CN115639945A - 用于扩展存储系统的方法、设备和程序产品 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于扩展存储系统的方法、设备和程序产品。该存储系统包括第一存储资源池,第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。在一种方法中,响应于接收到用于扩展存储系统的请求,向存储系统添加第二多个存储设备,第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和。利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。进一步,提供了相应的设备和程序产品。利用本公开的示例性实现方式,可以以更为快速并且有效的方式来扩展存储系统中的存储空间。
Description
技术领域
本公开的各实现方式涉及存储系统,更具体地,涉及用于扩展存储系统的方法、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RAID(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。一个逻辑磁盘中包括的多个区块可以分布在存储系统的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。
将会理解,存储系统包括有限的存储空间,可用向存储系统中添加更多的存储设备,以便提供更多的存储空间。此时,存储系统中的已有存储设备和新添加的存储设备的使用负载将会出现巨大差异,因而需要执行混洗(shuffle)操作来平衡各个存储设备的使用负载。混洗操作将会持续较长的时间,这将严重影响存储系统的性能。此时,如何在尽量不影响存储系统的正常数据存储服务的情况下执行扩展操作,成为一个技术难题。
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扩展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,并且通过改造现有存储系统的各种配置,来以更为有效的方式扩展存储系统。
根据本公开的第一方面,提供了一种用于扩展存储系统的方法。该存储系统包括第一存储资源池,第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。在一种方法中,响应于接收到用于扩展存储系统的请求,向存储系统添加第二多个存储设备,第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和。利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。。
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实现根据本公开的一个示例性实现方式的存储系统的框图;
图2示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展存储系统的框图;
图3示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展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示例性实现方式的用于生成第二存储资源池的框图;
图5示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于为用户数据生成附加校验数据的框图;
图6示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于执行混洗操作的框图;
图7示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的迁移后的数据分布的框图;
图8示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于合并第一存储资源池和第二存储资源池的框图;以及
图9示意性示出了根据本公开的示例性实现的用于扩展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。
首先参见图1描述存储系统的概要。图1示意性示出了其中可以实现根据本公开的一个示例性实现方式的存储系统100的框图。如图1所示,存储系统100可以包括多个存储设备110、112、114、116、…、以及118。每个存储设备可以包括多个区块,并且可以基于映射RAID来管理多个区块。可以基于预定的存储阵列标准来创建存储资源池,例如,当使用4D+1P(4个区块用于存储数据并且1个区块用于存储校验)的RAID标准时,可以利用分别位于5个存储设备的5个区块来创建一个条带。此时,条带中的4个区块可以用于存储数据(如图例120所示),并且1个区块可以用于存储校验(如图例122所示)。
随着存储系统的运行,存储系统中的可用存储空间将会逐渐被耗尽。此时,可以向存储系统中添加新的存储设备从而扩展存储系统的存储空间。目前已经提出了用于扩展存储设备的多种技术方案。在一个技术方案中,可以向存储系统中添加一个或多个新的存储设备。为了确保各个存储设备的负载平衡,需要对存储系统中的已有存储设备和新存储设备执行混洗操作,以便将使用负载较高的存储设备中的数据迁移至新的存储设备。然而对于大型存储系统而言,混洗操作将会持续数天甚至更长的时间,这将会严重降低存储系统的用户体验。
在另一技术方案中,可以向存储系统中添加超过预定数量(例如,存储系统中的条带的宽度)的多个存储系统。例如,在4D+1P的存储系统中,可以向存储系统添加4+1=5个存储设备。此时,新添加的5个存储设备可以形成新的映射RAID,并且可以立刻向存储系统的用户提供数据存储服务。将会理解,上述的5个存储设备仅仅是一个示例,在实际操作过程中出于预留存储空间等考虑,存储系统中将包括后备存储设备。此时,向存储系统中添加的新存储设备的数量应当高于条带宽度与后备存储设备的数量之和。例如,当存储系统包括1个后备存储设备时,可以添加条带宽度+1(或者更多)个新的存储设备。然而,该技术方案要求一次添加较大数量的存储设备,这对于存储系统的扩展提出了诸多限制,并且增加了管理存储系统的成本。
为了解决已有技术方案中的缺陷,本公开的示例性实现方式提出了一种用于扩展存储系统的技术方案。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。为了便于描述起见,在下文中将仅以包括5个存储设备并且基于4D+1P的RAID标准来建立的存储系统作为示例,来描述扩展存储系统的过程。根据本公开的一个示例性实现方式,存储系统还可以包括更多或者更少的存储设备,并且该存储系统可以是基于其他存储阵列标准来建立的。
在本公开的上下文中,用于扩展存储系统的存储设备的数量可以小于条带宽度和后备存储设备的数量之和,并且允许立刻使用新增的存储设备中的存储空间。图2示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展存储系统的框图200。在扩展操作之前,存储系统包括第一多个存储设备(图2的示例包括5个存储设备110、112、114、116以及118)。各个存储设备基于第一存储阵列标准(4D+1P的RAID标准)来形成第一存储资源池220。可以向存储系统中添加第二多个存储设备(图2的示例包括3个存储设备210、212以及214)。
可以利用上述存储设备210、212以及214并基于第二存储阵列标准(例如,2D+1P的RAID标准)来生成第二存储资源池222。此时,第二多个存储设备的数量3小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度5与后备存储设备的数量(图2不包括后备存储设备并且此时后备存储设备的数量为0)之和。将会理解,尽管图2示出的存储系统不包括后备存储设备,根据本公开的一个示例性实现方式,存储系统可以包括一个或多个后备存储设备,假设后备存储设备的数量为1,数量3仍然小于条带宽度5与后备存储设备的数量1之和。
将会理解,由于第二存储资源池222是完整的映射RAID存储系统,因而可以立刻服务于来自存储系统的用户的数据访问请求。例如,当存储系统接收到来自用户的向存储系统写入用户数据的请求时,可以在不执行混洗操作的情况下,立刻向第二存储资源池222写入用户数据。以此方式,不必针对存储系统中的各个存储设备执行混洗操作,也不必向存储系统一次添加大量存储设备,即可在添加新存储设备之后立刻使用所添加存储设备中的存储空间。
在下文中,将参见图3描述根据本公开的一个示例性实现方式的更多细节。图3示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于扩展存储系统的方法300的流程图。在此的存储系统包括第一存储资源池220,并且第一存储资源池220是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。在框310处,在存储系统中可以接收用于扩展存储系统的请求。根据本公开的一个示例性实现方式,可以在检测到存储系统中包括的空闲存储空间低于预定阈值时,自动发出扩展请求。备选地和/或附加地,可以由存储系统的管理员来人工发出扩展请求。可以由扩展请求来触发根据本公开的一个示例性实现方式的方法300。
在框320处,如果接收到扩展请求,则可以向存储系统添加第二多个存储设备。在此,第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和。将会理解,在此的第二多个存储系统的数量应当大于或者等于2,并且小于第一条带宽度与后备存储设备的数量之和。
根据本公开的一个示例性实现方式,可以基于第一存储资源池中的条带中的数据区块和校验区块的数量之和来确定第一条带宽度。在上文的示例中,第一条带宽度为4+1=5。在不存在后备存储设备的情况下,新添加的存储设备的数量可以选自如下范围[2,5)。根据本公开的一个示例性实现方式,在存在1个后备存储设备的情况下,新添加的存储设备的数量可以选择如下范围[2,5]。
在框330处,可以利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池222。在此,与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。在如图2所示的示例中,第一条带宽度为5并且第二条带宽度为3。此时,可以基于存储设备210、212和214中的区块,基于2D+1P的RAID标准来创建第二存储资源池222。利用本公开的示例性实现方式,一旦已经向存储系统添加了存储设备210、212和214,即可使用这些存储设备中的空闲。以此方式,可以降低扩展操作和之后的混洗操作对于存储系统的性能的影响,进而以更快的速度获得更多的可用存储空间。
在下文中,将参见图4描述用于生成第二存储资源池222的更多细节。图4示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于生成第二存储资源池的框图400。如图4所示,可以利用分别位于存储设备210、212和214的区块并且基于2D+1P的RAID标准来创建第二存储资源池222中的条带。具体地,图例410示出了空闲区块,图例412示出了数据区块以及图例414示出了基于2D+1P的RAID标准生成的校验区块。
根据本公开的一个示例性实现方式,每个条带可以分别跨越多个存储设备210、212和214。在条带420中,存储设备210和212中的区块为数据区块,并且存储设备214中的区块为校验区块。在条带422中,存储设备212和214中的区块为数据区块,并且存储设备210中的区块为校验区块。此时,每个条带的数据区块和校验区块的分布满足2D+1P的RAID标准。将会理解,尽管图4仅示意性示出了两个条带420和422,第二存储资源池22还可以包括更多或者更少的条带。
根据本公开的一个示例性实现方式,如果接收到向存储系统写入用户数据的请求,可以向第二存储资源池222中的至少一个条带写入用户数据。根据本公开的一个示例性实现方式,可以基于第二存储资源池222中的区块的大小来划分用户数据,并且将划分的用户数据存储至第二存储资源池222中的一个或多个条带。
具体地,可以基于第二存储阵列标准,生成与用户数据相关联的数据部分和校验部分。进一步,可以将数据部分和校验部分分别写入至少一个条带中的数据区块和校验区块。例如,可以将用户数据划分为两个部分,并且可以将上述两部分分别存储至条带420中两个数据区块。继而,可以基于两个数据区块来生成相应的校验部分,并且将该校验部分存储至条带420中的校验区块。
将会理解,上文仅示意性示出了在一个条带中存储用户数据的情况,当用户数据的量较大时,可以在更多的条带中存储用户数据。例如,当用户数据的大小为数据区块大小的4倍时,可以将用户数据划分为4个部分,可以分别将上述4个部分存储至条带420和条带422中的数据区块。利用本公开的示例性实现方式,尽管此时第二存储资源池222的RAID标准不同于第一存储资源池220的RAID标准,第二存储资源池222可以作为独立的RAID存储系统来操作。以此方式,可以在无需执行混洗操作的情况下立刻使用第二存储资源池222中的存储空间。存储系统可以提供混合RAID的存储方式,并且可以在确保数据可靠性的情况下,降低存储系统的中断时间并且提高存储系统的性能。
根据本公开的一个示例性实现方式,可以在第二存储资源池222中提供多种数据保护措施。具体地,可以基于2D+1P的RAID标准来保护每个条带中的数据。进一步,可以基于4D+1P的RAID标准,跨越多个条带来保护多个条带中的数据。在下文中,将参见图5描述更多细节。图5示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于为用户数据生成附加校验数据的框图500。
如图5所示,可以跨越多个条带为多个条带中的各个数据区块生成附加校验数据。在图5中,图例510示出了基于4D+1P的RAID标准创建的附加校验区块。具体地,可以基于4D+1P的RAID标准,从至少一个条带中的多个区块中选择一组区块,并且一组区块的数量是基于第一存储阵列标准中的数据区块的数量来确定的。具体地,从至少一个条带中的多个数据区块中选择一组区块。换言之,可以仅选择各个条带中的数据区块,而并不选择各个条带中的校验区块。在4D+1P的RAID标准的情况下,可以从第二存储资源池222中的各个条带中选择4个数据区块,并且为4个区块创建附加校验区块。
根据本公开的一个示例性实现方式,可以按顺序处理第二存储资源池222中的每个条带,例如,可以从第一个条带中选择数据区块520和522,并且可以从第二个条带中选择数据区块524和526。进一步,可以基于4D+1P的RAID标准来为数据区块520、522、524和526中的数据生成附加校验数据,并且将该附加校验数据存储至第二存储资源池222中的空闲区块(例如,区块528)中。此时,此时第二存储资源池222中的数据可以存在双重保护:区块530和532存储基于2D+1P的RAID标准生成的校验数据,并且区块528存储基于4D+1P的RAID标准生成的附加校验数据。以此方式,一方面可以提高存储系统的数据可靠性,另一方面可以预先生成满足第一存储阵列标准的附加校验数据,进而降低后期混洗操作的时间开销。
将会理解,尽管上文仅示意性示出了为4个数据区块创建附加校验数据的过程。当第一存储阵列标准和第二存储阵列标准采用其他设置时,还可以以不同方式创建附加校验数据。根据本公开的一个示例性实现方式,假设第一存储阵列标准和第二存储阵列标准分别包括基于12D+1P的RAID标准和镜像RAID标准。此时,第二存储资源池中的每个条带可以包括2个区块,其中一个区块存储数据,并且另一区块存储镜像数据。可以从第二存储资源池中的12个条带中分别选择12个数据区块,并基于12D+1P的RAID标准来为选择的12个数据区块生成附加校验数据。
根据本公开的一个示例性实现方式,假设第一存储阵列标准和第二存储阵列标准分别包括基于8D+1P+1Q的RAID标准和4D+1P的RAID标准。此时,第二存储资源池中的每个条带可以包括5个区块,其中4个区块存储数据,并且1个区块存储校验。可以从第二存储资源池中的8/4=2个条带中选择8个数据区块,并基于8D+1P+1Q的RAID标准来生成两个附加校验数据。
上文已经描述了第二存储资源池222中的两种类型的校验数据的具体细节,在下文中,将参见图6描述如何使用第二存储资源池222中的附加校验数据来执行混洗操作。图6示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于执行混洗操作的框图600。将会理解,混洗操作的目的在于按照存储系统的已有存储阵列标准(即,4D+1P的RAID标准),来将数据区块和校验区块均匀地分布在扩展后的存储系统中的各个存储设备中。根据本公开的一个示例性实现方式,可以在检测到存储系统的使用负载出现不平衡时自动地触发混洗操作,可以周期性地触发混洗操作,或者可以由存储系统的管理员来手工触发混洗操作。
在接收到混洗请求时,可以基于第一存储阵列标准,将一组区块中的数据和附加校验数据中的至少一部分迁移至第一多个存储设备。为了满足第一存储阵列标准,迁移后的数据和附加校验所在的设备应当分别位于不同的存储设备,并且应当尽量确保各个存储设备的负载平衡。由于第一存储资源池220中的存储设备的使用负载较高并且第二存储资源池222中的存储设备的使用负载较低,应当尽量使用第二存储资源池222中的存储空间。
在迁移时,可以首先确定包括符合第一存储阵列标准的待迁移条带中的多个区块的位置。如图6所示,第二存储资源池222中的数据区块520、522、524、526和528生成满足4D+1P的RAID标准的待迁移条带。此时,存储设备210包括两个区块520和528。由于RAID标准允许一个存储设备仅包括一个条带中的一个区块,应当将区块520和528中的一个区块迁移至第一存储资源池220中的一个存储设备。可以优先地选择使用负载较低的存储设备,例如,如箭头624所示,可以将区块528迁移至存储设备112中的区块612。类似地,存储设备212包括待迁移条带中的两个区块522和524。如箭头620所示,可以将其中的一个区块524迁移至第一存储资源池220中的区块610。
在下文中,将参见图7描述有关迁移后的区块分布的更多细节。图7示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的迁移后的数据分布的框图700。如图7所示,迁移后的条带包括区块520、522、526、610以及612,其中前四个区块为数据区块并且区块612为校验区块。将会理解,在此的区块612中的附加校验数据是预先生成的,并不会占用混洗操作的时间,因而可以以更加快速的方式完成混洗操作。根据本公开的一个示例性实现方式,可以在后台执行混洗操作,以便进一步提高存储系统的性能。
根据本公开的一个示例性实现方式,如果确定待迁移条带中的至少一部分数据已经被迁移,可以释放该条带中的与一组区块相关联的校验区块中的数据。将会理解,当已经成功迁移一个条带之后,不再需要第二存储资源池222中的基于2D+1P的RAID标准生成的校验数据,因而可以释放这些校验数据。具体地,如图7所示可以释放区块530和532中的校验数据。利用本公开的示例性实现方式,可以在迁移之后释放第二存储资源池中的不再使用的存储空间。以此方式,可以使得存储系统具有更多的存储空间来用于存储用户数据。
将会理解,上文仅示意性示出了用于迁移一个条带的过程,可以以类似的方式来逐一处理第二存储资源池222中的符合4D+1P的RAID标准的每个待迁移条带。以此方式,可以将第二存储资源池222中的全部待迁移条带中的区块均匀地分布在存储系统的全部存储设备中。将会理解,为了确保第一存储资源池220和第二存储资源池222中的各个存储设备的使用负载尽量平衡,还将第一存储资源池220中的一部分区块迁移至第二存储资源池222中。
将会理解,第一存储资源池220是在扩展操作期间对于存储系统中的原有多个存储设备的临时名称,并且第二存储资源池222是在扩展操作期间对于新增的多个存储设备的临时名称,可以在完成扩展操作之后取消这些临时名称。具体地,如果确定第二存储资源池222中的至少一个条带中的全部校验区块中的数据已经被释放,将第一存储资源池220和第二存储资源池222中的全部存储空间作为存储系统的存储资源池中的存储空间。在下文中,将参见图8描述有关合并的更多细节。
图8示意性示出了根据本公开的示例性实现方式的用于合并第一存储资源池和第二存储资源池的框图800。如图8所示,此时新增的存储设备210、212和214与原有存储设备110、112、114、116以及118一起,作为存储系统的存储资源池810中的存储空间。在此,存储资源池810中的各个区块基于4D+1P的RAID标准,来形成用于存储用户数据的条带。利用本公开的示例性实现方式,不必中断存储系统的正常数据存储服务以执行混洗操作,也不必限制新增的存储设备的数量,即可立即使用新增存储设备中的存储空间。以此方式,可以提高存储系统的性能,降低存储系统的用户的等待时间进而提高用户体验。
将会理解,上文仅以基于4D+1P和2D+1P的RAID标准分别作为第一存储阵列标准和第二存储阵列标准的示例,来描述了用于扩展存储系统的过程。根据本公开的一个示例性实现方式,还可以采用其他RAID标准。例如,可以基于新增存储设备的数量来为第二存储资源池222选择相应的RAID标准。当新增2个存储设备时,可以选择映射RAID标准;当新增3个存储设备时,可以选择2D+1P的RAID标准;当新增4个存储设备时,可以选择4D+1P的RAID标准,等等。换言之,只要新增存储设备的数量小于存储系统的条带宽度和后备存储设备的数量之和,就可以使用上文描述的方法来扩展存储系统。
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,提供了一种用于扩展存储系统的装置,该存储系统包括第一存储资源池,第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。该装置包括:添加模块,配置用于响应于接收到用于扩展存储系统的请求,向存储系统添加第二多个存储设备,第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和;以及创建模块,配置用于利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。根据本公开的示例性实现方式,该装置进一步包括用于执行上文描述的方法300中的其他步骤的模块。
图9示意性示出了根据本公开的示例性实现的用于扩展存储系统的设备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、ROM 902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,提供了一种电子设备,包括:至少一个处理器;易失性存储器;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扩展存储系统的动作。在此,存储系统包括第一存储资源池,第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的。该动作包括:响应于接收到用于扩展存储系统的请求,向存储系统添加第二多个存储设备,第二多个存储设备的数量小于与第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和;以及利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于第一条带宽度。
根据本公开的一个示例性实现方式,创建第二存储资源池包括:利用第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池中的至少一个条带,至少一个条带中的数据区块和校验区块的分布满足第二存储阵列标准。
根据本公开的一个示例性实现方式,该动作进一步包括:响应于接收到向存储系统写入用户数据的请求,向第二存储资源池中的至少一个条带写入用户数据。
根据本公开的一个示例性实现方式,向至少一个条带写入用户数据包括:基于第二存储阵列标准,生成与用户数据相关联的数据部分和校验部分;以及将数据部分和校验部分分别写入至少一个条带中的数据区块和校验区块。
根据本公开的一个示例性实现方式,创建第二存储资源池进一步包括:基于第一存储阵列标准,从至少一个条带中的多个区块中选择一组区块;基于第一存储阵列标准,为一组区块中的用户数据生成附加校验数据;以及将附加校验数据存储至第二存储资源池中的空闲区块。
根据本公开的一个示例性实现方式,选择一组区块包括:从至少一个条带中的多个数据区块中选择一组区块。
根据本公开的一个示例性实现方式,该动作进一步包括:响应于接收到用于在存储系统中执行混洗操作的请求,基于第一存储阵列标准,将一组区块中的数据和附加校验数据中的至少一部分迁移至第一多个存储设备。
根据本公开的一个示例性实现方式,该动作进一步包括:响应于确定至少一部分数据已经被迁移,释放至少一个条带中的与一组区块相关联的校验区块中的数据。
根据本公开的一个示例性实现方式,该动作进一步包括:响应于确定至少一个条带中的全部校验区块中的数据已经被释放,将第一存储资源池和第二存储资源池中的全部存储空间标识为存储系统的存储空间。
根据本公开的一个示例性实现方式,第一存储阵列标准和第二存储阵列标准包括基于独立磁盘冗余阵列的标准,并且第二存储阵列标准是基于第二多个存储设备的数量来确定的。
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 (20)
1.一种用于扩展存储系统的方法,所述存储系统包括第一存储资源池,所述第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的,所述方法包括:
响应于接收到用于扩展所述存储系统的请求,向所述存储系统添加第二多个存储设备,所述第二多个存储设备的数量小于与所述第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与所述第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和;以及
利用所述第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与所述第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于所述第一条带宽度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中创建所述第二存储资源池包括:利用所述第二多个存储设备并且基于所述第二存储阵列标准来创建所述第二存储资源池中的至少一个条带,所述至少一个条带中的数据区块和校验区块的分布满足所述第二存储阵列标准。
3.根据权利要求2所述的方法,进一步包括:响应于接收到向所述存储系统写入用户数据的请求,向所述第二存储资源池中的所述至少一个条带写入所述用户数据。
4.根据权利要求3所述的方法,其中向所述至少一个条带写入所述用户数据包括:
基于所述第二存储阵列标准,生成与所述用户数据相关联的数据部分和校验部分;以及
将所述数据部分和所述校验部分分别写入所述至少一个条带中的所述数据区块和所述校验区块。
5.根据权利要求3所述的方法,其中创建所述第二存储资源池进一步包括:
基于所述第一存储阵列标准,从所述至少一个条带中的多个区块中选择一组区块;
基于所述第一存储阵列标准,为所述一组区块中的用户数据生成附加校验数据;以及
将所述附加校验数据存储至所述第二存储资源池中的空闲区块。
6.根据权利要求5所述的方法,其中选择所述一组区块包括:从所述至少一个条带中的多个数据区块中选择所述一组区块。
7.根据权利要求5所述的方法,进一步包括:响应于接收到用于在所述存储系统中执行混洗操作的请求,基于所述第一存储阵列标准,将所述一组区块中的数据和所述附加校验数据中的至少一部分迁移至所述第一多个存储设备。
8.根据权利要求7所述的方法,进一步包括:响应于确定所述至少一部分数据已经被迁移,释放所述至少一个条带中的与所述一组区块相关联的校验区块中的数据。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括:响应于确定所述至少一个条带中的全部校验区块中的数据已经被释放,将所述第一存储资源池和所述第二存储资源池中的全部存储空间标识为所述存储系统的存储空间。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一存储阵列标准和所述第二存储阵列标准包括基于独立磁盘冗余阵列的标准,并且所述第二存储阵列标准是基于所述第二多个存储设备的数量来确定的。
11.一种电子设备,包括:
至少一个处理器;
易失性存储器;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扩展存储系统的动作,所述存储系统包括第一存储资源池,所述第一存储资源池是利用第一多个存储设备并且基于第一存储阵列标准来生成的,所述动作包括:
响应于接收到用于扩展所述存储系统的请求,向所述存储系统添加第二多个存储设备,所述第二多个存储设备的数量小于与所述第一存储阵列标准相关联的第一条带宽度与所述第一存储资源池中的后备存储设备的数量之和;以及
利用所述第二多个存储设备并且基于第二存储阵列标准来创建第二存储资源池,与所述第二存储阵列标准相关联的第二条带宽度小于所述第一条带宽度。
12.根据权利要求11所述的设备,其中创建所述第二存储资源池包括:利用所述第二多个存储设备并且基于所述第二存储阵列标准来创建所述第二存储资源池中的至少一个条带,所述至少一个条带中的数据区块和校验区块的分布满足所述第二存储阵列标准。
13.根据权利要求12所述的设备,其中所述动作进一步包括:响应于接收到向所述存储系统写入用户数据的请求,向所述第二存储资源池中的所述至少一个条带写入所述用户数据。
14.根据权利要求13所述的设备,其中向所述至少一个条带写入所述用户数据包括:
基于所述第二存储阵列标准,生成与所述用户数据相关联的数据部分和校验部分;以及
将所述数据部分和所述校验部分分别写入所述至少一个条带中的所述数据区块和所述校验区块。
15.根据权利要求13所述的设备,其中创建所述第二存储资源池进一步包括:
基于所述第一存储阵列标准,从所述至少一个条带中的多个区块中选择一组区块;
基于所述第一存储阵列标准,为所述一组区块中的用户数据生成附加校验数据;以及
将所述附加校验数据存储至所述第二存储资源池中的空闲区块。
16.根据权利要求15所述的设备,其中选择所述一组区块包括:从所述至少一个条带中的多个数据区块中选择所述一组区块。
17.根据权利要求15所述的设备,其中所述动作进一步包括:响应于接收到用于在所述存储系统中执行混洗操作的请求,基于所述第一存储阵列标准,将所述一组区块中的数据和所述附加校验数据中的至少一部分迁移至所述第一多个存储设备。
18.根据权利要求17所述的设备,其中所述动作进一步包括:
响应于确定所述至少一部分数据已经被迁移,释放所述至少一个条带中的与所述一组区块相关联的校验区块中的数据;以及
响应于确定所述至少一个条带中的全部校验区块中的数据已经被释放,将所述第一存储资源池和所述第二存储资源池中的全部存储空间标识为所述存储系统的存储空间。
19.根据权利要求11所述的设备,其中所述第一存储阵列标准和所述第二存储阵列标准包括基于独立磁盘冗余阵列的标准,并且所述第二存储阵列标准是基于所述第二多个存储设备的数量来确定的。
20.一种计算机程序产品,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至10中的任一项所述的方法。
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