列和所述备用盘阵列中的至少一项包括独立冗余磁盘阵列(RAID)。
19.一种存储系统，包括：
盘阵列；以及
存储处理器，所述存储处理器被配置为执行动作，所述动作包括：
基于所述盘阵列中的盘的第一数目，确定用于所述盘阵列的备用盘的第二数目；
利用所述第二数目的备用盘来创建备用盘阵列；
响应于所述盘阵列中的第一盘发生故障，在所述备用盘阵列上分配用于重建所述第一盘的备用逻辑存储单元；以及
利用所述备用逻辑存储单元来重建所述第一盘；
其中确定用于所述盘阵列的备用盘的所述第二数目包括：
在所述盘阵列中的所述第一盘发生故障之前，(1)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是同一类型时，提供第一值作为备用盘的所述第二数目，以及(2)当所述盘阵列中的所述盘与所述备用盘是不同类型时，提供第二值作为备用盘的所述第二数目，所述第二值不同于所述第一值。
20.根据权利要求19所述的存储系统，其中所述备用盘与所述盘阵列中的盘具有不同类型，并且所述备用盘具有相对较低的延迟和相对较高的吞吐量。
21.根据权利要求19所述的存储系统，其中所述盘阵列中的盘包括磁盘，并且所述备用盘包括具有较低每日整盘写入次数(WPD)的固态盘。
22.根据权利要求19所述的存储系统，其中创建所述备用盘阵列包括：
基于所述第二数目来确定所述备用盘阵列的类型；以及
创建具有所述类型的所述备用盘阵列。
23.根据权利要求19所述的存储系统，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配具有与所述第一盘相同的大小的所述备用逻辑存储单元。
24.根据权利要求19所述的存储系统，其中分配所述备用逻辑存储单元包括：
在所述备用盘阵列上分配提供与所述第一盘相同的访问接口的所述备用逻辑存储单元。
25.根据权利要求19所述的存储系统，其中所述动作还包括：
响应于用于替换所述第一盘的第二盘被添加到所述存储系统中，将所述备用逻辑存储单元中的数据拷贝到所述第二盘；以及
响应于所述拷贝完成，释放所述备用逻辑存储单元。
26.根据权利要求25所述的存储系统，其中所述动作还包括：
响应于所述备用盘阵列被创建，创建用于记录所述备用盘阵列的状态的数据结构；
响应于所述备用逻辑存储单元被分配，更新所述数据结构；以及
响应于所述备用逻辑存储单元被释放，更新所述数据结构。
27.根据权利要求19所述的存储系统，其中所述盘阵列和所述备用盘阵列中的至少一项包括独立冗余磁盘阵列(RAID)。
28.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法。
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