CN116450048A - Raid6磁盘阵列降级为raid5磁盘阵列的方法 - Google Patents

Raid6磁盘阵列降级为raid5磁盘阵列的方法 Download PDF

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CN116450048A CN202310454912.5A CN202310454912A CN116450048A CN 116450048 A CN116450048 A CN 116450048A CN 202310454912 A CN202310454912 A CN 202310454912A CN 116450048 A CN116450048 A CN 116450048A
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Abstract

本发明公开了一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，包括将RAID6磁盘阵列划分为移动组条带和重算组条带；根据预选RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放目标磁盘；获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块；利用目标磁盘中的数据块替换各移动组条带的第一校验块；根据RAID6原始编码公式和RAID5编码公式，确原始校验块和目标校验块之间的关系表达式，并根据计算得到的目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带；对各重算组条带重新进行计算，得到各第二条带，构建目标RAID5磁盘阵列。本发明减少了磁盘读写量，降低了带宽消耗，提高了性能。本发明还公开了一种装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。

Description

RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
伴随着通讯技术和网络科技的迅速发展，数字化信息呈指数爆炸式增长，数据存储技术也因此迎来了巨大的挑战。存储系统中数据的可靠性问题以及存储系统的能耗问题越来越被人们所关注。现如今面对如此庞大的数据规模，存储系统中数据的可靠性和存储系统中包含的组件数量成反比关系，即存储系统组件数越多，那么存储系统中数据的可靠性就越低。在大规模存储系统中，磁盘故障造成的数据可靠性下降是相当严重的问题，对此人们展开了相关容错技术的研究。
RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，具有冗余能力的磁盘阵列)结构成为了提升存储空间的一个关键技术，磁盘阵列是通过将多个独立磁盘组合一起，从而得到一个容量巨大的磁盘组。RAID通过利用数据条带、数据校验和镜像技术，可以大大提高存储容量，提高系统输入输出的请求处理能力并且通过数据的分布式存储技术，并行访问手段和信息冗余技术提高数据的可靠性。RAID可以被分为不同的等级：RAID0，1，5，6，10。
其中，RAID0是最早出现的RAID模式，即Data Stripping数据分条技术。RAID0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID0没有提供冗余或错误修复能力，但实现成本是最低的。RAID0最简单的实现方式就是把N块同样的硬盘用硬件的形式通过智能磁盘控制器或用操作系统中的磁盘驱动程序以软件的方式串联在一起创建一个大的卷集。在使用中电脑数据依次写入到各块硬盘中，它的最大优点就是可以整倍的提高硬盘的容量。如使用了三块80GB的硬盘组建成RAID0模式，那么磁盘容量就会是240GB。其速度方面，和单独一块硬盘的速度完全相同。最大的缺点在于任何一块硬盘出现故障，整个系统将会受到破坏，可靠性仅为单独一块硬盘的1/N。
RAID1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行，当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。虽然这样对数据来讲绝对安全，但是成本也会明显增加，磁盘利用率为50％，以四块80GB容量的硬盘来讲，可利用的磁盘空间仅为160GB。另外，出现硬盘故障的RAID系统不再可靠，应当及时的更换损坏的硬盘，否则剩余的镜像盘也出现问题，那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像，外界对数据的访问不会受到影响，只是这时整个系统的性能有所下降。因此，RAID1多用在保存关键性的重要数据的场合。
RAID5(分布式奇偶校验的独立磁盘结构)。它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的p0代表第0带区的奇偶校验值，其它的意思也相同。RAID 5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。
RAID6是带两种分布存储的奇偶校验码独立磁盘结构。它是对RAID5的扩展，主要是用于要求数据绝对不能出错的场合。由于引入了第二种奇偶校验值，所以需要N+2个磁盘，同时对控制器的设计变得十分复杂，进一步提升了磁盘阵列的数据可靠性。需要更多的空间来存储校验值，同时在写操作中具有更高的性能损失。
实际的应用场景下，用户存在对已经组好的RAID组降级的需求，降级即是将RAID6降为RAID5，1，0或是将TP-RAID降为RAID6或RAID5，1，0等操作。常用的RAID组降级为RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列，会涉及将一块原本用来存储校验的盘从RAID组抽出，而原本的RAID组需要完成数据搬移，降级后的RAID组计算等工作。传统的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法是在抽取磁盘后，基于负载均衡的算法排布需求，对所有涉及的数据进行重新排布，然后重新进行编码。现有的降级算法，为了保持同样的负载均衡，降低错误几率，需要进行大量的磁盘读写操作，操作较为复杂，降级操作时带宽消耗大，降级操作的性能差。
综上所述，如何有效地解决现有的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列需要进行大量的磁盘读写操作，操作较为复杂，降级操作时带宽消耗大，降级操作的性能差等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，该方法大大减少了磁盘的读写量，降低了降级操作时的所造成的带宽消耗，提高了降级操作的性能；本发明的另一目的是提供一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置、设备及计算机可读存储介质。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，包括：
将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；
根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；
获取所述目标磁盘中属于所述移动组条带的第一校验块；
利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块；
根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据所述关系表达式计算所述目标校验块，并根据所述目标校验块确定各所述移动组条带分别对应的第一条带；
对各所述重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各所述第一条带和各所述第二条带构建所述目标RAID5磁盘阵列。
在本发明的一种具体实施方式中，将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带，包括：
获取所述RAID6磁盘阵列的数据盘数目；
按照所述数据盘数目加1比1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为所述移动组条带和所述重算组条带。
在本发明的一种具体实施方式中，根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘，包括：
当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，将构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘确定为所述目标磁盘，并释放所述目标磁盘。
在本发明的一种具体实施方式中，根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，包括：
从各所述移动组条带中选取一个条带，并将选取得到的条带确定为目标移动组条带；
获取对所述目标移动组条带中各数据块和校验块异或等于0得到的所述RAID6原始编码公式的第一分式；
获取释放所述目标磁盘并利用所述目标磁盘中的数据块替换所述目标移动组条带中所述第一校验块后，所述目标移动组条带中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式；
根据所述第一分式和所述RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为所述目标校验块等于两个所述原始校验块进行异或计算。
在本发明的一种具体实施方式中，从各所述移动组条带中选取一个条带，包括：
从各所述移动组条带中随机选取一个条带。
在本发明的一种具体实施方式中，根据所述关系表达式计算所述目标校验块，包括：
对两个所述原始校验块进行异或计算得到所述目标校验块。
在本发明的一种具体实施方式中，根据所述目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带，包括：
利用所述目标校验块替换各所述移动组条带包含的两个所述原始校验块中除所述第一校验块之外的第二校验块，得到校验块替换结果；
根据所述校验块替换结果和释放所述目标磁盘并利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块的数据块替换结果，确定各所述移动组条带分别对应的第一条带。
一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置，包括：
条带划分模块，用于将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；
磁盘释放模块，用于根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；
校验块获取模块，用于获取所述目标磁盘中属于所述移动组条带的第一校验块；
数据块替换模块，用于利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块；
第一条带获取模块，用于根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，并根据所述关系表达式计算所述目标校验块，得到各所述移动组条带分别对应的第一条带；
磁盘阵列构建模块，用于对各所述重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及检验块计算，得到各第二条带，并根据各所述第一条带和各所述第二条带构建所述目标RAID5磁盘阵列。
一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备，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前所述RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的步骤。
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前所述RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的步骤。
本发明所提供的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块；利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块；根据各移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据关系表达式计算目标校验块，并根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带；对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
由上述技术方案可知，通过将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带，对于移动组条带，通过合理利用原本RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的关系，建立RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的表达式，比传统降级操作大大减少了磁盘的读写量，降低了降级操作时的所造成的带宽消耗，提高了降级操作的性能。
相应的，本发明还提供了与上述RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法相对应的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置、设备和计算机可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。
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，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为一种左旋不对齐的RAID6磁盘阵列的结构示意图；
图2为一种左旋不对齐下RAID6磁盘阵列的落盘方式的结构示意图；
图3为现有技术中一种左旋不对齐下RAID6磁盘阵列降为RAID5磁盘阵列的落盘方式的结构示意图；
图4为本发明实施例中RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的一种实施流程图；
图5为本发明实施例中一种划分移动组条带和重算组条带及移动组条带数据移动情况的结构示意图；
图6为本发明实施例中一种RAID5磁盘阵列的数据分布结构示意图；
图7为本发明实施例中RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的另一种实施流程图；
图8为本发明实施例中一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置的结构框图；
图9为本发明实施例中一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备的结构框图；
图10为本实施例提供的一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备的具体结构示意图。
具体实施方式
常用的RAID算法需要首先确定RAID编码的参数信息，参数信息一般基于负载均衡的具体排布位置关系确定。
参见图1，图1为一种左旋不对齐的RAID6磁盘阵列的结构示意图。以常见的左旋不对齐的负载均衡排布为例，当数据盘为3，校验盘为2，进行RAID6组。P1和P2表示的是RAID6组中的两个校验，D0-D14是不同的用户数据块，行代表的是条带，列代表的是实际的硬盘。数据块和校验块基于负载均衡的方式在5块硬盘所组成的RAID6组中排布，校验块的位置基于左旋不对齐的方式每条带不同，从而实现对盘访问需求的平均化。基于盘号(1-5)可以得到RAID6的编解码参数关系，基于其关系使用对应的数据块，即可完成每条带的编码。
如果发生降级，需要首先拆除相应的校验块，其次基于负载均衡算法的需求，挪动相应的数据块，并改写编码校验块的信息。
传统的RAID5的算法原理使用的是：
RAID6的算法原理是：
RAID的编解码算法就是在做上述关系式的以p为未知数的方程求解。这里的运算在存储中使用伽罗华域运算，因此可知在传统RAID5和RAID6中p的关系式分别是：
RAID5：
RAID6：
在存储的系统中，为了减少运算复杂度，保证数据不会溢出，以上的统一和存储的编解码运算一般会通过伽罗华域来实现。亦即是表现在硬件的实现中，加减法会通过异或运算来实现，而乘除法会用针对不同伽罗华域多项式的伽罗华乘除法实现。
正常的RAID运算中，当发生降级后，会基于负载均衡的算法排布需求，对所有涉及的数据进行重新排布，然后重新进行编码。
参见图2和图3，图2为一种左旋不对齐下RAID6磁盘阵列的落盘方式的结构示意图，图3为现有技术中一种左旋不对齐下RAID6磁盘阵列降为RAID5磁盘阵列的落盘方式的结构示意图。总共有K个数据块的条带组建的RAID6磁盘阵列总共有图3所表示的几种情况。当需要降级为RAID5磁盘阵列时，一般固定空出最右边的磁盘。
如图3所示，是图2的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列满足相同负载均衡左旋不对齐(同一个系统架构下，为了固件的编解码参数减少出错几率，以及数据盘数据不出错，一般要求负载均衡算法保持不变)的落盘方式。这里首先默认空出的磁盘为最右侧磁盘，则为了满足左旋不对齐的负载均衡下，顺序迁移时所有涉及移动的用户数据(chunk，D)全部在图中用灰色标出。即是说，不管使用怎样的降级算法，为了保持同样的负载均衡，降低错误几率，图3中的灰色部分的数据块都要完成读取和写入，从而达成迁移。
图2中RAID6磁盘阵列的编码实现的校验码块是pq，在K个数据盘、2个校验盘的前提下，RAID6左旋不对齐一共有K+2种条带场景。图3中降级为RAID5磁盘阵列的校验码块标注为P’，左旋不对齐一共有K+1种条带场景，如图3所示。因此，按照图3直接映射的移动会导致图2最后一个条带无法映射。
现有的降级算法，为了保持同样的负载均衡，降低错误几率，需要进行大量的磁盘读写操作，操作较为复杂，降级操作时带宽消耗大，降级操作的性能差。
为此，本申请中提供的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法中，大大减少了磁盘的读写量，降低了降级操作时的所造成的带宽消耗，提高了降级操作的性能。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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，都属于本发明保护的范围。
参见图4，图4为本发明实施例中RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S401：将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。
当需要对待降级的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列时，将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。
移动组条带顾名思义是通过数据块的移动来实现磁盘阵列降级时的条带更新，重算组条带顾名思义是通过进行满足负载均衡的落盘及校验块的重新计算来实现磁盘阵列降级时的条带更新。
在本发明的一种具体实施方式中，步骤S401可以包括以下步骤：
步骤一：获取RAID6磁盘阵列的数据盘数目；
步骤二：按照数据盘数目加1比1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。
为方便描述，可以将上述两个步骤结合起来进行说明。
参见图5，图5为本发明实施例中一种划分移动组条带和重算组条带及移动组条带数据移动情况的结构示意图。获取RAID6磁盘阵列的数据盘数目，按照数据盘数目加1比1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。例如，假设RAID6磁盘阵列的数据盘数目为k，则按照k+1：1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。从而在保证各移动组条带均能通过简单地数据块移动实现和校验块读取的方式实现磁盘阵列降级过程中条带变更的同时，还能尽可能地减少参与重算的重算组条带数量。
S402：根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘。
当从RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列时，需要在构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中空出一个磁盘。RAID6磁盘阵列负载均衡方式不同，需要空出的磁盘在构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中排布位置不同。因此，根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式确定构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中待释放的目标磁盘，并释放目标磁盘。以选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式为例，待释放的目标磁盘应为构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘。除此之外，还可以选取RAID6磁盘阵列负载均衡方式为右旋不对齐方式、左旋对齐方式、右旋对齐方式等，相应地待释放的目标磁盘在构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的位置也会随之变化。
在本发明的一种具体实施方式中，步骤S402可以包括以下步骤：
当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，将构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘确定为目标磁盘，并释放目标磁盘。
如图5所示，当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，将构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘确定为目标磁盘，并释放目标磁盘。
S403：获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块。
在根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘之后，目标磁盘内属于移动组条带的校验块为一类相同的校验块，将该类校验块确定为第一校验块。获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块。
如图5所示，获取到的目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块为校验块q。
S404：利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块。
在获取到目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块之后，利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块。
如图5所示，当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，利用最左侧磁盘中的数据块d1替换1～k+1各移动组条带中的校验块q。
S405：根据各移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据关系表达式计算目标校验块，并根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带。
在利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块之后，根据各移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据关系表达式计算目标校验块，并根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带。
如图5所示，对于RAID6磁盘阵列的条带1原始编码为：
降级之后的RAID5磁盘阵列的条带1的编码为：
结合上述两个公式，得到RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为：
对于RAID条带1不需要移动数据块，读取原来的校验块p，q，通过上述关系表达式即可得到现在的校验块p'。
对于RAID6磁盘阵列的条带2原始编码为：
降级之后的RAID5磁盘阵列的条带2的编码为：
结合上述两个公式，得到RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为：
对于RAID条带2只需要移动数据块d1到原来RAID6磁盘阵列校验块q的位置，读取原来的校验块p，q，通过上述关系表达式即可得到现在的校验块p'。
同理对于条带3，4，5，…k+1只需要移动数据块d1到原来RAID6磁盘阵列校验块q的位置，读取原来的校验块p，q，通过上述关系表达式即可得到现在的校验块p'。
基于以上的操作，可实现RAID6磁盘阵列向RAID5磁盘阵列的降级，条带1不需要移动数据块，只需要读取两个校验块，其他条带只需要移动一个数据块，并且只需要读取两个校验块。
S406：对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
参见图6，图6为本发明实施例中一种RAID5磁盘阵列的数据分布结构示意图。对于重算组条带，因为从RAID6磁盘阵列到RAID5磁盘阵列空出了一块磁盘，因此无法通过简单的移位保证完整的负载均衡，所以当RAID6磁盘阵列的数据盘数目为k时，每k+2个条带组总会空出一个条带无法直接实现负载均衡，对于n个满足k+2的条带组中，总共产生n个条带进入重算组。这些条带在其他条带完成负载均衡的重组后，统一如图6所示的RAID5磁盘阵列的场景开始重新进行满足负载均衡的落盘及校验块的计算(编码)即可。
由上述技术方案可知，通过将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带，对于移动组条带，通过合理利用原本RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的关系，建立RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的表达式，比传统降级操作大大减少了磁盘的读写量，降低了降级操作时的所造成的带宽消耗，提高了降级操作的性能。
需要说明的是，基于上述实施例，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。
参见图7，图7为本发明实施例中RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的另一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S701：将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。
S702：根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘。
S703：获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块。
S704：利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块。
S705：从各移动组条带中选取一个条带，并将选取得到的条带确定为目标移动组条带。
在将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带之后，从各移动组条带中选取一个条带，并将选取得到的条带确定为目标移动组条带。
在本发明的一种具体实施方式中，从各移动组条带中选取一个条带，可以包括以下步骤：
从各移动组条带中随机选取一个条带。
当从各移动组条带中选取目标移动组条带时，可以从各移动组条带中随机选取一个条带，并将随机选取得到的条带确定为目标移动组条带。从而使得目标移动组条带的选取不受限制。
S706：获取对目标移动组条带中各数据块和校验块异或等于0得到的RAID6原始编码公式的第一分式。
在确定出目标移动组条带之后，获取对目标移动组条带中各数据块和校验块异或等于0得到的RAID6原始编码公式的第一分式。
如图5所示，当选取的目标移动组条带为条带1时，条带1中各数据块和校验块异或等于0得到的RAID6原始编码公式的第一分式为：
当选取的目标移动组条带为条带2时，条带2中各数据块和校验块异或等于0得到的RAID6原始编码公式的第一分式为：
S707：获取释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换目标移动组条带中第一校验块后，目标移动组条带中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式。
在获取释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换目标移动组条带中第一校验块后，目标移动组条带中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式。
如图5所示，当选取的目标移动组条带为条带1时，获取释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块d1替换目标移动组条带中第一校验块q后，条带1中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式：
当选取的目标移动组条带为条带2时，获取释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块d1替换目标移动组条带中第一校验块q后，条带2中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式：
S708：根据第一分式和RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为目标校验块等于两个原始校验块进行异或计算。
在获取到RAID6原始编码公式的第一分式和RAID5编码公式之后，当选取的目标移动组条带为条带1时，根据第一分式和RAID5编码公式确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为/>当选取的目标移动组条带为条带2时，根据第一分式/>和RAID5编码公式/>确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为/>对于条带3，4，5，…k+1以此类推，因此，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为/>即RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为目标校验块等于两个原始校验块进行异或计算。
S709：根据关系表达式计算目标校验块，并根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带。
在本发明的一种具体实施方式中，根据关系表达式计算目标校验块，可以包括以下步骤：
对两个原始校验块进行异或计算得到目标校验块。
在确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为目标校验块等于两个原始校验块进行异或计算之后，对两个原始校验块进行异或计算得到目标校验块，从而仅通过读取原始RAID6磁盘阵列中校验块即可实现对目标RAID5磁盘阵列中校验块的计算。
在本发明的一种具体实施方式中，根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带，可以包括以下步骤：
步骤一：利用目标校验块替换各移动组条带包含的两个原始校验块中除第一校验块之外的第二校验块，得到校验块替换结果；
步骤二：根据校验块替换结果和释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块的数据块替换结果，确定各移动组条带分别对应的第一条带。
为方便描述，可以将上述两个步骤结合起来进行说明。
在计算得到目标校验块之后，利用目标校验块替换各移动组条带包含的两个原始校验块中除第一校验块之外的第二校验块，得到校验块替换结果，根据校验块替换结果和释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块的数据块替换结果，确定各移动组条带分别对应的第一条带。
如图5所示，利用目标校验块p'替换各移动组条带中的第二校验块p，并根据先前释放最左侧磁盘和利用数据块的d1替换各移动组条带中的第一校验块q的数据块替换结果，确定目标RAID5磁盘阵列中1～k+1条带。
S710：对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
相应于上面的方法实施例，本发明还提供了一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置，下文描述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置与上文描述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法可相互对应参照。
参见图8，图8为本发明实施例中一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置的结构框图，该装置可以包括：
条带划分模块81，用于将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；
磁盘释放模块82，用于根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；
校验块获取模块83，用于获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块；
数据块替换模块84，用于利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块；
第一条带获取模块85，用于根据各移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，并根据关系表达式计算目标校验块，得到各移动组条带分别对应的第一条带；
磁盘阵列构建模块86，用于对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及检验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
由上述技术方案可知，通过将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带，对于移动组条带，通过合理利用原本RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的关系，建立RAID6磁盘阵列的校验码块和降级之后目标RAID5磁盘阵列的校验码之间的表达式，比传统降级操作大大减少了磁盘的读写量，降低了降级操作时的所造成的带宽消耗，提高了降级操作的性能。
在本发明的一种具体实施方式中，条带划分模块81包括：
数据盘数目获取子模块，用于获取RAID6磁盘阵列的数据盘数目；
条带划分子模块，用于按照数据盘数目加1比1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带。
在本发明的一种具体实施方式中，磁盘释放模块82具体为当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，将构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘确定为目标磁盘，并释放目标磁盘的模块。
在本发明的一种具体实施方式中，第一条带获取模块85包括：
条带选取子模块，用于从各移动组条带中选取一个条带，并将选取得到的条带确定为目标移动组条带；
分式获得子模块，用于获取对目标移动组条带中各数据块和校验块异或等于0得到的RAID6原始编码公式的第一分式；
编码公式获取子模块，用于获取释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换目标移动组条带中第一校验块后，目标移动组条带中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式；
关系表达式确定子模块，用于根据第一分式和RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为目标校验块等于两个原始校验块进行异或计算。
在本发明的一种具体实施方式中，条带选取子模块具体为从各移动组条带中随机选取一个条带的模块。
在本发明的一种具体实施方式中，第一条带获取模块85包括校验块计算子模块，校验块计算子模块具体为对两个原始校验块进行异或计算得到目标校验块的模块。
在本发明的一种具体实施方式中，第一条带获取模块85包括：
校验块替换子模块，用于利用目标校验块替换各移动组条带包含的两个原始校验块中除第一校验块之外的第二校验块，得到校验块替换结果；
第一条带确定子模块，用于根据校验块替换结果和释放目标磁盘并利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块的数据块替换结果，确定各移动组条带分别对应的第一条带。
相应于上面的方法实施例，参见图9，图9为本发明所提供的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备的示意图，该设备可以包括：
存储器332，用于存储计算机程序；
处理器322，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的步骤。
具体的，请参考图10，图10为本实施例提供的一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备的具体结构示意图，该RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括处理器(central processing units，CPU)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，存储器332存储有一个或一个以上的计算机程序342或数据344。其中，存储器332可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器332的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对数据处理设备中的一系列指令操作。更进一步地，处理器322可以设置为与存储器332通信，在RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备301上执行存储器332中的一系列指令操作。
RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备301还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341。
上文所描述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法中的步骤可以由RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备的结构实现。
相应于上面的方法实施例，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：
将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；获取目标磁盘中属于移动组条带的第一校验块；利用目标磁盘中的数据块替换释放目标磁盘后各移动组条带中的第一校验块；根据各移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据关系表达式计算目标校验块，并根据目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带；对各重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各第一条带和各第二条带构建目标RAID5磁盘阵列。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。
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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备及计算机可读存储介质而言，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。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，包括：
将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；
根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；
获取所述目标磁盘中属于所述移动组条带的第一校验块；
利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块；
根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，根据所述关系表达式计算所述目标校验块，并根据所述目标校验块确定各所述移动组条带分别对应的第一条带；
对各所述重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及校验块计算，得到各第二条带，并根据各所述第一条带和各所述第二条带构建所述目标RAID5磁盘阵列。
2.根据权利要求1所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带，包括：
获取所述RAID6磁盘阵列的数据盘数目；
按照所述数据盘数目加1比1的比例将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为所述移动组条带和所述重算组条带。
3.根据权利要求1所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘，包括：
当预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式为左旋不对齐方式时，将构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中最左侧磁盘确定为所述目标磁盘，并释放所述目标磁盘。
4.根据权利要求1至3任一项所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，包括：
从各所述移动组条带中选取一个条带，并将选取得到的条带确定为目标移动组条带；
获取对所述目标移动组条带中各数据块和校验块异或等于0得到的所述RAID6原始编码公式的第一分式；
获取释放所述目标磁盘并利用所述目标磁盘中的数据块替换所述目标移动组条带中所述第一校验块后，所述目标移动组条带中当前各数据块和目标校验块异或等于0对应的RAID5编码公式；
根据所述第一分式和所述RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式为所述目标校验块等于两个所述原始校验块进行异或计算。
5.根据权利要求4所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，从各所述移动组条带中选取一个条带，包括：
从各所述移动组条带中随机选取一个条带。
6.根据权利要求4所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，根据所述关系表达式计算所述目标校验块，包括：
对两个所述原始校验块进行异或计算得到所述目标校验块。
7.根据权利要求6所述的RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法，其特征在于，根据所述目标校验块确定各移动组条带分别对应的第一条带，包括：
利用所述目标校验块替换各所述移动组条带包含的两个所述原始校验块中除所述第一校验块之外的第二校验块，得到校验块替换结果；
根据所述校验块替换结果和释放所述目标磁盘并利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块的数据块替换结果，确定各所述移动组条带分别对应的第一条带。
8.一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的装置，其特征在于，包括：
条带划分模块，用于将待降级的RAID6磁盘阵列的各条带划分为移动组条带和重算组条带；
磁盘释放模块，用于根据预选取的RAID6磁盘阵列负载均衡方式释放构成所述RAID6磁盘阵列的各磁盘中的目标磁盘；
校验块获取模块，用于获取所述目标磁盘中属于所述移动组条带的第一校验块；
数据块替换模块，用于利用所述目标磁盘中的数据块替换释放所述目标磁盘后各所述移动组条带中的所述第一校验块；
第一条带获取模块，用于根据各所述移动组条带分别对应的RAID6原始编码公式和释放所述目标磁盘后对应的RAID5编码公式，确定所述RAID6磁盘阵列的原始校验块和降级后的目标RAID5磁盘阵列的目标校验块之间的关系表达式，并根据所述关系表达式计算所述目标校验块，得到各所述移动组条带分别对应的第一条带；
磁盘阵列构建模块，用于对各所述重算组条带重新进行满足负载均衡的落盘及检验块计算，得到各第二条带，并根据各所述第一条带和各所述第二条带构建所述目标RAID5磁盘阵列。
9.一种RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的设备，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7任一项所述RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的步骤。
10.一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7任一项所述RAID6磁盘阵列降级为RAID5磁盘阵列的方法的步骤。
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