CN116027991B - Raid阵列管理方法、装置、raid卡及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RAID阵列管理方法、装置、RAID卡及存储介质，属于数据存储领域，用于对存储系统中的RAID阵列进行管理。考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储领域，特别是涉及一种RAID阵列管理方法，本发明还涉及一种RAID阵列管理装置、RAID卡、存储系统、分布式存储系统以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着RAID技术的发展，某些RAID阵列中可能存在不止一类的校验数据，以便针对多个磁盘的数据错误进行数据恢复，例如RAID 6中包括两类校验数据，且在RAID阵列中每一类校验数据都需要单独占用一个磁盘，如此一来，由于多类校验数据占用了多个磁盘，这也就导致RAID阵列的冗余比（RAID阵列中校验数据所在磁盘的容量与所有磁盘总容量的比值）较高，压缩了用户数据的可用空间，降低了RAID阵列的数据存储能力。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种RAID阵列管理方法，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力；本发明的另一目的是提供一种RAID阵列管理装置、RAID卡、存储系统、分布式存储系统以及计算机可读存储介质，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种RAID阵列管理方法，应用于存储系统的控制设备，包括：
响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
根据所述目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新所述目标条带的各类校验数据；
将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据所述目标条带的所述校验数据恢复所述目标条带中的异常数据；
其中，所述存储系统还包括多个类型相同的RAID阵列，每个所述RAID阵列均包括所述专属冗余磁盘。
优选地，所述存储系统中包括与每个所述全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的所述全局冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的所述全局冗余磁盘对应的所述全局冗余备份磁盘。
优选地，所述存储系统中的每个所述RAID阵列中还包括专属冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的所述专属冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的所述专属冗余磁盘位于同一所述RAID阵列中的所述专属冗余备份磁盘。
优选地，该RAID阵列管理方法还包括：
响应于对待恢复数据的恢复指令，从各个所述全局冗余磁盘、各个所述全局冗余备份磁盘以及所述待恢复数据所在RAID阵列的所述专属冗余磁盘与所述专属冗余备份磁盘中获取与所述待恢复数据对应的各类所述校验数据；
根据获取到的与所述待恢复数据对应的各类所述校验数据，恢复所述待恢复数据；
其中，所述全局冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的所述全局冗余备份磁盘，所述专属冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的所述专属冗余备份磁盘。
优选地，所述将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘具体为：
将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘中属于所述目标条带的分块；
所述将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘具体为：
将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘中属于所述目标条带的分块。
优选地，该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个所述全局冗余磁盘中各分块的剩余容量；
控制提示器提示当前最小的所述剩余容量。
优选地，所述获取各个所述全局冗余磁盘中各分块的剩余容量之后，该RAID阵列管理方法还包括：
判断当前最小的所述剩余容量是否小于预设阈值；
若小于，控制报警器进行报警。
优选地，所述响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作之前，该RAID阵列管理方法还包括：
对接收到的阵列创建指令进行解析，确定出所述存储系统中各个待创建RAID阵列的目标规格；
根据所述目标规格确定出各个所述待创建RAID阵列中的用户数据空间的容量；
判断所述用户数据空间的容量是否满足所述待创建RAID阵列对应的预设需求容量；
若满足，根据所述目标规格构建各个所述待创建RAID阵列；
若不满足，控制提示器提示调整所述目标规格。
优选地，所述根据所述目标规格构建各个所述待创建RAID阵列具体为：
按照所述目标规格指定的用户数据磁盘组以及专属冗余磁盘构建各个所述待创建RAID阵列；
将各个所述全局冗余磁盘分别划分至其对应的所述待创建RAID阵列。
优选地，所述将各个所述全局冗余磁盘分别划分至其对应的所述待创建RAID阵列之后，该RAID阵列管理方法还包括：
确定出所述存储系统中当前各个所述RAID阵列的拓扑结构；
控制提示器提示所述拓扑结构。
优选地，所述存储系统中所有所述RAID阵列均为RAID 6或者均为RAID TP。
优选地，所述控制设备为RAID卡或处理器。
优选地，该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的指定类型的健康监测数据；
根据所述健康监测数据评估各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的健康状态。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种RAID阵列管理装置，应用于存储系统的控制设备，包括：
操作模块，用于响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
更新模块，用于根据所述目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新所述目标条带的各类校验数据；
第一动作模块，用于将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
第二动作模块，用于将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据所述目标条带的所述校验数据恢复所述目标条带中的异常数据；
其中，所述存储系统包括多个类型相同的RAID阵列，每个所述RAID阵列均包括所述专属冗余磁盘。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种存储系统，包括多个RAID卡以及与所述RAID卡一一对应的RAID阵列集合；
每个所述RAID阵列集合中包括多个类型相同的RAID阵列；
每个所述RAID阵列集合中还包括1至N-1个全局冗余磁盘，每个所述全局冗余磁盘均用于对应存储所在的所述RAID阵列集合的一类校验数据；
其中，N为RAID阵列集合的校验数据的类别数量，N大于1。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种分布式存储系统，包括网络系统，还包括：
分别与所述网络系统连接的多个主机系统；
分别与所述网络系统连接的如上所述的存储系统。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种RAID卡，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述RAID阵列管理方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种存储系统，包括如上所述的RAID卡，还包括多个类型相同的RAID阵列；
其中，每个所述RAID阵列均包括专属冗余磁盘，该存储系统还包括与除所述指定类外的其他各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘。
优选地，该存储系统中还包括与每个所述全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种分布式存储系统，包括多个如上所述的存储系统。
为解决上述技术问题，本发明还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如上所述RAID阵列管理方法的步骤。
本发明提供了一种RAID阵列管理方法，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
本发明还提供了一种RAID阵列管理装置、RAID卡、存储系统、分布式存储系统以及计算机可读存储介质，具有如上RAID阵列管理方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明提供的一种RAID阵列管理方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种存储系统中RAID阵列的结构示意图；
图3为本发明提供的一种RAID阵列管理装置的结构示意图；
图4为本发明提供的一种分布式存储系统的结构示意图；
图5为本发明提供的一种RAID卡的结构示意图；
图6为本发明提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种RAID阵列管理方法，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力；本发明的另一核心是提供一种RAID阵列管理装置、RAID卡、存储系统、分布式存储系统以及计算机可读存储介质，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种RAID阵列管理方法的流程示意图，该RAID阵列管理方法应用于存储系统的控制设备，包括：
S101：响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，又结合考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，实则仅需为其中单独的一类校验数据配备专属的磁盘即可，因此本发明实施例欲为存储系统的各个RAID阵列均设置唯一的专属磁盘（用于存储RAID阵列指定类的校验数据），而对于各个RAID阵列的其他类校验数据的存储需求，本发明实施例中则设置了与其他各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也即所有RAID阵列的（非指定类的）某类校验数据均统一存储在唯一对应的全局冗余磁盘中，在这种情况下，从存储系统的角度来看，实际上相当于减少了每个RAID阵列的校验数据所占用的磁盘数量，从而也就降低了冗余比。
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的一种存储系统中RAID阵列的结构示意图。
如图2所示，存储系统由三个RAID6阵列组成，1号RAID6阵列和2号RAID6 阵列由5块成员盘构成，其中有一个P校验分块的单冗余校验数据保护（相当于指定类校验数据对应的专属冗余磁盘）。3号RAID5阵列由6块成员盘构成，3号RAID5阵列中的一个全局Q校验（相当于与Q类校验数据对应的全局冗余磁盘）代替1号RAID6阵列和2号RAID6阵列的两个Q校验。每个条带stripe由D1-D4用户数据分块、一个P校验分块和一个Q校验分块构成。在1号-3号RAID5阵列中，P校验分块分布式地分散在各自的RAID6阵列中，提供RAID6阵列单奇偶校验保护（也即指定类校验数据）。分块D1-D4在各自的RAID阵列中存储用户数据，3号RAID6阵列中的Q校验分块可以与1号RAID6阵列、2号RAID6阵列和3号RAID6阵列的每个进行组合，即Q校验分块可以为1号RAID6阵列、2号RAID6阵列和3号RAID6阵列中的每一个提供双校验校验数据（也即非指定类的校验数据）保护。当条带stripe被写入1号RAID6阵列、2号RAID6阵列和3号RAID6阵列中的任何一个时，RAID卡控制器将通过异或运算生成Q校验分块数据并写入磁盘中。该附加的Q校验分块数据可以覆盖这三个RAID6阵列的每个条带。因此本申请中RAID卡的冗余比较低。所以可以得出如下结论：本发明创新性地在存储系统的RAID卡中，用一个全局Q校验代替各个RAID6阵列的Q校验，不仅可以大大降低RAID卡的冗余比，同时提高RAID卡的I/O性能和磁盘利用率。
具体的，在本步骤中，考虑到校验数据的更新需要在RAID阵列中用户数据被更新后进行，因此本发明实施例中可以响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作，以便等待用户数据更新后对校验数据进行更改。
其中，存储系统可以为多种类型，本发明实施例在此不做限定。
具体的，在本发明实施例中，存储系统中包括的多个RAID阵列的类型可以保持相同，例如均为RAID 6等，本发明实施例在此不做限定。
S102：根据目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新目标条带的各类校验数据；
具体的，在用户数据被更改后，那么便可以根据目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新目标条带的各类校验数据，以便将其作为后续步骤的数据基础。
S103：将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
具体的，由于本发明实施例中为指令类的条带设置了专用的专属冗余磁盘，因此便可以将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘，当然，存储指定类的校验数据时也可以存储至专属冗余磁盘位于目标条带的分块中。
S104：将目标条带除指定类外的其他各类校验数据，存储至存储系统中与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据目标条带的校验数据恢复目标条带中的异常数据；
其中，存储系统还包括多个类型相同的RAID阵列，每个RAID阵列均包括专属冗余磁盘。
具体的，剩余工作是要对除指定类外的其他类校验数据进行更新，因此存储系统中预设了与除指定类外的其他类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，因此便可以将除指定类外的其他类校验数据存储至与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘中，至此便完成了更新后的所有校验数据的存储，那么在后续需要恢复目标条带中的异常数据时，便可以从专属冗余磁盘以及各个全局冗余磁盘中拿到目标条带的各类校验数据进行数据恢复。
其中，本发明实施例中正是由于减少了各个RAID阵列的校验数据占用磁盘的数量，相当于占用了1+N/M个磁盘，其中N为除指定类外的其他校验数据的类别数量，M为存储系统中的RAID阵列数量，从而降低了各个RAID阵列的冗余比，也可以认为是降低了整个存储系统的冗余比。
本发明提供了一种RAID阵列管理方法，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，存储系统中包括与每个全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的全局冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的全局冗余磁盘对应的全局冗余备份磁盘。
具体的，考虑到单独一类校验数据仅对应存在一个全局冗余磁盘，那么一旦全局冗余磁盘故障，那么便会影响到整个存储系统的数据恢复工作，因此为了降低该风险，本发明实施例的存储系统中还包括与每个全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘，还可以将更新后的全局冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的全局冗余磁盘对应的全局冗余备份磁盘，以便在全局冗余磁盘故障后启用与其对应的全局冗余备份磁盘，提升了存储系统的稳定性。
作为一种优选的实施例，存储系统中的每个RAID阵列中还包括专属冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的专属冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的专属冗余磁盘位于同一RAID阵列中的专属冗余备份磁盘。
具体的，考虑到每个RAID阵列的指定类校验数据也仅存在一个专属冗余磁盘，一旦该磁盘故障那么也会影响整个RAID阵列的数据恢复工作，因此本发明实施例中还可以为存储系统中的每个RAID阵列设置专属冗余备份磁盘，并将更新后的专属冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的专属冗余磁盘位于同一RAID阵列中的专属冗余备份磁盘，如此一来，一旦专属冗余磁盘故障便可以启用与其对应的专属冗余备份磁盘进行数据恢复工作，进一步地提升了存储系统的稳定性。
作为一种优选的实施例，该RAID阵列管理方法还包括：
响应于对待恢复数据的恢复指令，从各个全局冗余磁盘、各个全局冗余备份磁盘以及待恢复数据所在RAID阵列的专属冗余磁盘与专属冗余备份磁盘中获取与待恢复数据对应的各类校验数据；
根据获取到的与待恢复数据对应的各类校验数据，恢复待恢复数据；
其中，全局冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的全局冗余备份磁盘，专属冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的专属冗余备份磁盘。
具体的，在遇到待恢复数据并需要对待恢复数据进行恢复时，便可以从以上四类校验数据的磁盘中寻找到待恢复数据对应的所有类的校验数据，以便恢复该待恢复数据。
其中，设置全局冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的全局冗余备份磁盘，专属冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的专属冗余备份磁盘，可以使得每次都会优先从固定的优先级较高的磁盘中查找校验数据，遇到阻碍时才会从优先级较低的磁盘中查找，具有稳定的优先级关系，提升了存储系统的稳定性。
作为一种优选的实施例，将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘具体为：
将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘中属于目标条带的分块；
将目标条带除指定类外的其他各类校验数据，存储至存储系统中与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘具体为：
将目标条带除指定类外的其他各类校验数据，存储至存储系统中与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘中属于目标条带的分块。
具体的，为了保持条带的统一，无论是在RAID阵列唯一对应的专属冗余磁盘还是在所有RAID阵列共用的所有全局冗余磁盘中，也具有条带的划分，也即对于专属冗余磁盘来说，其各个分块与其所在RAID阵列中的条带具有一一对应的所属关系，对于全局冗余磁盘来说，其各个分块与其他各个RAID阵列中的条带也具有一一对应的所属关系（例如全局冗余磁盘中的分块A分别对应的各个RAID阵列中的条带A等），如此一来，可以使得全局冗余磁盘的使用遵循条带规则，提升了存储系统的稳定性。
作为一种优选的实施例，该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个全局冗余磁盘中各分块的剩余容量；
控制提示器提示当前最小的剩余容量。
具体的，考虑到当所有RAID阵列的某类校验数据共用一个全局冗余磁盘时，该全局冗余磁盘的数据存储压力较大，可能存在空间不足的风险，因此本发明是合理中可以监控各个全局冗余磁盘中各分块的剩余容量，并控制提示器提示当前最小的剩余容量。
其中，提示器可以为多种类型，例如可以为显示器等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，获取各个全局冗余磁盘中各分块的剩余容量之后，该RAID阵列管理方法还包括：
判断当前最小的剩余容量是否小于预设阈值；
若小于，控制报警器进行报警。
具体的，考虑到经验不足的工作人员可能对于提示出的最小剩余容量并不敏感，因此本发明实施例中还可以主动判断当前最小的剩余容量是否小于预设阈值，在小于的情况下可以控制报警器报警，省去了工作人员的分析工作，提升了用户体验。
其中，预设阈值可以进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。
具体的，报警器可以为多种类型，例如可以为蜂鸣器等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作之前，该RAID阵列管理方法还包括：
对接收到的阵列创建指令进行解析，确定出存储系统中各个待创建RAID阵列的目标规格；
根据目标规格确定出各个待创建RAID阵列中的用户数据空间的容量；
判断用户数据空间的容量是否满足待创建RAID阵列对应的预设需求容量；
若满足，根据目标规格构建各个待创建RAID阵列；
若不满足，控制提示器提示调整目标规格。
具体的，考虑到每个RAID阵列都存在对应的需求容量，只有这样才能够满足正常的使用需求，因此本发明实施例中可以对接收到的阵列创建指令进行解析，确定出存储系统中各个待创建RAID阵列的目标规格，然后根据目标规格确定出各个待创建RAID阵列中的用户数据空间的容量，并判断用户数据空间的容量是否满足待创建RAID阵列对应的预设需求容量，如果不满足的话，可以提示调整目标规格，以便对目标规格进行调整使其尽快满足需求，提升了RAID阵列的构建稳定性以及效率。
作为一种优选的实施例，根据目标规格构建各个待创建RAID阵列具体为：
按照目标规格指定的用户数据磁盘组以及专属冗余磁盘构建各个待创建RAID阵列；
将各个全局冗余磁盘分别划分至其对应的待创建RAID阵列。
具体的，考虑到全局冗余磁盘的数量并不与RAID阵列的数量相同，因此需要为其设置归属的RAID阵列，在本发明实施例中可以预先设置全局冗余磁盘与待创建RAID阵列间的对应关系，那么在构建阶段便可以自动将各个全局冗余磁盘划归至对应的待创建RAID阵列，从而使得整个架构拓扑更加明晰，有利于提升管理效率。
作为一种优选的实施例，将各个全局冗余磁盘分别划分至其对应的待创建RAID阵列之后，该RAID阵列管理方法还包括：
确定出存储系统中当前各个RAID阵列的拓扑结构；
控制提示器提示拓扑结构。
具体的，考虑到工作人员存在对于RAID阵列的拓扑结构的了解需求，以便查找其中的问题，因此本发明实施例中在构建好RAID阵列后可以确定出存储系统中当前各个RAID阵列的拓扑结构，并控制提示器提示拓扑结构，进一步提升了用户体验。
作为一种优选的实施例，存储系统中所有RAID阵列均为RAID 6或者均为RAID TP。
具体的，RAID 6通常包含两类校验数据，而RAID TP中则包含3类校验数据，均可以采用本发明实施例中的RAID阵列管理方法。
当然，除了RAID 6或者均为RAID TP外，存储系统中所有RAID阵列均还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，控制设备为RAID卡或处理器。
具体的，无论是以处理器为控制设备的软RAID技术还是以RAID卡为控制设备的硬RAID技术的存储系统，均可以采用本申请中的RAID阵列管理方法，适用性较强。
作为一种优选的实施例，该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个专属冗余磁盘以及全局冗余磁盘的指定类型的健康监测数据；
根据健康监测数据评估各个专属冗余磁盘以及全局冗余磁盘的健康状态。
具体的，考虑到校验数据所在磁盘的健康状态在全局中具有重要意义，因此本发明实施例中可以获取各个专属冗余磁盘以及全局冗余磁盘的指定类型的健康监测数据，并根据健康监测数据评估各个专属冗余磁盘以及全局冗余磁盘的健康状态，以便工作人员根据各个专属冗余磁盘以及全局冗余磁盘的健康状态及时发现问题并检修，有利于进一步提升存储系统的稳定性。
其中，健康监测数据可以为多种类型，其对应的评估方法也可以为对应的多种具体方法，例如健康监测数据可以为温度以及湿度等数据，而评估方法可以是阈值比对法等，本发明实施例在此不做限定。
请参考图3，图3为本发明提供的一种RAID阵列管理装置的结构示意图，该RAID阵列管理装置应用于存储系统的控制设备，包括：
操作模块31，用于响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
更新模块32，用于根据目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新目标条带的各类校验数据；
第一动作模块33，用于将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
第二动作模块34，用于将目标条带除指定类外的其他各类校验数据，存储至存储系统中与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据目标条带的校验数据恢复目标条带中的异常数据；
其中，存储系统包括多个类型相同的RAID阵列，每个RAID阵列均包括专属冗余磁盘。
本发明提供了一种RAID阵列管理装置，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种存储系统，包括多个RAID卡以及与RAID卡一一对应的RAID阵列集合；
每个RAID阵列集合中包括多个类型相同的RAID阵列；
每个RAID阵列集合中还包括1至N-1个全局冗余磁盘，每个全局冗余磁盘均用于对应存储所在的RAID阵列集合的一类校验数据；
其中，N为RAID阵列集合的校验数据的类别数量，N大于1。
对于本发明实施例提供的存储系统的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
请参考图4，图4为本发明提供的一种分布式存储系统的结构示意图，该分布式存储系统包括网络系统，还包括：
分别与网络系统连接的多个主机系统；
分别与网络系统连接的如上的存储系统。
具体的，图4中的各个网络以及交换机便可以组成分布式存储系统中的网络系统，存储系统中包含多个RAID卡，每个RAID卡内部的RAID卡存储系统中则记录有映射关系（图4中的磁盘组+其他磁盘组），该映射关系记录了与所在RAID卡对应的各个磁盘组，RAID卡对应的各磁盘组可以构成该RAID卡对应的RAID阵列集合。
具体的，图4中的主机系统可通过多种类型的网络连接到存储系统，例如无线WIFI连接、存储区域网络(SAN)、局域网(LAN)连接以及广域网(WAN)等，主机系统可以为多种类型，例如可以为移动手机、笔记本电脑、个人计算机、工作站和服务器等，多个主机系统之间可通过网络或者光纤电缆等共享存储系统中的存储资源。网络可以包括一个或多个无线连接的网络，如图4所示，一个网络可以通过交换机连接到其他外部网络，一个存储系统可由多个RAID卡构成，多个存储系统之间可以通过多种类型的网络进行通信（图中没有示出此线路），例如可以为以太网光纤通道(FCoE)、以太网、iSCSI以及光纤通道等，从而连接组成一个大型的存储环境。需要注意的是，交换机、主机系统、服务器、网络和存储系统的数量和类型并不限于图4中所示的这些。在不同的时间段内，一个或多个主机系统可能会离线，而且在使用存储环境期间，用户可能会操作主机系统连接、断开连接和重新连接到存储环境，所以每个主机系统的连接状态可能会发生改变。
具体的，图4中通过网络互连的所有主机系统，可以访问由多个存储系统组成的存储环境中的所有数据。存储系统中的每个RAID卡都由多个物理磁盘组成，这些物理磁盘可以是SSD或HDD等。本发明在RAID卡中新增了RAID卡控制器，它用于处理接收到的读/写请求逻辑。图4中随机存取存储器(RAM)可用于存储数据，例如存储处理器所需的数据。RAID卡中固件层包括驱动程序、RAID卡内核和文件系统等等（其他部分在图4中没有说明），RAID卡内核和文件系统可以提供对文件和逻辑单元号LUN访问的功能，以及对这些功能的管理。RAID卡中固件层的驱动程序和处理器执行一些程序指令，用于处理主机I/O请求。
其中，上述介绍了本发明提出的使用RAID卡构成大规模的分布式存储系统，分布式存储系统可以被连接到由一个或多个网络互连的主机系统上。如果分布式存储系统的某一或某些部分性能下降或不可用时，整个存储环境的性能不会受到影响。因此，本发明提出的分布式存储系统可以保证存储环境的数据可用性和高I/O性能。
对于本发明实施例提供的分布式存储系统的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
请参考图5，图5为本发明提供的一种RAID卡的结构示意图，该RAID卡包括：
存储器51，用于存储计算机程序；
处理器52，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中RAID阵列管理方法的步骤。
具体的，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系统和计算机可读指令，该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。处理器执行存储器中保存的计算机程序时，可以实现以下步骤：响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；根据目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新目标条带的各类校验数据；将目标条带指定类的校验数据，存储至目标RAID阵列的专属冗余磁盘；将目标条带除指定类外的其他各类校验数据，存储至存储系统中与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据目标条带的校验数据恢复目标条带中的异常数据；其中，存储系统还包括多个类型相同的RAID阵列，每个RAID阵列均包括专属冗余磁盘。
本发明提供了一种RAID卡，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
对于本发明实施例提供的RAID卡的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本发明还提供了一种存储系统，该存储系统包括如上的RAID卡，还包括多个类型相同的RAID阵列；
本发明提供了一种存储系统，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
其中，每个RAID阵列均包括专属冗余磁盘，该存储系统还包括与除指定类外的其他各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘。
作为一种优选的实施例，该存储系统中还包括与每个全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘。
对于本发明实施例提供的存储系统的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本发明还提供了一种分布式存储系统，包括多个如上的存储系统。
本发明提供了一种分布式存储系统，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
对于本发明实施例提供的分布式存储系统的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
请参考图6，图6为本发明提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图，计算机可读存储介质60上存储有计算机程序61，计算机程序61被处理器54执行时实现如前述实施例中RAID阵列管理方法的步骤。
本发明提供了一种计算机可读存储介质，考虑到存储系统中单个RAID阵列的单类校验数据的数据量并不大，且理论上来说RAID阵列的各类校验数据并非都须配备专属的磁盘，因此本申请中针对存储系统中各个RAID阵列的指定类校验数据配备了对应的专属冗余磁盘，而对于除指定类外的其他各类校验数据，在存储系统中配置了与各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘，也就是说，存储系统中所有RAID阵列的单个非指定类校验数据可共用同一个磁盘，大幅降低了RAID阵列的冗余比，相当于扩展了用户数据的可用空间，提升了RAID阵列的数据存储能力。
对于本发明实施例提供的计算机可读存储介质的介绍请参照前述的RAID阵列管理方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (19)
1.一种RAID阵列管理方法，其特征在于，应用于存储系统的控制设备，包括：
响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
根据所述目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新所述目标条带的各类校验数据；
将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据所述目标条带的所述校验数据恢复所述目标条带中的异常数据；
其中，所述存储系统还包括多个类型相同的RAID阵列，每个所述RAID阵列均包括所述专属冗余磁盘；
所述存储系统中所有所述RAID阵列均为RAID 6或者均为RAID TP；
该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的指定类型的健康监测数据；
根据所述健康监测数据评估各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的健康状态；
其中，所述健康监测数据为温度以及湿度。
2.根据权利要求1所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述存储系统中包括与每个所述全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的所述全局冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的所述全局冗余磁盘对应的所述全局冗余备份磁盘。
3.根据权利要求2所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述存储系统中的每个所述RAID阵列中还包括专属冗余备份磁盘；
该RAID阵列管理方法还包括：
将更新后的所述专属冗余磁盘的更新内容，同步至与更新后的所述专属冗余磁盘位于同一所述RAID阵列中的所述专属冗余备份磁盘。
4.根据权利要求3所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，该RAID阵列管理方法还包括：
响应于对待恢复数据的恢复指令，从各个所述全局冗余磁盘、各个所述全局冗余备份磁盘以及所述待恢复数据所在RAID阵列的所述专属冗余磁盘与所述专属冗余备份磁盘中获取与所述待恢复数据对应的各类所述校验数据；
根据获取到的与所述待恢复数据对应的各类所述校验数据，恢复所述待恢复数据；
其中，所述全局冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的所述全局冗余备份磁盘，所述专属冗余磁盘的数据获取优先级高于对应的所述专属冗余备份磁盘。
5.根据权利要求1所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘具体为：
将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘中属于所述目标条带的分块；
所述将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘具体为：
将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘中属于所述目标条带的分块。
6.根据权利要求5所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，该RAID阵列管理方法还包括：
获取各个所述全局冗余磁盘中各分块的剩余容量；
控制提示器提示当前最小的所述剩余容量。
7.根据权利要求6所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述获取各个所述全局冗余磁盘中各分块的剩余容量之后，该RAID阵列管理方法还包括：
判断当前最小的所述剩余容量是否小于预设阈值；
若小于，控制报警器进行报警。
8.根据权利要求1所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作之前，该RAID阵列管理方法还包括：
对接收到的阵列创建指令进行解析，确定出所述存储系统中各个待创建RAID阵列的目标规格；
根据所述目标规格确定出各个所述待创建RAID阵列中的用户数据空间的容量；
判断所述用户数据空间的容量是否满足所述待创建RAID阵列对应的预设需求容量；
若满足，根据所述目标规格构建各个所述待创建RAID阵列；
若不满足，控制提示器提示调整所述目标规格。
9.根据权利要求8所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述根据所述目标规格构建各个所述待创建RAID阵列具体为：
按照所述目标规格指定的用户数据磁盘组以及专属冗余磁盘构建各个所述待创建RAID阵列；
将各个所述全局冗余磁盘分别划分至其对应的所述待创建RAID阵列。
10.根据权利要求9所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述将各个所述全局冗余磁盘分别划分至其对应的所述待创建RAID阵列之后，该RAID阵列管理方法还包括：
确定出所述存储系统中当前各个所述RAID阵列的拓扑结构；
控制提示器提示所述拓扑结构。
11.根据权利要求1所述的RAID阵列管理方法，其特征在于，所述控制设备为RAID卡或处理器。
12.一种RAID阵列管理装置，其特征在于，应用于存储系统的控制设备，包括：
操作模块，用于响应于主机系统下发的IO请求，对下属独立冗余磁盘阵列RAID阵列中目标RAID阵列的目标用户数据执行IO操作；
更新模块，用于根据所述目标用户数据所在的目标条带中的所有用户数据，更新所述目标条带的各类校验数据；
第一动作模块，用于将所述目标条带指定类的所述校验数据，存储至所述目标RAID阵列的专属冗余磁盘；
第二动作模块，用于将所述目标条带除所述指定类外的其他各类所述校验数据，存储至所述存储系统中与各类所述校验数据一一对应的全局冗余磁盘，以便根据所述目标条带的所述校验数据恢复所述目标条带中的异常数据；
其中，所述存储系统包括多个类型相同的RAID阵列，每个所述RAID阵列均包括所述专属冗余磁盘；
所述存储系统中所有所述RAID阵列均为RAID 6或者均为RAID TP；
该RAID阵列管理装置还包括：
获取各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的指定类型的健康监测数据；
根据所述健康监测数据评估各个所述专属冗余磁盘以及所述全局冗余磁盘的健康状态；
其中，所述健康监测数据为温度以及湿度。
13.一种存储系统，其特征在于，包括多个RAID卡以及与所述RAID卡一一对应的RAID阵列集合；
每个所述RAID阵列集合中包括多个类型相同的RAID阵列；
每个所述RAID阵列集合中还包括1至N-1个全局冗余磁盘，每个所述全局冗余磁盘均用于对应存储所在的所述RAID阵列集合的一类校验数据；
其中，N为RAID阵列集合的校验数据的类别数量，N大于1；
所述存储系统中所有所述RAID阵列均为RAID 6或者均为RAID TP；
所述RAID卡用于，获取与自身对应的所述RAID阵列集合中用于存储校验数据的磁盘的指定类型的健康监测数据；
根据所述健康监测数据评估用于存储校验数据的各个磁盘的健康状态；
其中，所述健康监测数据为温度以及湿度。
14.一种分布式存储系统，其特征在于，包括网络系统，还包括：
分别与所述网络系统连接的多个主机系统；
分别与所述网络系统连接的如权利要求13所述的存储系统。
15.一种RAID卡，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11任一项所述RAID阵列管理方法的步骤。
16.一种存储系统，其特征在于，包括如权利要求15所述的RAID卡，还包括多个类型相同的RAID阵列；
其中，每个所述RAID阵列均包括专属冗余磁盘，该存储系统还包括与除所述指定类外的其他各类校验数据一一对应的全局冗余磁盘。
17.根据权利要求16所述的存储系统，其特征在于，该存储系统中还包括与每个所述全局冗余磁盘一一对应的全局冗余备份磁盘。
18.一种分布式存储系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求16-17任一项所述的存储系统。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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如权利要求1至11任一项所述RAID阵列管理方法的步骤。
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