CN114168064A - 用于重建存储系统的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

用于重建存储系统的方法、设备和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于重建存储系统的方法、设备和计算机程序产品。在一种方法中，分别获取存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载。响应于确定第一区块访问负载低于第二区块访问负载，选择第一故障区块作为源区块。在存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为源区块的重建目的地的目的地区块集合。从目的地区块集合中选择目的地区块以作为源区块的重建目的地。提供了相应设备和计算机程序产品。可以优先地为访问负载较低的故障区块选择重建目的地，进而提高存储系统的重建速度。

Description

用于重建存储系统的方法、设备和计算机程序产品
技术领域
本公开的各实现方式涉及存储管理，更具体地，涉及用于重建存储系统的方法、设备和计算机程序产品。
背景技术
随着数据存储技术的发展，各种数据存储设备已经能够向用户提供越来越高的数据存储能力，并且数据访问速度也有了很大程度的提高。在提高数据存储能力的同时，用户对于数据可靠性和存储系统的响应时间也提供了越来越高的需求。目前，已经开发出了基于独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)的多种数据存储系统来提高数据的可靠性。当存储系统中的一个或者多个磁盘出现故障时，可以从其他正常操作的磁盘上的数据来重建故障磁盘中的数据。
目前已经开发出了映射独立磁盘冗余阵列(Mapped RAID)。在该映射RAID中，磁盘是一个逻辑概念并且可以包括多个区块(extent)。一个逻辑磁盘中包括的多个区块可以分布在资源池中的不同物理存储设备上。对于映射RAID的一个条带中的多个区块而言，该多个区块应当分布在不同的物理存储设备上。这使得当该多个区块中的一个区块所在的物理存储设备出现故障时，可以执行重建操作以便从其他区块所在的物理存储设备中恢复数据。此时，如何提高重建效率成为一个研究热点。
发明内容
因而，期望能够开发并实现一种以更为有效的方式来重建存储系统的技术方案。期望该技术方案能够与现有的存储系统相兼容，并且以更为有效的方式来重建存储系统。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于重建存储系统的方法。在该方法中，分别获取存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载。响应于确定第一区块访问负载低于第二区块访问负载，选择第一故障区块作为源区块。在存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为源区块的重建目的地的目的地区块集合。从目的地区块集合中选择目的地区块以作为源区块的重建目的地。
根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器耦合的存储器，存储器具有存储于其中的指令，指令在被至少一个处理器执行时使得设备执行用于执行根据本公开的第一方面的方法。
根据本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，机器可执行指令用于执行根据本公开的第一方面的方法。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实现方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，在此以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实现方式。在附图中：
图1示意性示出了其中可以使用根据本公开的示例性实现方式的方法的存储系统的框图；
图2示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于重建存储系统的过程的框图；
图3示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于重建存储系统的方法的流程图；
图4示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于选择目的地区块的过程的框图；
图5示意性示出了根据本公开的一个实现方式的为故障存储设备中的各个故障区块确定目的地区块集合的过程的框图；
图6示意性示出了根据本公开的一个实现方式在重建操作之前向存储系统添加后备存储设备的过程的框图；
图7示意性示出了根据本公开的一个实现方式的重建操作之前的条带的分布的框图；
图8示意性示出了根据本公开的一个实现方式的重建操作之后的条带的分布的框图；以及
图9示意性示出了根据本公开的示例性实现的用于重建存储系统的设备的框图。
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现。虽然附图中显示了本公开的优选实现，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现所限制。相反，提供这些实现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“一个示例实现”和“一个实现”表示“至少一个示例实现”。术语“另一实现”表示“至少一个另外的实现”。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。
在本公开的上下文中，存储系统可以是基于RAID的存储系统。基于RAID的存储系统可以将多个存储设备组合起来，成为一个磁盘阵列。通过提供冗余的存储设备，可以使得整个磁盘组的可靠性大大超过单一的存储设备。RAID可以提供优于单一的存储设备的各种优势，例如，增强数据整合度，增强容错功能，增加吞吐量或容量，等等。RAID存在多个标准，例如RAID-1，RAID-2，RAID-3，RAID-4，RAID-5，RAID-6，RAID-10，RAID-50等等。
当采用不同的RAID标准时，允许出现故障的存储设备的数量是不同的。例如，在4D+1P的存储系统中，使用4个存储设备来存储数据，并且使用1个存储设备来存储校验。此时最多允许1个存储设备出现故障。又例如，在4D+1P+1Q的存储系统中，使用4个存储设备来存储数据，并且使用2个存储设备来存储校验。此时最多允许2个存储设备出现故障。再例如，在4D+1P+1Q+1R的存储系统中，使用4个存储设备来存储数据，并且使用3个存储设备来存储校验。此时最多允许3个存储设备出现故障。
为方便描述起见，在本公开的上下文中将仅以4D+1P的存储系统作为示例描述重建操作的过程。首先参见图1描述根据本公开的示例性实现方式的应用环境。图1示意性示出了其中可以使用根据本公开的示例性实现方式的方法的存储系统的框图100。如图1所示，存储系统可以包括多个存储设备110、111、112、113、114、115、116以及117。这些存储设备的存储空间可以包括用于存储数据的存储区以及用于服务于重建操作的保留区。当存储系统中的一个或多个存储设备出现故障时，可以将故障存储设备中的数据恢复至保留区中。将会理解，图1仅仅示意性示出了包括8个存储设备的存储系统的示例。根据本公开的示例性实现方式，基于存储系统的具体配置，该存储系统可以包括更多或者更少的存储设备。
假设存储设备113出现故障，则可以将该存储设备113中的各个区块中的数据重建至存储系统中的其他存储设备。目前已经提出了多种重建技术方案。例如，可以随机选择故障区块的重建目的地，可以基于各个存储设备中的可用存储空间来选择重建目的地，等等。然而，这些技术方案可能会导致较长的重建时间。在重建操作期间，存储系统中的其他存储设备可能会出现故障。如果故障存储设备的数量超过RAID所允许的阈值，则可能会出现不可恢复的数据丢失。因而，如何以更快的速度完成重建操作，成为确保存储系统的数据安全的重要因素。
为了至少部分地解决上述问题，根据本公开的示例性实现方式，提出了一种用于重建存储系统的方法。具体地，当存储系统中出现故障存储设备时，基于故障存储设备中的各个故障区块的访问负载，优先地为访问负载较低的故障区块选择目的地区块。将会理解，访问负载越低则对于重建操作的影响越小。因而，可以按照从易到难的顺序来重建每个故障区块。以此方式，可以首先将最容易被重建的故障区块重建至选择的目的地区块。由此，可以在较短的时间内尽量重建更多的故障区块，进而降低出现不可恢复的数据损失的风险。
在下文中，将参见图2描述根据本公开的示例性实现方式的概要。图2示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于重建存储系统的过程的框图200。如图2所示，假设存储系统中出现故障存储设备210，可以按照该故障存储设备210中的多个故障区块的访问负载，将多个故障区块进行排序。继而，可以将具有较低访问负载的故障区块220作为将要被重建的源区块，并且针对该源区块生成目的地区块集合230。目的地区块集合230包括能够作为源区块的重建目的地的多个目的地区块，例如目的地区块232、……、以及目的地区块234。进一步，可以从目的地区块集合230中选择一个目的地区块以作为源区块的重建目的地。可以按照访问负载从低到高的顺序，逐一重建每个故障区块。
利用本公开的示例性实现方式，在每次选择源区块的过程中，可以将重建时间较短的故障区块220作为源区块。以此方式，可以按照从易到难的顺序来重建各个故障区块，进而在最短的时间内重建更多的故障区块。
在下文中，将参见图3描述根据本公开的示例性实现方式的方法的更多细节。图3示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于重建存储系统的方法300的流程图。在框310处，分别获取存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载。可以基于多种方式来衡量访问负载，例如，可以基于区块被访问的频率来确定访问负载，可以基于区块中被访问的数据的大小来确定访问负载。根据本公开的示例性实现方式，可以按照访问频率或者数据大小来表示各个区块的访问负载。备选地和/或附加地，可以将上述数值进行归一化处理，以便将各个故障区块的访问负载映射至指定数值范围(例如，整数0至99的范围)。
在框320处，响应于确定第一区块访问负载低于第二区块访问负载，选择第一故障区块作为源区块。根据本公开的示例性实现方式，可以将各个故障区块的访问负载从低到高进行排序。可以首先处理访问负载最低的故障区块，继而处理访问负载次低的故障区块，以此类推。将会理解，随着存储系统的运行，各个区块的访问负载可以有所变化，可以在每次已经处理完成具有最低访问负载的故障区块之后，重新确定其余的故障区块的访问负载，以便找到当前的具有最低访问负载的故障区块，直到已经为每个故障区块选择了目的地区块。根据本公开的示例性实现方式，可以在预定时间间隔执行重新排序。
在框330处，在存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为源区块的重建目的地的目的地区块集合。将会理解，目的地区块集合中的区块应当满足以下三个条件：第一条件，区块所在的存储设备为正常存储设备；第二条件，存储设备不同于源区块所在的条带中的任一存储设备；以及第三条件，存储设备不包括正在作为重建目的地的区块。因而，可以将存储系统中的满足上述三个条件的空闲区块添加至目的地区块集合，以作为故障区块的重建目的地的候选。
将会理解，在此的目的地区块是指可以作为源区块的重建目的地的区块，该目的地区块必须是正常存储设备中的区块，由此目的地区块应当满足第一条件。基于RAID的要求，条带中的多个区块必须位于不同的存储设备，否则不能确保存在足够的冗余数据。由此目的地区块应当满足第二条件。进一步，如果目的地区块所在的存储设备正在作为重建操作的目的地存储设备，也即，该存储设备包括正在被重建的目的地区块，则当前的重建操作将会向该存储设备写入重建数据并且影响该存储设备的写入速度。为了确保目的地区块可以具有较高的写入速度，目的地区块应当满足第三条件。
根据本公开的示例性实现方式，可以基于上述三个条件来确定目的地区块集合。在如图1所示的存储系统中，存储设备113出现故障，并且存储设备113中的第一个故障区块所在的条带涉及存储设备110至114中的区块。基于第一条件，可以从存储系统中的正常存储设备110至112和114至117中选择空闲区块。基于第二条件，可以从存储设备115至117中选择空闲区块。基于第三条件，可以从不包括正在被重建的目的地区块的存储设备中选择空闲区块。假设存储设备115和116包括正在被重建的目的地区块，则只能从存储设备117中选择空闲区块。此时，目的地区块集合将包括存储设备117中的各个空闲区块。
利用本公开的示例性实现方式，可以确保目的地区块集合中的每个区块都满足RAID标准的要求，并且具有较快的重建速度。以此方式，可以缩短重建操作的耗时，并且降低另一存储设备在重建期间出现故障的风险。
在框340处，从目的地区块集合230中选择一个目的地区块以作为源区块的重建目的地。根据本公开的示例性实现方式，可以基于各个目的地区块所在的存储设备的访问负载，来选择具有最快写入速度的存储设备中的目的地区块。在下文中，将参见图4描述如何选择目的地区块，该图4示意性示出了根据本公开的一个实现方式的用于选择目的地区块的过程的框图400。
如图4所示，分别确定目的地区块集合230中的各个目的地区块所在的目的地设备的访问负载，并且可以按照访问负载从低到高的顺序来将各个目的地设备排序。例如，目的地设备410具有最低的访问负载并且位于第一位，目的地设备420具有最高的访问负载并且位于最后一位。此时，可以将位于目的地设备410中的目的地区块232作为故障区块220的重建目的地。将会理解，由于目的地设备410具有最低的访问负载，向该目的地设备410写入数据的速度最快。向该目的地设备410中写入重建数据的速度也将高于向其他目的地区块写入重建数据的速度。
利用本公开的示例性实现方式，可以利用存储系统中的具有最快写入速度的存储设备中的空闲区块来作为源区块的重建目的地。以此方式，可以确保每次重建操都将当前存储系统中的最少被访问的故障区块重建至具有最快写入速度的空闲区块。此时，每次重建操作都是当前存储系统中的可能实现的最快的重建操作，因而可以在有限的时间内尽量重建更多的区块。由此，可以尽量从故障存储设备中“抢救”出更多的区块，以避免另一存储设备在重建期间出现故障造成的数据损失。
将会理解，尽管上文描述了将具有最低访问负载的目的地设备中的区块作为目的地区块。根据本公开的示例性实现方式，可以选择具有较低访问负载的存储设备中的空闲区块来作为目的地区块。具体地，对于第一目的地区块所在的第一存储设备和第二目的地区块所在的第二存储设备，可以分别确定第一设备访问负载和第二设备访问负载。如果确定第一设备访问负载小于第二设备访问负载，则可以选择第一目的地区块作为目的地区块。尽管此时所选择的目的地区块并非具有最快写入速度的区块，相对于随机选择目的地区块的传统方式而言，选择具有较低访问负载的存储设备中的区块可以提高重建操作的写入速度。
根据本公开的示例性实现方式，在已经确定源区块的目的地区块之后，可以将源区块中的数据重建至目的地区块。具体地，可以基于源区块所在的条带中的其他正常区块中的数据，来确定故障区块中的数据。例如，在4D+1P的存储系统中，可以基于异或操作来确定故障区块中的数据。根据本公开的示例性实现方式，在已经为多个故障区块选择了相应的目的地区块之后，可以并行地为多个故障区块执行重建操作。由于选择目的地区块的过程确保了各个目的地区块分别位于不同的存储设备，分别向多个不同的存储设备写入重建的数据不会导致写入瓶颈。
上文已经描述了基于多个条件来确定目的地区块集合的过程。将会理解，对于某个故障区块而言，目的地区块集合可能为空集，也即目前不存在可以用作该故障区块的重建目的地的区块。当存储系统中包括的存储设备的数量较小时，易于出现此类情况。此时，如果确定目的地区块集合为空，可以从故障存储设备中选择另一故障区块以作为源区块。
在下文中，将参见图5描述针对故障存储设备210中的各个故障区块进行处理的过程。图5示意性示出了根据本公开的一个实现方式的为故障存储设备中的各个故障区块确定目的地区块集合的过程的框图500。上文已经描述了处理故障存储设备210中的第一个故障区块220的过程。由于故障区块220已经被处理，可以将该故障区块220标记为“已处理”。进一步，可以按照各个故障区块的当前访问负载来将其余的未处理故障区块进行排序。
故障区块510为当前访问负载最低的区块。可以基于上文描述的三个条件来确定故障区块510的目的地区块集合520。将会理解，在确定目的地区块集合520期间，已经开始针对先前的故障区块220的重建操作，假设存储系统中唯一满足第一条件和第二条件的存储设备包括正在被作为重建目的地的区块，则此时目的地区块集合520将为空集。为了继续确定重建目的地的操作，可以将该故障区块510标记为“未处理”，并且继续处理故障存储设备210中的下一故障区块512。
可以按照上文描述的方法来确定故障区块512的目的地区块集合530。假设目的地区块集合530包括目的地区块532、……以及目的地区块534，则可以从上述目的地区块中选择位于访问负载最低的存储设备中的目的地区块。假设目的地区块集合530为空集，则可以将该故障区块512标记为“未处理”，并且继续处理下一故障区块。
备选地和/或附加地，如果确定另一故障区块的目的地区块集合为空集，则可以等待存储系统中的先前故障区块的重建被完成。在经过一段时间之后，由于先前启动的重建操作已经完成，存储系统中的正在作为重建目的地的区块将会减少甚至消失。此时，将会出现更多的区块满足第三条件，并且使得更多的故障区块的目的地区块集合不再为空，因而可以为更多的故障区块选择相应的目的地区块。
根据本公开的示例性实现方式，可以在已经遍历了故障存储设备210中的全部故障区块之后，可以对标记为“未处理”的故障区块再次执行排序操作。根据本公开的示例性实现方式，可以在为一个故障区块选择目的地区块之后，针对故障存储设备210中的“未处理”区块执行排序操作。利用本公开的示例性实现方式，可以确保每次为故障存储设备中的访问负载最低的故障区块优先选择目的地区块，以便加快重建速度。
根据本公开的示例性实现方式，由于实时地获取每个故障区块的访问负载和执行排序过程将会导致额外的开销，可以在预定时间间隔重新执行采集和排序过程。利用本公开的示例性实现方式，可以在不产生过多额外开销的情况下，为访问负载较低的故障区块优先执行重建。
根据本公开的示例性实现方式，可以针对故障存储设备210中的每个故障区块来执行上文描述的方法。也即，可以遍历故障存储设备中的全部故障区块，直到全部故障区块被重建。以此方式，可以优先地处理涉及最短重建时间的故障区块，并且提高单位时间内重建区块的速度。
将会理解，在存储设备的资源池中，可以包括用于替换故障存储设备的后备存储设备。在传统的技术方案中，在已经将故障存储设备中的故障区块重建至正常区块中之后，再利用后备存储设备来替换故障存储设备。根据本公开的示例性实现方式，可以在重建操作之前，将后备存储设备加入存储设备中。备选地和/或附加地，可以在准备好后备存储设备时，即将后备存储设备加入存储系统中。
图6示意性示出了根据本公开的一个实现方式在重建操作之前向存储系统添加后备存储设备的过程的框图600。如图6所示，可以向存储系统中加入后备存储设备610。此时，存储系统中将包括8个正常存储设备。可以从当前存储系统中的多个存储设备中的多个空闲区块中，确定目的地区块集合。
具体地，可以首先为故障存储设备113中的第一个故障区块确定目的地区块集合。可以基于上文描述的3个条件来确定目的地区块集合。对于第一条件，可以从8个正常存储设备110至112、114至117以及610中选择空闲区块。对于第二条件，假设该故障区块所在的条带涉及存储设备110至114，则此时需要从存储设备110至114以外的其他存储设备中选择目的地区块(即，应当从上述八个正常存储设备中排除存储设备110至114)，即应当从存储设备115至117和610中选择空闲区块。对于第三条件，假设存储设备115中包括正在作为重建目的地的区块，则仅能从存储设备116、117和610中选择空闲区块来加入目的地区块集合。
利用本公开的示例性实现方式，可以尽早向存储设备中加入更多的存储设备。此时，可以从更多的存储设备中选择目的地区块。因而，可以降低目的地区块集合为空的情况，减少等待时间进而提高确定目的地区块的效率。
根据本公开的示例性实现方式，当存储系统的RAID类型允许存在多个故障存储设备时，可以分别针对每个故障存储设备来执行上文描述的方法，以便恢复每个故障存储设备中的每个故障区块。当存在多个故障存储设备时，可以首先处理具有较低设备负载的故障存储设备。如果存储系统中存在第一故障存储设备和第二故障存储设备，可以分别确定第一故障存储设备和第二故障存储设备的第一设备负载和第二设备负载。如果确定第一设备负载低于第二设备负载，可以选择第一故障存储设备作为故障存储设备。
根据本公开的示例性实现方式，设备负载可以包括故障存储设备的访问负载。将会理解，故障存储设备的访问负载将会影响故障区块的重建速度。访问负载越高，则重建速度越慢；访问负载越低，则重建速度越快。此时，可以优先地重建访问负载较低的故障存储设备。利用本公开的示例性实现方式，可以首先处理重建时间最短的故障存储设备，进而有助于在较短的时间内重建更多的故障存储设备。
根据本公开的示例性实现方式，设备负载可以包括故障存储设备的使用负载(也即，使用率)。将会理解，故障存储设备的使用负载反应被使用的存储空间与全部存储空间的比值。使用负载越高，则重建时间越长；使用负载越低，则重建时间越短。此时，可以首先重建使用负载较低的故障存储设备，以便尽快地完成耗时最短的故障存储设备的重建。
在下文中，将参见具体示例描述上文描述的方法对于重建性能的改进程度。假设利用0至99来表示访问负载，数值越高则访问负载越重。假设理想情况下，重建操作的性能为P。下文表1示出了在不同访问负载下的重建操作的性能。
表1访问负载对于重建性能的影响
序号 访问负载 重建性能
1 0-4 P*100％
2 5-9 P*85％
3 10-14 P*70％
4 15-19 P*55％
5 20-24 P*40％
… … …
如表1所示，当访问负载极小(0-4)时，重建性能几乎没有受到影响；当访问负载较小(5-9)时，重建性能受到轻微影响，变为理想情况下的85％；当访问负载较大(20-24)时，重建性能受到较大影响，变为理想情况下的40％。在下文中，将参见图7和图8描述根据本公开的示例性实现方式的重建过程。
图7示意性示出了根据本公开的一个实现方式的重建操作之前的条带的分布的框图700。如图7所示，存储系统中包括4个条带，存储设备113分别包括4个条带中的区块710、720、730和740。假设存储设备113出现故障，则需要将存储设备113中的4个故障区块进行重建。假设4个条带中的区块的访问负载如下文的矩阵M所示：
Figure BDA0002676302060000131
如果按照已有的随机方法来为存储设备113中的4个故障区块选择重建目的地，在最差情况下，每次选择的重建目的地都位于访问负载最高的区块，此时的重建效率将为P*47.5％。在最好情况下，每次选择的重建目的地都位于访问负载最低的区块，此时的重建效率将为P*73.75％。
根据本公开的示例性实现方式，在重建操作开始之前即向存储系统中加入后备存储设备，此时存储系统中将存在更多的正常存储设备。进一步，按照访问负载从低到高的顺序，将4个故障区块进行排序，并且分别为每个故障区块选择访问负载最低的存储设备中的可用区块。
图8示意性示出了根据本公开的一个实现方式的重建操作之后的条带的分布的框图800。具体地，在第一个轮次中，选择具有最小访问负载的故障区块740，并且将其重建至具有最小访问负载的存储设备117中的区块810。在第二个轮次中，选择具有最小访问负载的故障区块730，并且将其重建至具有最小访问负载的存储设备114中的区块820。在第三个轮次中，选择具有最小访问负载的故障区块710，并且将其重建至具有最小访问负载的存储设备117中的区块830。在第四个轮次中，选择具有最小访问负载的故障区块720，并且将其重建至具有最小访问负载的存储设备117中的区块840。此时，重建效率将为P*92.5％。
利用本公开的示例性实现方式，按照故障区块的访问负载来确定源区块可以优先地处理最易于被重建的故障区块，按照存储设备的访问负载来确定目的地区块可以优先地使用具有最快写入速度的区块，在重建操作开始之前即向存储系统中加入后备存储设备可以增加存储系统中的可用于重建操作的正常存储设备的数量。以此方式，可以显著提高重建操作的性能，降低重建操作的时间开销，进而降低其他存储设备在重建操作期间出现故障并导致不可恢复错误的风险。
将会理解，尽管上文仅以4D+1P的RAID存储系统作为示例描述了方法300的步骤。根据本公开的示例性实现方式，存储系统可以包括其他数量的存储设备来分别用于存储数据和校验。例如，可以使用6D+1P的存储系统，8D+1P+1Q的存储系统，等等。
在上文中已经参见图2至图8详细描述了根据本公开的方法的示例，在下文中将描述相应的装置的实现。根据本公开的示例性实现，提供了一种用于重建存储系统的装置。该装置包括：确定模块，配置用于分别确定存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载；源区块选择模块，配置用于响应于确定第一区块访问负载低于第二区块访问负载，选择第一故障区块作为源区块；集合确定模块，配置用于在存储系统中的多个空闲区块中，确定能够作为源区块的重建目的地的目的地区块集合；以及目的地区块选择模块，配置用于从目的地区块集合中选择目的地区块以作为源区块的重建目的地。根据本公开的示例性实现方式，该装置进一步包括执行上文描述的方法300的模块。
图9示意性示出了根据本公开的示例性实现的用于管理存储系统中的条带的设备900的框图。如图所示，设备900包括中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的计算机程序指令或者从存储单元908加载到随机访问存储器(RAM)903中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还可存储设备900操作所需的各种程序和数据。CPU 901、ROM902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。
设备900中的多个部件连接至I/O接口905，包括：输入单元906，例如键盘、鼠标等；输出单元907，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元908，例如磁盘、光盘等；以及通信单元909，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元909允许设备900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300，可由处理单元901执行。例如，在一些实现中，方法300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908。在一些实现中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 902和/或通信单元909而被载入和/或安装到设备900上。当计算机程序被加载到RAM 903并由CPU 901执行时，可以执行上文描述的方法300的一个或多个步骤。备选地，在其他实现中，CPU 901也可以以其他任何适当的方式被配置以实现上述过程/方法。
根据本公开的示例性实现方式，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器耦合的存储器，存储器具有存储于其中的指令，指令在被至少一个处理器执行时使得设备执行一种用于重建存储系统的动作。该动作包括：分别获取存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载；响应于确定第一区块访问负载低于第二区块访问负载，选择第一故障区块作为源区块；在存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为源区块的重建目的地的目的地区块集合；以及从目的地区块集合中选择目的地区块以作为源区块的重建目的地。
根据本公开的示例性实现方式，生成目的地区块集合包括将满足以下条件的区块添加至目的地区块集合：区块所在的存储设备为正常存储设备；存储设备不同于源区块所在的条带涉及的任一存储设备；以及存储设备不包括正在作为重建目的地的区块。
根据本公开的示例性实现方式，选择目的地区块包括：分别确定目的地区块集合中的第一目的地区块所在的第一存储设备和第二目的地区块所在的第二存储设备的第一设备访问负载和第二设备访问负载；以及响应于确定第一设备访问负载小于第二设备访问负载，选择第一目的地区块作为目的地区块。
根据本公开的示例性实现方式，该动作进一步包括：将源区块中的数据重建至目的地区块。
根据本公开的示例性实现方式，该动作进一步包括：响应于确定目的地区块集合为空，从故障存储设备中选择另一故障区块以作为源区块。
根据本公开的示例性实现方式，该动作进一步包括：响应于确定另一故障区块的目的地区块集合为空集，等待存储系统中的先前故障区块的重建被完成。
根据本公开的示例性实现方式，确定目的地区块集合包括：向存储系统中加入后备存储设备；以及从存储系统中的多个存储设备中的多个空闲区块中，确定目的地区块集合。
根据本公开的示例性实现方式，该动作进一步包括：遍历故障存储设备中的全部故障区块，直到全部故障区块被重建。
根据本公开的示例性实现方式，该动作进一步包括：响应于确定存储系统中存在第一故障存储设备和第二故障存储设备，分别确定第一故障存储设备和第二故障存储设备的第一设备负载和第二设备负载；以及响应于确定第一设备负载低于第二设备负载，选择第一故障存储设备作为故障存储设备。
根据本公开的示例性实现方式，第一设备负载包括第一故障存储设备的访问负载和使用负载中的至少任一项。
根据本公开的示例性实现，提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，机器可执行指令用于执行根据本公开的方法。
根据本公开的示例性实现，提供了一种计算机可读介质。计算机可读介质上存储有机器可执行指令，当机器可执行指令在被至少一个处理器执行时，使得至少一个处理器实现根据本公开方法。
本公开可以是方法、设备、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，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)。在一些实现中，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现的方法、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、专用计算机或其他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他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、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他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、其他可编程数据处理装置、或其他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现的系统、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，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现，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实现。在不偏离所说明的各实现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现的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各实现。

Claims (21)

1.一种用于重建存储系统的方法，包括：
分别获取所述存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载；
响应于确定所述第一区块访问负载低于所述第二区块访问负载，选择所述第一故障区块作为源区块；
在所述存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为所述源区块的重建目的地的目的地区块集合；以及
从所述目的地区块集合中选择目的地区块以作为所述源区块的重建目的地。
2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述目的地区块集合包括将满足以下条件的区块添加至所述目的地区块集合：
所述区块所在的存储设备为正常存储设备；
所述存储设备不同于所述源区块所在的条带涉及的任一存储设备；以及
所述存储设备不包括正在作为重建目的地的区块。
3.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述目的地区块包括：
分别确定所述目的地区块集合中的第一目的地区块所在的第一存储设备和第二目的地区块所在的第二存储设备的第一设备访问负载和第二设备访问负载；以及
响应于确定所述第一设备访问负载小于所述第二设备访问负载，选择所述第一目的地区块作为所述目的地区块。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述源区块中的数据重建至所述目的地区块。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于确定所述目的地区块集合为空，从所述故障存储设备中选择另一故障区块以作为所述源区块。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：响应于确定所述另一故障区块的目的地区块集合为空集，等待所述存储系统中的先前故障区块的重建被完成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述目的地区块集合包括：
向所述存储系统中加入后备存储设备；以及
从所述存储系统中的多个存储设备中的多个空闲区块中，确定所述目的地区块集合。
8.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
遍历所述故障存储设备中的全部故障区块，直到所述全部故障区块被重建。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于确定所述存储系统中存在第一故障存储设备和第二故障存储设备，分别确定所述第一故障存储设备和所述第二故障存储设备的第一设备负载和第二设备负载；以及
响应于确定所述第一设备负载低于所述第二设备负载，选择所述第一故障存储设备作为所述故障存储设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一设备负载包括所述第一故障存储设备的访问负载和使用负载中的至少任一项。
11.一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器耦合的存储器，所述存储器具有存储于其中的指令，所述指令在被所述至少一个处理器执行时使得所述设备执行一种用于重建存储系统的动作，所述动作包括：
分别获取所述存储系统中的故障存储设备中的第一故障区块和第二故障区块的第一区块访问负载和第二区块访问负载；
响应于确定所述第一区块访问负载低于所述第二区块访问负载，选择所述第一故障区块作为源区块；
在所述存储系统中的多个空闲区块中，生成能够作为所述源区块的重建目的地的目的地区块集合；以及
从所述目的地区块集合中选择目的地区块以作为所述源区块的重建目的地。
12.根据权利要求11所述的设备，其中生成所述目的地区块集合包括将满足以下条件的区块添加至所述目的地区块集合：
所述区块所在的存储设备为正常存储设备；
所述存储设备不同于所述源区块所在的条带涉及的任一存储设备；以及
所述存储设备不包括正在作为重建目的地的区块。
13.根据权利要求11所述的设备，其中选择所述目的地区块包括：
分别确定所述目的地区块集合中的第一目的地区块所在的第一存储设备和第二目的地区块所在的第二存储设备的第一设备访问负载和第二设备访问负载；以及
响应于确定所述第一设备访问负载小于所述第二设备访问负载，选择所述第一目的地区块作为所述目的地区块。
14.根据权利要求11所述的设备，所述动作进一步包括：将所述源区块中的数据重建至所述目的地区块。
15.根据权利要求11所述的设备，所述动作进一步包括：响应于确定所述目的地区块集合为空，从所述故障存储设备中选择另一故障区块以作为所述源区块。
16.根据权利要求15所述的设备，所述动作进一步包括：响应于确定所述另一故障区块的目的地区块集合为空集，等待所述存储系统中的先前故障区块的重建被完成。
17.根据权利要求11所述的设备，其中确定所述目的地区块集合包括：
向所述存储系统中加入后备存储设备；以及
从所述存储系统中的多个存储设备中的多个空闲区块中，确定所述目的地区块集合。
18.根据权利要求14所述的设备，所述动作进一步包括：
遍历所述故障存储设备中的全部故障区块，直到所述全部故障区块被重建。
19.根据权利要求11所述的设备，所述动作进一步包括：
响应于确定所述存储系统中存在第一故障存储设备和第二故障存储设备，分别确定所述第一故障存储设备和所述第二故障存储设备的第一设备负载和第二设备负载；以及
响应于确定所述第一设备负载低于所述第二设备负载，选择所述第一故障存储设备作为所述故障存储设备。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述第一设备负载包括所述第一故障存储设备的访问负载和使用负载中的至少任一项。
21.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令用于执行根据权利要求1-10中的任一项所述的方法。
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