CN112596679B - 固态硬盘的raid实现方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种固态硬盘的RAID实现方法、装置、计算机设备和存储介质,其中该方法包括:获取固态硬盘RAID实现请求;根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。本发明解决了由于NAND FLASH中plane数据关联性导致RAID失效的问题,提高了数据保护的效果,进而提升了固态硬盘的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域,特别是涉及一种固态硬盘的RAID实现方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
目前,在NAND FLASH组成中,读写单元为page,擦除单元为block,其中,一个block种包含多个page,多个block组成一个LUN(die),LUN之间为完全独立的个体,相互之间可以进行读写的并行操作。LUN会将其包含的block等份的划分为若干个plane,同一个LUN中的不同plane可以并行的进行读写操作,这种操作一般称之为multi plane读/写操作。
在传统技术中,SSD实现的RAID(冗余磁盘阵列)功能一般为RAID5功能。具体地,由K个数据组成一个RAID stripe,其中一个数据由其他K-1个数据生成的parity数据,这K个数据中任意一个数据损坏可以通过其它K-1个数据恢复,但是若有两个数据损坏,则无法通过RAID恢复。SSD中为了保证数据写入时的性能,会将这K个数据均匀的分布在每个plane中。然而,部分NAND FLASH中,plane之间的数据并非完全独立,同一个LUN中多个plane在执行multi plane对多个plane进行写操作时,如果出现写出错的情况,将会导致这几个plane中已经完成数据造成破坏,如果出错的数据处于同一个RAID stripe则会导致RAID纠错无效。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种可以固态硬盘的RAID实现方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种固态硬盘的RAID实现方法,所述方法包括:
获取固态硬盘RAID实现请求;
根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。
在其中一个实施例中,所述将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元的步骤具体包括:
将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block。
在其中一个实施例中,在所述将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block的步骤之后还包括:
将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元。
在其中一个实施例中,在所述将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元的步骤之后还包括:
当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的super block中的数据进行数据恢复。
一种固态硬盘的RAID实现装置,所述装置包括:
获取模块,所述获取模块用于获取固态硬盘RAID实现请求;
数据合并模块,所述数据合并模块用于根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
条带组成模块,所述条带组成模块用于将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
数据恢复模块,所述数据恢复模块用于当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。
在其中一个实施例中,所述数据合并模块还用于:
将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block。
在其中一个实施例中,所述数据合并模块还用于:
将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元。
在其中一个实施例中,所述数据恢复模块还用于:
当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的super block中的数据进行数据恢复。
一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
上述固态硬盘的RAID实现方法、装置、计算机设备和存储介质,通过获取固态硬盘RAID实现请求;根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。本发明解决了由于NAND FLASH中plane数据关联性导致RAID失效的问题,通过将一个LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据和其它LUN中的数据组成RAID,提高了数据保护的效果,进而提升了固态硬盘的可靠性。
附图说明
图1为传统技术中RAID实现方式的原理示意图;
图2为本发明中RAID实现方式的原理示意图;
图3为一个实施例中固态硬盘的RAID实现方法的流程示意图;
图4为另一个实施例中固态硬盘的RAID实现方法的流程示意图;
图5为一个实施例中固态硬盘的RAID实现装置的结构框图;
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
目前,传统技术中的SSD RAID的实现方式如图1所示。具体地,图中一个RAID保护的条带(raid stripe)由每一个plane中的多个block组成,如果其中一个block的数据损坏,可以通过raid由其他15个block的数据恢复出错数据。然而,如果在同一个LUN中,多个plane在执行multi plane对多个plane进行写操作时,如果出现写出错的情况则将会导致这几个plane中已经完成数据造成破坏,如果出错的数据处于同一个RAID stripe则会导致RAID纠错无效。
基于此,本发明一种新的SSD RAID实现方式,将一个LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据,和其它LUN中的数据组成RAID,解决了NAND FLASH中plane数据关联性导致RAID失效的问题。具体地,可参考图2所示的SSD RAID实现方式。将原有同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block。数据保护的单元变为了一个super block,当其中一个super block数据出错时,可以通过其它的super block恢复,由于一个super block相当于原有的多个block,进而提高了数据保护的效果。
在一个实施例中,如图3所示,提供了一种固态硬盘的RAID实现方法,该方法包括:
步骤302,获取固态硬盘RAID实现请求;
步骤304,根据固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
步骤306,将合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
步骤308,当RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。
在本实施例中,提供了一种固态硬盘的RAID实现方法,该方法的实现原理可参考图2所示,具体的实现过程如下:
首先,获取固态硬盘RAID实现请求;并根据固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元。由于,部分NANDFLASH中plane之间的数据比非完全独立,同一个LUN中,多个plane在执行multi plane对多个plane进行写操作时,如果出现写出错的情况,将会导致这几个plane中已经完成数据造成破坏,如果出错的数据处于同一个RAID stripe则会导致RAID纠错无效。因此,在这里将同一个LUN里不同plane中的block数据进行合并,以避免一个LUN中发生两个数据发生损坏的情形。
然后,将合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带。当RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。通过将一个LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据,和其它LUN中的数据组成RAID,以避免因多个数据发生损坏而无法进行恢复的问题。
在本实施例中,通过获取固态硬盘RAID实现请求;根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。本方案解决了由于NAND FLASH中plane数据关联性导致RAID失效的问题,通过将一个LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据和其它LUN中的数据组成RAID,提高了数据保护的效果,进而提升了固态硬盘的可靠性。
在一个实施例中,如图4所示,提供了一种固态硬盘的RAID实现方法,该方法还包括:
步骤402,根据固态硬盘RAID实现请求,将RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block;
步骤404,将绑定后的super block作为RAID条带的一个数据保护单元;
步骤406,当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过RAID条带中剩余的super block中的数据进行数据恢复。
在本实施例中,提供了具体的RAID实现方案,将原有同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block。此时,RAID条带中的数据保护的单元变为了一个superblock,当其中一个super block数据出错时,可以通过其它的super block进行数据的恢复。由于一个super block相当于原有的多个block,进而提高了数据保护的效果,避免了数据发生错误难以恢复的情形。
应该理解的是,虽然图3-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图3-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图5所示,提供了一种固态硬盘的RAID实现装置500,该装置包括:
获取模块501,用于获取固态硬盘RAID实现请求;
数据合并模块502,用于根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
条带组成模块503,用于将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
数据恢复模块504,用于当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复。
在一个实施例中,数据合并模块502还用于:
将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block。
在一个实施例中,数据合并模块502还用于:
将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元。
在一个实施例中,数据恢复模块504还用于:
当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的super block中的数据进行数据恢复。
关于固态硬盘的RAID实现装置的具体限定可以参见上文中对于固态硬盘的RAID实现方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过装置总线连接的处理器、存储器以及网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作装置、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作装置和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种固态硬盘的RAID实现方法。
本领域技术人员可以理解,图6中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种固态硬盘的RAID实现方法,其特征在于,所述方法包括:
获取固态硬盘RAID实现请求;
根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复;
所述将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元的步骤具体包括:将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block;
在所述将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个superblock的步骤之后还包括:将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元。
2.根据权利要求1所述的固态硬盘的RAID实现方法,其特征在于,在所述将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元的步骤之后还包括:
当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的superblock中的数据进行数据恢复。
3.一种固态硬盘的RAID实现装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,所述获取模块用于获取固态硬盘RAID实现请求;
数据合并模块,所述数据合并模块用于根据所述固态硬盘RAID实现请求,将LUN中多个plane的多份数据合并为一份数据作为RAID条带中的一个数据保护单元;
条带组成模块,所述条带组成模块用于将所述合并后的数据和其它LUN中合并后的数据组成RAID条带;
数据恢复模块,所述数据恢复模块用于当所述RAID条带中任一份数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的数据进行数据恢复;
所述数据合并模块还用于:将所述RAID条带中的同一个LUN中的多个plane的block绑定为一个super block;
所述数据合并模块还用于:将绑定后的super block作为所述RAID条带的一个数据保护单元。
4.根据权利要求3所述的固态硬盘的RAID实现装置,其特征在于,所述数据恢复模块还用于:
当其中一个super block中的数据发生损坏时,可通过所述RAID条带中剩余的superblock中的数据进行数据恢复。
5.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述的方法的步骤。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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