CN109213619A - 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。该存储系统包括具有多个区段的盘。一种方法包括获取与具有第一类型的第一独立磁盘冗余阵列(RAID)中的RAID条带相关联的元数据，该第一RAID包括多个区段中的至少部分区段。该方法还包括为RAID条带分配附加区段。该方法还包括基于所分配的附加区段，通过修改元数据来将具有第一类型的第一RAID转换成具有第二类型的、处于降级模式的第二RAID。此外，该方法还包括基于经修改的元数据，发起针对第二RAID的重建过程，使得第二RAID从降级模式变换到正常模式。

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RAID5为例，一个RAID组(RAID group，RG)可以包括一组物理存储盘，其可以被划分为具有分布式校验信息的块级别条带。此外，通常还存在用于该RG的一个备用盘。当RG中的单个盘发生故障时，后续的读取可以通过分布式校验信息来计算，使得没有数据被丢失。同时，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。
然而，随着存储技术的发展，单个RG中的盘的数目逐年增加，并且由此导致两个盘同时发生故障的概率显著增加。在RAID 5中，如果RG中的两块盘同时发生故障，则会导致用户数据丢失。因此，单个RG中越来越多的盘数使得用户数据丢失的概率显著增加。
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。该存储系统包括具有多个区段的盘。一种方法包括获取与具有第一类型的第一独立磁盘冗余阵列(RAID)中的RAID条带相关联的元数据，该第一RAID包括多个区段中的至少部分区段。该方法还包括为RAID条带分配附加区段。该方法还包括基于所分配的附加区段，通过修改元数据来将具有第一类型的第一RAID转换成具有第二类型的、处于降级模式的第二RAID。此外，该方法还包括基于经修改的元数据，发起针对第二RAID的重建过程，使得第二RAID从降级模式变换到正常模式。
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：获取与具有第一类型的第一独立磁盘冗余阵列(RAID)中的RAID条带相关联的元数据，该第一RAID包括多个区段中的至少部分区段；为RAID条带分配附加区段；基于所分配的附加区段，通过修改元数据来将具有第一类型的第一RAID转换成具有第二类型的、处于降级模式的第二RAID；以及基于经修改的元数据，发起针对第二RAID的重建过程，使得第二RAID从降级模式变换到正常模式。
在本公开的第三方面，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1示出了根据本公开的实施例的存储系统的架构图；
图2示出了根据本公开的实施例的盘阵列组的示例性布局的示意图；
图3示出了根据本公开的实施例的被加载到存储器中的RAID条带的映射表的示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的盘阵列组的重建过程的示意图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的示例性方法的流程图；
图6示出了根据本公开的实施例的RAID条带的空间布局的示意图；
图7示出了根据本公开的实施例的经转换的盘阵列组的示例性布局的示意图；以及
图8示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备的示意性框图。
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。
图1示出了根据本公开的实施例的存储系统100的架构图。如图1所示，存储系统100可以包括存储处理器110以及存储资源池120。应当理解，如图1所示的存储系统100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。
如图1所示，存储资源池120可以包括一个或多个存储盘121-0、121-1……121-N(统称为存储盘121)。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。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。
每个存储盘121可以被划分为多个区段。例如，存储处理器110可以将多个区段中的至少部分区段组织成一个或多个盘阵列130。此外，盘阵列130例如可以向上层应用(未示出)提供一个或多个逻辑存储单元140(例如，逻辑单元号(LUN))以用于操作。出于便于描述的目的，在图1中仅示出一个盘阵列130和一个逻辑存储单元140。然而，应当理解，本公开的实施例也可以被体现不同数目的盘阵列和/或逻辑存储单元中，并且本发明的范围在此方面不受限制。
盘阵列130例如可以是独立磁盘冗余阵列(RAID)，其通常出于数据冗余备份和/或性能改进的目的而将多个物理存储单元组合成逻辑存储单元。根据所要求的冗余度和性能的级别，其可以具有不同的类型，诸如RAID 0、RAID 1……RAID 5等。盘阵列130可以包括一个或多个盘阵列组(也即，RG)，每个盘阵列组可以由多个RAID条带组成。RAID条带可以包括用于存储用户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布局的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。在以下的描述中，将以4D+1P的RAID 5作为盘阵列130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。
在传统RAID的实现中，RAID算法通常操作在整个物理存储盘上。例如，传统RAID中的RG将消耗所占用的物理存储盘的所有空间以存储数据和校验信息。此外，例如在传统RAID 5中，通常针对RG预留一个完整物理存储盘作为备用盘，以服务于RG中的故障盘的重建。
与传统RAID的实现不同，在一些实施例中，如图1所示的盘阵列130可以基于物理存储盘121中的区段而构建。也即，在如图1所示的盘阵列130中，RAID算法可以操作在物理存储盘的区段上而非整个物理存储盘上。图2图示了根据本公开的实施例的盘阵列130中的盘阵列组210的示例性布局的示意图。
如图2所示，RG 210使用了N+1个盘(例如，N+1>5)，也即如图1所示的盘121-0、121-1……121-N。每个盘121被划分为多个区段，并且RG 210仅使用了多个区段中的部分区段。如图2所示，RG210例如可以包括3个RAID条带220-0、220-1和220-2(统称为RAID条带220)。这些RAID条带220被均匀地分布在所有盘121中，其中每个RAID条带可以包括4个数据区段(即，存储用户数据D0-D3的区段)和1个校验区段(即，存储校验信息P的区段)，并且这些数据区段和校验区段被分布在5个不同的盘中。
在一些实施例中，区段与RAID条带之间的这种映射关系可以被记录在例如称为“映射表”的数据结构中。映射表例如可以在RG 210被创建时随之被创建，并且被保存在RAID条带的元数据区域中。例如，图2示出了分别对应于RAID条带220-0、220-1和220-2的映射表230-0、230-1和230-2(统称为映射表230)。映射表230中的每个条目分别记录了相应RAID条带220中的用户数据(也即，D0-D3)和校验信息(也即，P)中的每一个具体被存储在哪个盘的哪个区段。以映射表230-0为例，其中与校验信息P相关联的条目的值为“N|1”，其表示RAID条带220-0中的校验信息P被存储在第N个盘(也即，盘121-N)的第1个区段中；其中与用户数据D0相关联的条目的值为“0|0”，其表示RAID条带220-0中的用户数据D0被存储在第0个盘(也即，盘121-0)的第0个区段中；其中与数据D1相关联的条目的值为“1|2”，其表示RAID条带220-1中的用户数据D1被存储在第1个盘(也即，盘121-1)的第2个区段中……以此类推。以下还将结合图6对RAID条带的空间布局进行进一步的详细描述。
如上所述，在一些实施例中，存储处理器110例如可以响应于来自上层应用的请求，在RG 210上创建一个或多个逻辑存储单元140(例如，逻辑单元号(LUN))以供上层应用操作。例如，逻辑存储单元140可以与RG 210中的一个或多个RAID条带相关联。当逻辑存储单元140服务于来自上层应用的I/O操作时，与该一个或多个RAID条带相对应的映射表可以被访问以将来自上层应用的I/O请求路由至相应存储盘。因此，在一些实施例中，当针对逻辑存储单元140的对象被创建时，与该一个或多个RAID条带相对应的映射表可以被加载到存储器中，以提高访问效率。图3示出了根据本公开的实施例的被加载到存储器中的示例性映射表的示意图。
如图3所示，例如针对逻辑存储单元140的对象310可以响应于来自上层应用的请求而被创建。对象310可以包括指向全局映射表向量320的指针311以及一个或多个其他元素312。例如，针对与逻辑存储单元140相关联的一个或多个RAID条带的映射表可以被划分到具有相同存储器大小的多个子表(例如，子表331和子表332)中，并且指向这些子表的指针可以被存储在全局映射表向量320中。例如，每个子表可以记录一个或多个RAID条带中的部分RAID条带映射信息，其描述了逻辑存储单元140的容量中的一段连续空间。在一些实施例中，当逻辑存储单元140要扩展其容量时，存储处理器110可以从存储资源池120向逻辑存储单元140分配附加区段，并且将与附加区段相关联的映射信息填充到相应子表的空闲条目中。当该子表被填满时，新的子表可以被分配并且被初始化，同时指向新子表的指针可以被加入到全局映射表向量320中。当逻辑存储单元140要缩小其容量时，与逻辑存储单元140相关联的部分RAID条带可以被释放，并且相应子表中的部分RAID条带映射信息可以被移除。当该子表中的所有映射信息被移除时，该子表可以被释放并且指向该子表的指针可以从全局映射表向量320移除。
返回到图2，其中除了用于RG 210的区段之外每个盘121上还可以预留一些空闲区段(诸如图2中所示的空白区段)作为备用区段，而非像传统RAID 5那样预留整个盘来作为备用盘。当某个盘发生故障时，针对该故障盘上的每个被使用的区段可以随机选择其他盘上的一个空闲区段作为替代。例如，图4图示了如图2所示的RG 210的示例性重建过程的示意图。
如图4所示，当RG 210中的盘121-3发生故障时，针对盘121-3上的每个被使用的区段(即，RAID条带220-0中的用户数据D2所在的区段和RAID条带220-2中的用户数据D2所在的区段)可以随机选择其他盘上的一个空闲区段作为替代。例如，RAID条带220-0中的用户数据D2可以被重建并被写入到盘121-2的一个空闲区段中，而RAID条带220-2中的用户数据D2可以被重建并被写入到盘121-4的一个空闲区段中。
随着存储技术的发展，RG 210中的盘的数目N+1越来越大，从而导致RG 210中两个盘同时发生故障的概率显著增加。然而，在RAID 5中，如果RG中的两个盘同时发生故障，会导致用户数据丢失。因此，RG 210中的盘数的增加使得用户数据丢失的概率显著增加。
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。该方案通过向RG中的每个RAID条带分配附加区段以及修改与每个RAID条带相关联的元数据来将该RG从一种类型(例如，RAID 5)转换为另一种类型(例如，RAID 6)。通过RAID类型的转换，该方案能够在不影响针对RG的用户I/O的情况下提高其可靠性(例如，RAID 6能够容忍两个盘同时发生故障而RAID 5仅能容忍一个盘发生故障)。此外，在以上转换过程中，与基于传统RAID技术的RAID类型转换相比，本方案无需额外的数据迁移，从而具有相对较小的系统开销(诸如，时间和资源开销等)。特别地，本方案利用事务来确保整个转换过程的原子性，因此即使在转换过程中出现某些操作失败也不会影响整个存储系统的可用性。
出于便于描述的目的，以下以RAID 5向RAID 6的转换为例来说明本公开的实施例。然而，应当理解，本公开的实施例也可以被体现在其他盘阵列类型之间的转换中，并且本公开的范围在此方面不受限制。
图5示出了根据本公开的实施例的用于管理存储系统的方法500的流程图。以下结合如图1所示的存储系统100来描述方法500中所涉及的动作。例如，在一些实施例中，方法500可以由存储处理器110来执行。此外，以下以盘阵列130作为对象来描述方法500，其中盘阵列130例如是具有如图2所示的布局的RAID 5。在下文的描述中，具有RAID 5类型的盘阵列130也被称为“第一RAID”，并且“RAID 5”也被称为“第一类型”。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。此外，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，存储处理器110获取与具有RAID 5类型的待转换的盘阵列130中的RAID条带相关联的元数据。在一些实施例中，针对盘阵列130中的每个RAID条带，所获取的元数据可以包括记录针对该RAID条带的配置信息的第一元数据和记录针对该RAID条带的状态信息的第二元数据。
例如，表1和表2分别示出了第一元数据和第二元数据所包括的示例性字段及其含义。从表1和表2可以看出，第一元数据记录了与该RAID条带的类型(例如，RAID 5)有关的基本配置信息，而第二元数据记录了与针对该RAID条带的重建有关的信息。
表1
表2
应当理解，如表1和表2所示的第一元数据和第二元数据所包括的字段仅用于示例的目的，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。在一些实施例中，第一元数据和/或第二元数据还可以包括未示出的附加字段和/或可以省略所示出的字段，并且本公开的范围在此方面不受限制。
在一些实施例中，第一元数据和第二元数据可以被存储在RAID条带的元数据区域中。也即，存储处理器110可以从RAID条带的元数据区域来获取与该RAID条带相关联的第一元数据和第二元数据。例如，图6示出了具有第一类型(也即，RAID 5类型)的RAID条带600的空间布局的示意图。如图6所示，RAID条带600可以包括五个区段610-614。在一些实施例中，RAID条带600的整个空间可以被划分为3个区域620-622。例如，第一元数据可以被存储在区域620中(也即，每个区段的顶部)，数据(诸如用户数据或校验信息)可以被存储在区域621中(也即，每个区段的中部)，并且第二元数据可以被存储在区域622中(也即，每个区段的底部)。附加地或者备选地，在一些实施例中，第一元数据可以被镜像地存储在每个区段的顶部，也即RAID条带600的每个区段中所存储的第一元数据是相同的。由于第一元数据通常较小，因此在一些实施例中，当存储系统启动时，第一元数据可以被加载到内存中，以提高后续访问速度。在一些实施例中，用户数据和校验信息例如可以以RAID 5的方式(例如，4D+1P)被存储在区域621中，并且第二元数据也可以以与数据区域类似的方式被存储在区域622中。也即，第二元数据可以以4D+1P的RAID 5的方式被存储在每个区段的底部。在一些实施例中，每个区段中的用于存储数据的区域的大小可以是预定大小。附加地或者备选地，在一些实施例中，每个区段中用于存储第一元数据和/或第二元数据的区域的大小可以基于该RAID条带600的空间大小来被确定。
返回到图5，方法500进行至框520，其中存储处理器110为RAID条带分配附加区段。在一些实施例中，例如针对盘阵列130中的每个RAID条带，存储处理器110可以分别从存储资源池120中的某个存储盘121中选择一个空闲区段以用于分配。附加地或者备选地，在一些实施例中，所分配的附加区段所在的盘与该RAID条带中的原有5个区段所在的盘不同。也即，通过该分配RAID条带中的6个区段(RAID 6中的每个条带包括6个区段)可以被分布在不同的物理存储盘上。
在框530，存储处理器110基于所分配的附加区段，通过修改与该RAID条带相关联的元数据来将盘阵列130从RAID 5转换成处于降级模式的RAID 6(在本文中也被称为“第二RAID”)。
在一些实施例中，修改与该RAID条带相关联的元数据可以包括例如修改如表1所示的第一元数据。例如，存储处理器110可以将RAID类型修改为RAID 6，并且将宽度修改为原有宽度加1(也即，6)。此外，存储处理器110还可以修改包括在第一元数据中的映射表，以将所分配的附加区段的位置信息记录在与该RAID条带相关联的映射表中。
图7示出了具有RAID 6的RG 710的示例性布局的示意图，其中RG 710可以通过转换如图2所示的RG 210而得到。如图7所示，RG710可以包括3个RAID条带720-0、720-1和720-2(统称为RAID条带720)，其中RAID条带720-0通过向如图2所示的RAID条带220-0分配附加区段而得到，RAID条带720-1通过向如图2所示的RAID条带220-1分配附加区段而得到，并且RAID条带720-2通过向如图2所示的RAID条带220-2分配附加区段而得到。每个RAID条带720中的所分配的附加区段例如为用于存储附加校验信息Q的区段，因为RAID 6中的每个RAID条带包括4个数据区段和2个校验区段。
图7还示出了分别对应于RAID条带720-0、720-1和720-2的映射表730-0、730-1和730-2(统称为映射表730)。每个映射表730可以通过修改如图2所示的相应映射表230而得到。在一些实施例中，存储处理器110可以通过向每个映射表230插入与附加校验信息Q有关的位置信息(例如，具体被存储在哪个盘的哪个区段)来得到相应映射表730。如图7所示，RAID条带720-0中的校验信息Q例如被存储在第5个盘(也即，盘121-5)的第6个区段中，因此在修改后的映射表730-0中与附加校验信息Q相关联的条目的值可以为“5|6”。类似的，RAID条带720-1中的附加校验信息Q例如被存储在第1个盘(也即，盘121-1)的第6个区段中，因此在修改后的映射表730-0中与附加校验信息Q相关联的条目的值可以为“1|6”。RAID条带720-2中的附加校验信息Q例如被存储在第0个盘(也即，盘121-0)的第4个区段中，因此在修改后的映射表730-2中与附加校验信息Q相关联的条目的值可以为“0|4”。此外，在映射表730中，与用户数据D0-D3相关联的位置信息可以被相应地移动到与附加校验信息Q相关联的位置信息之后。
在一些实施例中，修改与该RAID条带相关联的元数据还可以包括修改例如如表2所示的第二元数据，以使得针对第二RAID的重建过程被使能。通过上述分配附加区段和修改包括映射表在内的第一元数据的过程，盘阵列130已经从RAID 5被转换成处于降级模式的RAID 6，因为此时虽然已确定了每个条带中的附加校验信息Q被存储的位置，但是尚未向该位置写入相应的附加校验信息Q的值。也即，尽管盘阵列130的类型已经被转换为RAID 6,但是其处于降级模式，需要通过重建过程(也即，计算并写入附加校验信息Q的值)来恢复到正常模式。例如，存储处理器110可以修改重建位置，以指示存储附加校验信息Q的区段需要被重建。此外，存储处理器110还可以设置重建指示符，以指示重建过程被使能。
返回到图5，方法500进行至框540，其中存储处理器110基于经修改的元数据，发起针对第二RAID(也即，转换后的处于降级模式的盘阵列130)的重建过程，使得第二RAID从降级模式变换到正常模式。在一些实施例中，存储处理器110例如可以基于修改的第二元数据中的重建位置和重建指示符来发起针对第二RAID的重建过程。附加地或者备选地，在一些实施例中，该重建过程可以以后台服务的形式被发起。经由该重建过程，如上所述的附加校验信息Q的值可以以特定算法被计算并被写入到对应区段中，以使得盘阵列130从降级模式变换到正常模式。
在一些实施例中，方法500还可以包括图5中未示出的附加动作。例如，在一些实施例中，响应于在进行上述RAID类型转换之前接收到针对盘阵列130的I/O请求，存储处理器110可以对I/O请求进行排队，以暂缓向盘阵列130的发送。在一些实施例中，例如在将盘阵列130从RAID 5转换为RAID 6之前，存储处理器110可以将从用户接收到的针对盘阵列130的I/O请求进行排队，以暂缓向盘阵列130的发送。如上所述，由于整个转换过程并不需要对用户数据(也即D0-D3)进行迁移从而耗时很短，因此在转换之前暂缓用户I/O向待转换的盘阵列130的发送将不会导致对用户I/O的响应时间的明显影响。附加地，在一些实施例中，响应于将盘阵列130从RAID 5向处于降级模式的RAID 6的转换完成(例如，重建过程被发起之前)，存储处理器110可以向处于降级模式的RAID 6类型的盘阵列130发送经排队的I/O请求。此时，尽管盘阵列130处于降级模式，但是其仍然能够正常地服务于来自上层应用的I/O请求。以此方式，本公开的实施例能够在不影响用户I/O的情况下提高盘阵列130的可靠性。
在一些实施例中，方法500可以以事务的方式来被执行，以确保整个转换过程的原子性。例如，在一些实施例中，响应于在发起针对第二RAID的重建过程之前的任一操作失败，存储处理器110可以使得存储系统回滚到方法500执行之前的状态。也即，盘阵列130将恢复到RAID 5的状态，以保证其可用性。以此方式，本公开的实施例即使在转换过程中出现某些操作失败的情况下，也不会影响整个存储系统的可用性。
通过以上描述能够看出，本公开的实施例能够通过向RG中的每个RAID条带分配附加区段以及修改与每个RAID条带相关联的元数据来将该RG从一种类型(例如，RAID 5)转换为另一种类型(例如，RAID 6)。通过RAID类型的转换，本公开的实施例能够在不影响针对RG的用户I/O的情况下提高其可靠性(例如，RAID 6能够容忍两个盘同时发生故障而RAID 5仅能容忍一个盘发生故障)。此外，在以上转换过程中，与基于传统RAID技术的RAID类型转换相比，本公开的实施例无需对用户数据进行迁移，从而具有相对较小的系统开销(诸如，时间和资源开销等)。特别地，本公开的实施例能够利用事务来确保整个转换过程的原子性，因此即使在转换过程中出现某些操作失败也不会影响整个存储系统的可用性。
图8示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备800的示意性框图。例如，如图1所示的存储处理器110可以由设备800实施。如图所示，设备800包括中央处理单元(CPU)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序指令或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800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500，可由处理单元801执行。例如，在一些实施例中，方法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808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序被加载到RAM 803并由CPU 801执行时，可以执行上文描述的方法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 (17)

1.一种用于管理存储系统的方法，所述存储系统包括具有多个区段的盘，所述方法包括：
获取与具有第一类型的第一独立磁盘冗余阵列(RAID)中的RAID条带相关联的元数据，所述第一RAID包括所述多个区段中的至少部分区段；
为所述RAID条带分配附加区段；
基于所分配的所述附加区段，通过修改所述元数据来将具有所述第一类型的所述第一RAID转换成具有第二类型的、处于降级模式的第二RAID；以及
基于经修改的所述元数据，发起针对所述第二RAID的重建过程，使得所述第二RAID从所述降级模式变换到正常模式。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于在将所述第一RAID转换成所述第二RAID之前接收到针对所述第一RAID的输入/输出(I/O)请求，对所述I/O请求进行排队，以暂缓向所述第一RAID的发送；以及
响应于所述第一RAID向处于所述降级模式的所述第二RAID的所述转换完成，向所述第二RAID发送经排队的所述I/O请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其中获取与所述RAID条带相关联的元数据包括：
获取记录针对所述RAID条带的配置信息的第一元数据，所述配置信息指示所述第一类型；以及
获取记录针对所述RAID条带的状态信息的第二元数据，所述状态信息与所述重建过程有关。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一元数据还包括指示所述RAID条带与所述至少部分区段之间的映射关系的字段。
5.根据权利要求3所述的方法，其中修改所述元数据包括：
基于所分配的所述附加区段来修改所述第一元数据，以使得所述配置信息指示所述第二类型；以及
修改所述第二元数据，以使得针对所述第二RAID的所述重建过程被使能。
6.根据权利要求5所述的方法，其中修改所述第一元数据包括：
基于所分配的所述附加区段，修改指示所述映射关系的所述字段。
7.根据权利要求1所述的方法，其中具有所述第一类型的所述第一RAID包括RAID 5，并且具有所述第二类型的所述第二RAID包括RAID 6。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于在所述第二RAID被变换到所述正常模式之前所述获取、所述分配、所述修改和所述转换中的任一操作失败，使得所述存储系统恢复到与所述第一RAID相关联的状态。
9.一种用于管理存储系统的设备，所述存储系统包括具有多个区段的盘，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：
获取与具有第一类型的第一独立磁盘冗余阵列(RAID)中的RAID条带相关联的元数据，所述第一RAID包括所述多个区段中的至少部分区段；
为所述RAID条带分配附加区段；
基于所分配的所述附加区段，通过修改所述元数据来将具有所述第一类型的所述第一RAID转换成具有第二类型的、处于降级模式的第二RAID；以及
基于经修改的所述元数据，发起针对所述第二RAID的重建过程，使得所述第二RAID从所述降级模式变换到正常模式。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述动作还包括：
响应于在将所述第一RAID转换成所述第二RAID之前接收到针对所述第一RAID的输入/输出(I/O)请求，对所述I/O请求进行排队，以暂缓向所述第一RAID的发送；以及
响应于所述第一RAID向处于所述降级模式的所述第二RAID的所述转换完成，向所述第二RAID发送经排队的所述I/O请求。
11.根据权利要求9所述的设备，其中获取与所述RAID条带相关联的元数据包括：
获取记录针对所述RAID条带的配置信息的第一元数据，所述配置信息指示所述第一类型；以及
获取记录针对所述RAID条带的状态信息的第二元数据，所述状态信息与所述重建过程有关。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述第一元数据还包括指示所述RAID条带与所述至少部分区段之间的映射关系的字段。
13.根据权利要求11所述的设备，其中修改所述元数据包括：
基于所分配的所述附加区段来修改所述第一元数据，以使得所述配置信息指示所述第二类型；以及
修改所述第二元数据，以使得针对所述第二RAID的所述重建过程被使能。
14.根据权利要求13所述的设备，其中修改所述第一元数据包括：
基于所分配的所述附加区段，修改指示所述映射关系的所述字段。
15.根据权利要求9所述的设备，其中具有所述第一类型的所述第一RAID包括RAID 5，并且具有所述第二类型的所述第二RAID包括RAID 6。
16.根据权利要求9所述的设备，其中所述动作还包括：
响应于在所述第二RAID被变换到所述正常模式之前所述获取、所述分配、所述修改和所述转换中的任一操作失败，使得所述存储系统恢复到与所述第一RAID相关联的状态。
17.一种计算机程序产品，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1-8中的任一项所述的方法。
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