CN112463036A - 一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质，包括：根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；若否，则直接计算待测分块的条带编号。本发明求解包中分块首地址，用比较方法替代现有的先猜测后验证的方法，加快求解速度，从而加快存储读写的运行速度。

Description

一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明属于存储计算技术领域，具体涉及一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
当代社会，例如银行、医院等都需要保证用户的重要信息资料的安全性，而这些与我们的存储技术密切相关。随着科技的发展，存储技术也在飞跃的改进。RAID作为存储中的重要技术，主要经历了以下几代的迭进：RAID0，RAID1，RAID10，RAID5，RAID6。RAID0将数据存储任务并发进行，存储速度变为原来2倍，但是一旦数据丢失将无法弥补；RAID1完全避免了这一个问题，在存储数据的同时在镜像磁盘上备份，保证了数据的安全，但是缺点是减慢了存储的速度；RAID10是一种介于RAID0和RAID1的存储技术，但是要保证丢失的数据只能在互为镜像磁盘中的一个，否则数据的丢失也无法弥补；RAID5在磁盘阵列中增添了校验盘P，可以保证数据盘中任一个盘丢失后通过校验盘来计算出丢失这块盘的数据；RAID6在磁盘阵列中又增加了校验盘Q，任两个盘丢失时可以通过校验盘P和校验盘Q算出这两块丢失盘的数据。
在RAID6中，数据块和校验块P每个分块有16个元素，然而校验块Q中，每个分块中有17个元素，比其他分块多了一个元素的扇区长度。已知，磁盘在每个包中的扇区长度是固定的。RAID6空间分布中，给定分块在磁盘中的分块地址，我们需要经常计算的问题是求分块所在条带。通常我们的方法比较麻烦，需要先猜测最接近的条带再去验证猜测是否正确。给定磁盘中分块的地址分块地址，分块所在pack编号，或者说分块所在包上面共有的包数目等于分块地址/扇区长度。计算包的数量与每个包中条带的数目的乘积，就可以求出分块所在包的上面那些包中条带的总数目。要想计算分块所在的条带编号，还需要计算包中分块上面的条带数目。但是，每个包中都会存在一个校验盘Q，他的分块长度比其他分块大，这样就增加了计算的复杂性。常见的方法是猜测再去验证调整，如下：
第一步猜测：
扇区偏移量＝分块地址％包的扇区计算出分块地址在一个pack中的偏移量。然后猜测条带＝扇区偏移量/分块长度+(分块地址/包的扇区)*每个包中条带的数目；
第二步验证调整：
根据第一步求解的条带，求解出该条带分块的首末地址；
分块首地址＝(条带/每个包中条带的数目*包的扇区+包偏移量*分块长度(包偏移量＝条带％每个包中条带的数目,该行先不考虑是否Q盘引起多元素)+计算是否存在Q引起的偏移元素,给定磁盘号，求得该包中Q校验盘位置，若包偏移量在Q下面，函数返回一个元素的偏移量,否则返回0)；
分块末地址＝分块首地址+分块长度-1；
若分块地址<分块首地址,证明条带猜大了，条带--；
若分块地址<分块末地址,证明条带猜小了，条带++。
可见上述求解分块所在条带的方法是非常繁琐的。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种磁盘计算分块条带的方法，包括：
根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：
若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；
若否，则直接计算待测分块的条带编号。
进一步的，所述根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量，包括：
根据给定磁盘号和磁盘数目计算校验盘在所在包中的位置，计算公式为：校验盘在所在包中的位置＝[磁盘数目-(磁盘号+1)]/2；
计算所述校验盘在所在包中的位置和分块大小的乘积，得到校验盘的包偏移量。
进一步的，所述通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址，包括：
获取包及每个包的扇区长度；
校验盘在磁盘上所在分块地址＝包*所在包的扇区长度+包偏移量。
进一步的，所述方法还包括：
若待测分块地址小于校验盘所在分块的地址，则说明待测分块上没有校验盘；反之，则说明待测分块上有校验盘。
进一步的，所述考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
进一步的，所述直接计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/所在包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度-分块中每个元素所占扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
第二方面，本发明提供一种磁盘计算分块条带的系统，包括：
偏移量计算单元，配置用于根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
分块地址计算单元，配置用于通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
条带计算单元，配置用于通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；若否，则直接计算待测分块的条带编号。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的一种磁盘计算分块条带的方法、系统、终端及存储介质，改进RAID6求解分块首地址的算法，提供一种更易于理解、计算简洁的算法求解包中分块首地址，用比较方法替代现有的先猜测后验证的方法，加快求解速度，从而加快存储读写的运行速度。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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。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，都应当属于本发明保护的范围。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释。
RAID:Redundant Array of Independent Disks独立的磁盘组成的具有冗余性的阵列；
Strip：分块；
StripSize:分块大小(KB)；
Striplength：分块所占的sector数目；
Striplba：分块首地址；
StripLastLBA：分块末地址；
Pack：包；
Stride：条带；
ElementPerStrip：一个分块中Element个数；
Elementlength＝Striplength/ElemenetPerStrip，分块中每个element所占sector数目；
Packoffset：在包中的偏移量；
ComponentCount阵列中磁盘数目；
StridePerPack每个包中条带的数目；
PackComponentLength表示一个磁盘上一个pack的sector(包含Q)；
Componentindex所在的磁盘编号；
Q_index：Q校验盘在所在pack中的位置(表示在pack中第0，1，2，…行)；
Componentlba分块在磁盘上的地址(sector形式计算)；
AverageLength＝PackComponentLength/StridesPerPack，即Pack中条带的平均sector长度；
PackLbaOffset：在一个pack上sector的偏移量；
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种磁盘计算分块条带的系统。
如图1所示，该方法包括：
步骤110，根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
步骤120，通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
步骤130，通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：
若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；
若否，则直接计算待测分块的条带编号。
可选地，作为本发明一个实施例，所述根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量，包括：
根据给定磁盘号和磁盘数目计算校验盘在所在包中的位置，计算公式为：校验盘在所在包中的位置＝[磁盘数目-(磁盘号+1)]/2；
计算所述校验盘在所在包中的位置和分块大小的乘积，得到校验盘的包偏移量。
可选地，作为本发明一个实施例，所述通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址，包括：
获取包及每个包的扇区长度；
校验盘在磁盘上所在分块地址＝包*所在包的扇区长度+包偏移量。
可选地，作为本发明一个实施例，所述方法还包括：
若待测分块地址小于校验盘所在分块的地址，则说明待测分块上没有校验盘；反之，则说明待测分块上有校验盘。
可选地，作为本发明一个实施例，所述考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
可选地，作为本发明一个实施例，所述直接计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/所在包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度-分块中每个元素所占扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明一种磁盘计算分块条带的方法的原理，结合实施例中对RAID6空间分布进行管理的过程，对本发明提供的一种磁盘计算分块条带的方法做进一步的描述。
具体的，所述一种磁盘计算分块条带的方法包括：
1、本实施例首先给定磁盘号，在每个包中，校验盘Q在包中的packOffset就唯一确定，可以用以下公式获得：
Q_Index＝[ComponentCount-(ComponentIndex+1)]/2；
Q_Index+＝[{ComponentCount-(ComponentIndex+1)}％2]*[(ComponentCount+1)/2]；
其中，Q_index指的是校验盘Q在所在pack中的位置，即表示在pack中第0，1，2，…行；
2、求出校验盘Q在包中的packoffset即偏移量，计算公式为:PackOffset＝Q_index*Strip_size)；
3、进而求出校验盘Q在磁盘上的地址QComponentlba，计算公式为：QComponentlba＝Pack*Packcomponentlength+PackOffset)。
4、(1)若传入的分块地址Componentlba<QComponentlba,说明包中分块上面没有校验盘Q，求条带编号stride＝(componentlba/PackComponentLength)*stridePerPack+(componentlba％PackComponentLength)/striplength；
(2)若传入的分块地址Componentlba>QComponentlba,说明包中该分块上面有校验盘，那么条带编号stride＝(componentlba/PackComponentLength)*stridePerPack+(componentlba％PackComponentLength-Elementlength)/striplength；
如图2示，该系统200包括：
偏移量计算单元210，配置用于根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
分块地址计算单元220，配置用于通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
条带计算单元230，配置用于通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；若否，则直接计算待测分块的条带编号。
图3为本发明实施例提供的一种终端系统300的结构示意图，该终端系统300可以用于执行本发明实施例提供的一种磁盘计算分块条带的方法。
其中，该终端系统300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，包括：
根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：
若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；
若否，则直接计算待测分块的条带编号。
2.根据权利要求1所述的一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，所述根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量，包括：
根据给定磁盘号和磁盘数目计算校验盘在所在包中的位置，计算公式为：校验盘在所在包中的位置＝[磁盘数目-(磁盘号+1)]/2；
计算所述校验盘在所在包中的位置和分块大小的乘积，得到校验盘的包偏移量。
3.根据权利要求1所述的一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，所述通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址，包括：
获取包及每个包的扇区长度；
校验盘在磁盘上所在分块地址＝包*所在包的扇区长度+包偏移量。
4.根据权利要求1所述的一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若待测分块地址小于校验盘所在分块的地址，则说明待测分块上没有校验盘；反之，则说明待测分块上有校验盘。
5.根据权利要求1所述的一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，所述考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
6.根据权利要求1所述的一种磁盘计算分块条带的方法，其特征在于，所述直接计算待测分块的条带编号的计算公式为：条带编号＝(分块地址/所在包的扇区长度)*每个包中条带的数目+(分块地址％所在包的扇区长度-分块中每个元素所占扇区长度)/待测分块所占扇区长度。
7.一种磁盘计算分块条带的系统，其特征在于，包括：
偏移量计算单元，配置用于根据给定磁盘号计算校验盘的包偏移量；
分块地址计算单元，配置用于通过所述包偏移量计算校验盘在磁盘上所在分块地址；
条带计算单元，配置用于通过比较待测分块和校验盘所在分块的地址，判断说明待测分块上是否有校验盘：若是，则考虑校验盘引起的多余元素来计算待测分块的条带编号；若否，则直接计算待测分块的条带编号。
8.一种终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器的执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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