CN110554841A - 子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法 - Google Patents

子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法，所述磁盘阵列包括：子阵列组，用于存储数据，包括多个子阵列；索引数据存储器，用于存储、管理子阵列组的存储数据索引和子阵列工况控制索引；服务请求管理器，依据由数据交换网络的一端输入的数据服务请求，控制子阵列组的数据存取；以及供电控制网络，与所述多个子阵列、索引数据存储器、服务请求管理器分别相连，实现控制所述子阵列的工况状态；所述数据交换网络，另一端与所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器相连，实现所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器、以及外接设备之间的数据传递。

Description

子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法
技术领域
本公开涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法。
背景技术
数据存储是将数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上，数据存储的对象包括数据流在加工过程中产生的临时文件或加工过程中需要查找的信息。通常将数据存储在磁盘或磁带等磁介质上，目前，也有将数据存储在电子盘上。
当存储数据量增加时，单个的磁盘或电子盘的存储容量和存取速度已经不能满足数据存储的需求，因此，采用磁盘阵列来实现大容量、高速数据存储。
常用的磁盘阵列包括DAS阵列、NAS阵列和SAN阵列。
DAS(Direct Attached Storage)阵列的直接挂接在计算机的存储总线或系统总线上，可以看做是计算机结构的一部分。DAS阵列主要用于数据存储量相对较小的小型网络，DAS阵列无法直接提供计算机与计算机之间的存储共享。
NAS(Network Attached Storage)阵列独立于计算机，是单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备，自形成一个网络，可由所有的网络用户共享，以文件的方式传输数据。NAS阵列可以即插即用，存储设备位置非常灵活、部署简单，但存储性能较低，可靠性不高。
SAN(Storage Area Network)阵列基于光纤通道技术，由存储设备、光纤通道网络和存储管理软件组成。SAN阵列将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开，多种协议可在同一个物理连接上同时传送。SAN阵列能够实现高速存储，具有良好的扩展能力，网络部署容易。
这些传统的存储方式，可以满足目前巨大多数的不同存储规模、不同共享、不同存取数据率的存储需求，但仍存在一些特殊的存储需求。
例如，对于访问用户受限、访问频率较低、单次访问数据单一、但数据容量巨大的遥感数据的存储，某一具体数据块或数据文件被访问的概率很低，如果让所有的数据存储介质同时在线，会产生巨大的能源浪费、存储部件的寿命也会较大幅度降低；如果数据存储介质以断电或休眠的方式离线，访问数据时，则需要人工介入，无法实现数据访问自动化，浪费人工和时间。
因此，本领域存在一种对于能够克服传统存储方式的上述缺陷或不足的新型数据存储设备和数据存储方式的需要。
公开内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本公开提供了一种子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法，以缓解现有技术中存储方式的不足，对访问用户受限，访问频率较低，单次访问数据单一但数据容量巨大，难以满足数据的存储需求等技术问题。
(二)技术方案
本公开的一个方面，提供一种子阵列工况可控的磁盘阵列，包括：
子阵列组，用于存储数据，包括多个子阵列；
索引数据存储器，用于存储、管理子阵列组的存储数据索引和子阵列工况控制索引；
服务请求管理器，依据由数据交换网络的一端输入的数据服务请求，控制子阵列组的数据存取；以及
供电控制网络，与所述多个子阵列、索引数据存储器、服务请求管理器分别相连，实现控制所述子阵列的工况状态；
所述数据交换网络，另一端与所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器相连，实现所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器、以及外接设备之间的数据传递。
在本公开实施例中，所述子阵列为断电可控、休眠可控、在线可控的子阵列。
在本公开实施例中，所述子阵列的工况状态包括：在线状态或离线状态；所述离线状态包括：休眠离线状态或断电离线状态。
在本公开实施例中，所述子阵列组存储数据索引用于存储每个子阵列存储数据的属性列表，所述子阵列工况控制索引用于存储每个子阵列工况状态的属性列表。
在本公开实施例中，所述子阵列组存储数据索引，包括：数据索引和文件索引；其中，所述数据索引，被配置用于存储每个数据块的数据来源、数据种类、数据生成时间、数据生成编号、存储子阵列编号、存储的起始逻辑编号、存储的结束逻辑编号；所述文件索引，被配置用于存储每个文件的生成时间、修改时间、文件位置、文件大小、文件类型、存储子阵列编号。
在本公开实施例中，所述子阵列工况控制索引，包括：每个子阵列的最近访问时间属性、工况属性。
在本公开的另一方面，还提供一种子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，用于控制以上任一项所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，包括：
步骤A：外部设备通过数据交换网络向子阵列工况可控的磁盘阵列发送数据服务请求；
步骤B：服务请求管理器依步骤A所发送的数据服务请求确定该数据服务请求涉及的子阵列及该子阵列的工况状态；
步骤C：依据步骤B所确定的涉及的子阵列及其工况状态，控制该子阵列进行数据服务；以及
在本公开实施例中，所述步骤C包括：
步骤C1：当该子阵列为在线状态，则直接利用该子阵列进行数据服务；以及
步骤C2：当该子阵列为离线状态，则通过供电控制网络控制该子阵列进入在线状态，然后利用该子阵列进行数据服务。
在本公开实施例中，所述离线状态包括休眠离线状态或断电离线状态。
在本公开实施例中，当某一处于在线状态的子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的休眠时间，供电控制网络控制这个子阵列进入休眠离线状态；当某个子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的断电时间，供电控制网络控制这个子阵列进入断电离线状态。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)节约能源、使用寿命延长；
(2)使用成本降低；
(3)数据存储自动化程度高；
(4)数据存取效率高。
附图说明
图1是本公开实施例的子阵列工况可控的磁盘阵列的组成示意图；
图2是本公开实施例的子阵列工况可控的磁盘阵列的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
本公开提供了一种子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法，目的在于提供一种新的数据存储设备和数据存储方式，其能够克服传统DAS、NAS、SAN存储方式的不足，满足对访问用户受限、访问频率较低、单次访问数据单一、但数据容量巨大的数据的存储需求。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
在本公开实施例中，提供一种子阵列工况可控的磁盘阵列，如图1所示，所述子阵列工况可控的磁盘阵列，包括：
子阵列组，用于存储数据，包括多个子阵列(第1子阵列、第2子阵列……第N子阵列)；
索引数据存储器，用于存储、管理子阵列组存储数据索引和子阵列工况控制索引；
服务请求管理器，用于依据由数据交换网络的一端输入的数据服务请求，控制子阵列组的数据存取；以及
供电控制网络，与所述多个子阵列、索引数据存储器、服务请求管理器分别相连，实现控制所述子阵列的工况状态；
所述数据交换网络，另一端与所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器相连，实现所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器、以及外接设备之间的数据传递。
所述子阵列为断电可控、休眠可控、在线可控的；
所述子阵列组的每个子阵列独立存储数据；
所述子阵列组的每个子阵列包含一个或一个以上的磁盘或电子盘。
所述子阵列可以采用单盘实现，或采用DAS(Direct-Attached Storage，直连式存储)、NAS(Network-Attached Storage，网络接入存储)、SAN(Storage Area Network，存储区域网络)等磁盘阵列的方式实现。
所述子阵列的工况状态包括：在线状态或离线状态；
所述子阵列的离线状态包括：休眠离线状态或断电离线状态；
供电控制网络可以采用具有嵌入式控制器的专用控制电路实现。
所述子阵列组存储数据索引用于存储每个子阵列存储数据的属性列表，所述子阵列工况控制索引用于存储每个子阵列工况状态的属性列表。
所述子阵列组存储数据索引，包括：数据索引和文件索引；其中，数据索引，被配置用于存储每个数据块的数据来源、数据种类、数据生成时间、数据生成编号、存储子阵列编号、存储的起始逻辑编号、存储的结束逻辑编号；文件索引，被配置用于存储每个文件的生成时间、修改时间、文件位置、文件大小、文件类型、存储子阵列编号。
所述子阵列工况控制索引，包括：每个子阵列的最近访问时间属性、工况属性。
所述索引数据存储器可以采用配有非易失存储器和网络接口的嵌入式计算机实现。
所述服务请求管理器可以采用配有控制接口和网络接口的嵌入式计算机实现。
所述数据交换网络可以采用网络交换机实现。
在本公开中，还提供一种子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，如图2所示，所述子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，包括：
步骤A：外部设备通过数据交换网络向子阵列工况可控的磁盘阵列发送数据服务请求；
步骤B：服务请求管理器依步骤A所发送的数据服务请求确定该数据服务请求涉及的子阵列及该子阵列的工况状态；
当服务请求管理器收到经数据交换网络传递的外部设备的数据服务请求时，服务请求管理器检查索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引，确定外部设备的数据服务请求涉及子阵列组的哪个子阵列，再检查索引数据存储器内的子阵列工况控制索引，获取所涉及的子阵列的工况状态；
步骤C：依据步骤B所确定的涉及的子阵列及其工况状态，控制该子阵列进行数据服务；包括：
步骤C1：若该子阵列为在线状态，则直接利用该子阵列进行数据服务；
服务请求管理器通知索引数据存储器该子阵列数据服务完成，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间，并根据数据服务的具体操作，设置索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引；
步骤C2：若该子阵列为离线状态，则通过供电控制网络控制该子阵列进入在线状态，然后利用该子阵列进行数据服务；
所述离线状态又分为休眠离线状态或断电离线状态；
若该子阵列为休眠离线状态，则通知供电控制网络控制该子阵列进入在线状态，然后，直接利用该子阵列进行数据服务，完成数据服务后，服务请求管理器通知索引数据存储器该子阵列数据服务完成，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间，并根据数据服务的具体操作，设置索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引；
若该子阵列为断电离线状态，则通知供电控制网络控制该子阵列加电，并进入在线状态，然后，直接利用该子阵列进行数据服务，完成数据服务后，服务请求管理器通知索引数据存储器该子阵列数据服务完成，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间。并根据数据服务的具体操作，设置索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引。
所述子阵列工况可控的磁盘阵列上电或硬复位后，控制所有子阵列进入在线状态；
阵列工况可控的磁盘阵列上电或硬复位后，供电控制网络控制子阵列组的所有子阵列进入在线状态，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的每个子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间，子阵列工况控制索引中的每个子阵列的工况属性设置为在线状态。
长时间没有数据服务请求时，可对子阵列进行离线操作，通过供电控制网络控制子阵列进入离线状态；
当某一子阵列无访问超过休眠时间，该子阵列进入休眠离线状态；
供电控制网络定期检查索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的每个子阵列的最近访问时间属性；当某个处于在线状态的子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的休眠时间，供电控制网络控制这个子阵列进入休眠离线状态，然后回报索引数据存储器该子阵列进入休眠离线状态，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的每个子阵列的工况属性设置为休眠离线；
当某一子阵列无访问时间超过断电时间，该子阵列进入断电离线状态；
当某个处于休眠离线状态的子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的断电时间，供电控制网络控制这个子阵列进入断电离线状态，然后向索引数据存储器回报该子阵列进入断电离线状态，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的工况属性设置为断电离线
当外部请求涉及某一子阵列的访问时，该子阵列进入在线状态。
若该子阵列为休眠离线状态，则通知供电控制网络控制该子阵列进入在线状态，然后，直接利用该子阵列进行数据服务，完成数据服务后，服务请求管理器通知索引数据存储器该子阵列数据服务完成，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间，并根据数据服务的具体操作，设置索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引；
若该子阵列为断电离线状态，则通知供电控制网络控制该子阵列加电，并进入在线状态，然后，直接利用该子阵列进行数据服务，完成数据服务后，服务请求管理器通知索引数据存储器该子阵列数据服务完成，索引数据存储器内的子阵列工况控制索引中的该子阵列的最近访问时间属性设置为当前时间。并根据数据服务的具体操作，设置索引数据存储器内的子阵列组存储数据索引。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供了一种子阵列工况可控的磁盘阵列及其控制方法，通过对磁盘阵列中子阵列的工况(在线离线)控制，提供一种新的数据存储设备和数据存储方式，其能够克服传统DAS、NAS、SAN存储方式的不足，满足对访问用户受限、访问频率较低、单次访问数据单一、但数据容量巨大的数据的存储需求。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种子阵列工况可控的磁盘阵列，包括：
子阵列组，用于存储数据，包括多个子阵列；
索引数据存储器，用于存储、管理子阵列组的存储数据索引和子阵列工况控制索引；
服务请求管理器，依据由数据交换网络的一端输入的数据服务请求，控制子阵列组的数据存取；以及
供电控制网络，与所述多个子阵列、索引数据存储器、服务请求管理器分别相连，实现控制所述子阵列的工况状态；
所述数据交换网络，另一端与所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器相连，实现所述子阵列组、索引数据存储器、服务请求管理器、以及外接设备之间的数据传递。
2.根据权利要求1所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列为断电可控、休眠可控、在线可控的子阵列。
3.根据权利要求1所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列的工况状态包括：在线状态或离线状态；所述离线状态包括：休眠离线状态或断电离线状态。
4.根据权利要求1所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列组存储数据索引用于存储每个子阵列存储数据的属性列表，所述子阵列工况控制索引用于存储每个子阵列工况状态的属性列表。
5.根据权利要求4所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列组存储数据索引，包括：数据索引和文件索引；其中，所述数据索引，被配置用于存储每个数据块的数据来源、数据种类、数据生成时间、数据生成编号、存储子阵列编号、存储的起始逻辑编号、存储的结束逻辑编号；所述文件索引，被配置用于存储每个文件的生成时间、修改时间、文件位置、文件大小、文件类型、存储子阵列编号。
6.根据权利要求4所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列工况控制索引，包括：每个子阵列的最近访问时间属性、工况属性。
7.一种子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，用于控制权利要求1至6任一项所述的子阵列工况可控的磁盘阵列，所述子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，包括：
步骤A：外部设备通过数据交换网络向子阵列工况可控的磁盘阵列发送数据服务请求；
步骤B：服务请求管理器依步骤A所发送的数据服务请求确定该数据服务请求涉及的子阵列及该子阵列的工况状态；以及
步骤C：依据步骤B所确定的涉及的子阵列及其工况状态，控制该子阵列进行数据服务。
8.根据权利要求7所述的子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，所述步骤C包括：
步骤C1：当该子阵列为在线状态，则直接利用该子阵列进行数据服务；以及
步骤C2：当该子阵列为离线状态，则通过供电控制网络控制该子阵列进入在线状态，然后利用该子阵列进行数据服务。
9.根据权利要求7所述的子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，所述离线状态包括休眠离线状态或断电离线状态。
10.根据权利要求7所述的子阵列工况可控的磁盘阵列控制方法，步骤D中，当某一处于在线状态的子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的休眠时间，供电控制网络控制这个子阵列进入休眠离线状态；当某个子阵列的最近访问时间属性与当前时间之差大于预先设定的断电时间，供电控制网络控制这个子阵列进入断电离线状态。
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