CN1821948A - 独立磁盘多重阵列系统及其建置方法 - Google Patents

Abstract

一种独立磁盘多重阵列的建置方法。首先，选择至少一第一群组的磁盘，且将第一群组的磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列5(RAID 5)结构。之后，选择第一群组中一第二群组的磁盘，且将第二群组的磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列1(RAID 1)结构。将相应第一群组的独立磁盘多重阵列5结构与相应第二群组的独立磁盘多重阵列1结构连接。其中，第一群组中磁盘的数目大于2，且第二群组中磁盘的数目等于2。

Description

独立磁盘多重阵列系统及其建置方法

技术领域

本发明涉及一种独立磁盘多重阵列系统及其建置方法，特别是涉及一种可以同时结合RAID 5与RAID 1结构的独立磁盘多重阵列系统及其建置方法。

背景技术

磁盘阵列(Disk Array)的技术可以用来增加磁盘的存取速度以及防止数据因磁盘的故障而遗失。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘来进行使用。磁盘阵列中的数据是以分段(Striping)的方式来储存在不同的磁盘之中，当存取数据时，阵列之中的相关磁盘可以一起动作，大幅降低数据的存取时间。

另外，磁盘阵列所利用的不同的技术可以称为独立磁盘多重阵列等级(RAID Level)，如RAID 0至RAID 5。在某些独立磁盘多重阵列等级中，除了数据可以利用分段的方式来储存在不同的磁盘之中，相应数据的同位信息可以进行计算，并储存至磁盘阵列中的一特定磁盘中。当储存一数据分段的磁盘故障时，可以通过其它数据分段与此同位信息来回复故障磁盘中的数据分段。

图1为一示意图系显示一已知的容错式RAID 5的结构。如图1所示，在此例子中，磁盘D0～Dn被组合建立为一独立磁盘多重阵列5结构。其中，数据分段S0～S2可以储存在不同的磁盘之中。值得注意的是，在建立RAID 5结构程序中必须指定相应的分段尺寸参数，以依据分段尺寸参数将数据以区段方式储存于不同磁盘之中。另外，相应数据的同位信息P也会储存至特定的磁盘之中。

一般来说，企业都会依据其需求来扩充其本身的储存系统。随着制造技术与工艺的进步，磁盘的容量也变的越来越大。因此，一个企业的储存系统中通常会包括多个具有不同磁盘空间大小的磁盘。然而，在已知的磁盘阵阵列中，仅能实施单一的独立磁盘多重阵列等级技术，使得每一磁盘中的磁盘空间无法充分利用。以图1为例，由于要将磁盘D0至Dn建立为RAID 5结构，因此，必须以具有最小磁盘空间的磁盘D0为基准，在每一个磁盘中选取相同大小的磁盘空间来建立RAID 5结构。然而，如图1所示，由于每一磁盘的磁盘空间并不相同，因此磁盘D1中的剩余磁盘空间R1与磁盘Dn中的剩余磁盘空间R2与R3将会无法充分利用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可以同时结合独立磁盘多重阵列5与独立磁盘多重阵列1结构的独立磁盘多重阵列系统及其建置方法。

本发明实施例的独立磁盘多重阵列系统，至少包括多个磁盘。其中，至少一第一群组的磁盘被建立为一独立磁盘多重阵列5结构，且第一群组中一第二群组的磁盘被建立为一独立磁盘多重阵列1结构，以及相应第一群组的独立磁盘多重阵列5结构与相应第二群组的独立磁盘多重阵列1结构被连接。其中，第一群组中磁盘的数目大于2，且第二群组中磁盘的数目等于2。

本发明实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法。选择至少一第一群组的磁盘，且将第一群组的磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列5结构。之后，选择第一群组中一第二群组的磁盘，且将第二群组的磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列1结构。将相应第一群组的独立磁盘多重阵列5结构与相应第二群组的独立磁盘多重阵列1结构连接。其中，第一群组中磁盘的数目大于2，且第二群组中磁盘的数目等于2。

本发明上述方法可以通过程序代码方式收录于实体介质中。当程序代码被机器加载且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图示详细说明如下。

附图说明

图1为一示意图，其显示一已知的容错式RAID 5的结构。

图2显示依据本发明第一实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。

图3为一示意图，显示依据本发明第一实施例的独立磁盘多重阵列系统。

图4显示依据本发明第二实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。

图5为一示意图，显示依据本发明第二实施例的独立磁盘多重阵列系统。

图6显示依据本发明第三实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。

图7为一示意图，显示依据本发明第三实施例的独立磁盘多重阵列系统。

图8显示依据本发明第四实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。

图9为一示意图，显示依据本发明第四实施例的独立磁盘多重阵列系统。

图10为一示意图，显示依据本发明第五实施例的独立磁盘多重阵列系统。

图11为一示意图，显示依据本发明第六实施例的独立磁盘多重阵列系统。

附图符号说明

D0、D1、D2、D6、D7、D8、Dn-1、Dn～磁盘；

S0、S1、S2～数据分段；

P～同位信息；

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7～剩余磁盘空间；

RAID 5～独立磁盘多重阵列5；

RAID 1～独立磁盘多重阵列1；

S210、S220、…、S260～操作步骤；

S410、S420、…、S460～操作步骤；

S610、S620、…、S660～操作步骤；

S810、S820、S830～操作步骤。

具体实施方式

请参考图2，图2显示依据本发明第一实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。注意的是，在此实施例中，可以提供多个分别具有各自的磁盘空间的磁盘，以提供建置成磁盘阵列。

首先，如步骤S210，由这些磁盘中选择磁盘，以准备建立RAID 5结构。值得注意的是，选定的磁盘数目必须大于2。在一些实施例中，当第一次选择磁盘时，选定的磁盘可以是所有的磁盘。接着，如步骤S220，以选定的磁盘中具有最小磁盘空间的磁盘为基准，并设定一分段尺寸参数，来建立RAID5结构。由于在RAID 5结构中，数据是以分段方式储存于不同之中，因此，在建立RAID 5结构的程序中必须设定分段尺寸参数，以依据分段尺寸参数将数据以区段方式储存于RAID 5结构中的磁盘之中。必须提醒的是，数据于RAI D 5结构中磁盘的存放方式亦不限定于任何一种型态。此外，由于RAID5为业界公知的标准，因此其建立细节在此省略。

然后，如步骤S230，判断具有剩余磁盘空间的磁盘数目是否大于2。必须说明的是，在建立RAID 5结构的程序中，每一个选定的磁盘必须提供与具有最小磁盘空间的磁盘中的磁盘空间大小相同的磁盘空间来建立RAID 5结构。由于每一磁盘的磁盘空间不一定相同，因此，部分磁盘将会具有剩余的磁盘空间。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目大于2，则流程回到步骤S210，重新选择具有剩余磁盘空间的磁盘，并如步骤S220，以选定的磁盘中具有最小磁盘空间的磁盘为基准，并设定分段尺寸参数，来建立RAID 5结构。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目不等于2，则流程至如步骤S240，判断具有剩余磁盘空间的磁盘数目是否等于2；如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目不等于2，则流程至步骤S260。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目等于2，如步骤S250，以具有最小磁盘空间的磁盘为基准，建立RAID 1结构。类似地，由于RAID 1为业界公知的标准，因此其建立细节在此省略。最后，如步骤S260，将所有的RAID 5与RAID 1结构进行连接。注意的是，在本实施例中，RAID 5与RAID 1结构是利用一简单磁盘捆绑(Just a Bunch OfDisks，JBOD)进行连接。注意的是，简单磁盘捆绑模式为业界公知的技术，因此其连接细节在此省略。

接着，请参考图3，图3为一示意图，显示依据本发明第一实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图3所示，首先，磁盘D0～Dn被选定来建立RAID 5结构，且命名为RAID 5:0。接着，由于具有剩余磁盘空间的磁盘为D1～Dn，且磁盘数目大于2，因此D1～Dn被选定来建立RAID 5结构，且命名为RAID5:1。之后，由于具有剩余磁盘空间的磁盘只有Dn-1与Dn，因此磁盘Dn-1与Dn被选定来建立RAID 1结构，且命名为RAID 1:2。最后，利用简单磁盘捆绑模式连接RAID 5:0、RAID 5:1与RAID 1:2以形成磁盘阵列。必须说明的是，当磁盘阵列建立之后，一RAID控制器(未显示)可以依据数据所存在的位置的RAID结构，或需要写入位置的RAID结构来进行相关控制管理作业，如产生相应数据的同位信息并储存至特定的磁盘、依据数据分段产生数据、以及依据同位信息回复在故障磁盘上的数据分段等。对于数据在不同RAID结构下的存取控制为业界公知的技术，在此省略。

请参考图4，图4显示依据本发明第二实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。在此实施例中假设磁盘的数目为3n，其中n＝1，2，…。

首先，如步骤S410，选择3个磁盘为一群组。接着，如步骤S420，以群组中的具有最小磁盘空间的磁盘为基准，并设定一分段尺寸参数，来建立RAID 5结构。然后，如步骤S430，判断具有剩余磁盘空间的磁盘数目是否等于2。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目不等于2，则流程至步骤S450；如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目等于2，则流程至步骤S440，以具有最小磁盘空间的磁盘为基准，建立RAID 1结构。接着，如步骤S450，判断是否所有磁盘都已经选择过。如果并非所有磁盘都已经选择过，流程回到步骤S410；如果所有磁盘都已经选择过，则如步骤S460，将所有RAID结构进行连接。

请参考图5，图5为一示意图，显示依据本发明第二实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图5所示，首先，多个磁盘中磁盘D0、D1与D2被选定为一群组。D0、D1与D2被建立RAID 5结构，且命名为RAID 5:0。接着，由于具有剩余磁盘空间的磁盘为D1与D2，因此磁盘D1与D2被选定来建立RAID1结构，且命名为RAID 1:1。类似地，对于其它的磁盘亦进行相同的建置程序，直至所有磁盘被选择完毕。最后，连接RAID 5:0与RAID 1:1以形成磁盘阵列。

请参考图6，图6显示依据本发明第三实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。在此实施例中假设磁盘的数目为3n+1，其中n＝1，2，…。

首先，如步骤S610，选择4个磁盘为一群组。接着，如步骤S620，以群组中的具有最小磁盘空间的磁盘为基准，并设定一分段尺寸参数，来建立RAID 5结构。然后，如步骤S630，判断具有剩余磁盘空间的磁盘数目是否大于2。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目大于2，则流程回到步骤S620；如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目不等于2，则如步骤S640，判断具有剩余磁盘空间的磁盘数目是否等于2。如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目不等于2，则流程至步骤S660；如果具有剩余磁盘空间的磁盘数目等于2，则如步骤S650，以具有最小磁盘空间的磁盘为基准，建立RAID 1结构。如步骤S650，对于其它的磁盘进行第二实施例中的步骤S410至S460的操作。

请参考图7，图7为一示意图，显示依据本发明第三实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图7所示，首先，多个磁盘中磁盘D0、D1、D2与D3被选定为一群组。D0、D1、D2与D3被建立RAID 5结构，且命名为RAID 5:0。接着，由于群组中具有剩余磁盘空间的磁盘为D1、D2与D3，因此磁盘D1、D2与D3被选定来建立RAID 5结构，且命名为RAID 5:1。由于群组中具有剩余磁盘空间的磁盘剩下磁盘D2与D3，因此磁盘D2与D3被选定来建立RAID1结构，且命名为RAID 1:2。接着，对于其它磁盘进行第二实施例中的建置流程(如图5所示)，直至所有磁盘被选择完毕。最后，连接所有的RAID结构以形成磁盘阵列。

图8显示依据本发明第四实施例的独立磁盘多重阵列的建置方法流程图。在此实施例中假设磁盘的数目为3n+2，其中n＝1，2，…。

首先，如步骤S810，选择2个磁盘为一群组。接着，如步骤S820，以群组中的具有最小磁盘空间的磁盘为基准，来建立RAID 1结构。因为本实施例所假设的磁盘数目为3n+2的缘故，扣除步骤S810及步骤S820所建置的RAID1结构的磁盘阵列后，磁盘数目将成为3n，因此可套用第二实施例所示的建置方法，因此，如步骤S830，对于其它的磁盘进行第二实施例中的步骤S410至S460的操作。

图9为一示意图，显示依据本发明第四实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图9所示，首先，多个磁盘中磁盘D0与D1被选定为一群组。D0与D1被建立RAID 1结构，且命名为RAID 1:0。接着，对于其它磁盘进行第二实施例中的建置流程(如图5所示)。举例来说，磁盘D2、D3与D4被选定为一群组。D2、D3与D4被建立RAID 5结构，且命名为RAID 5:1。接着，由于具有剩余磁盘空间的磁盘为D3与D4，因此磁盘D3与D4被选定来建立RAID 1结构，且命名为RAID 1:2。类似地，对于其它的磁盘亦进行与磁盘D2、D3与D4相同的建置程序，直至所有磁盘被选择完毕。最后，连接所有的RAID结构以形成磁盘阵列。

值得注意的是，在不同实施例中，每一群组中难免都会有部分磁盘具有剩余的磁盘空间。此时，在不同群组中具有剩余磁盘空间的磁盘可以用来建立RAID 1结构，并与其它的RAID结构进行连接。图10为一示意图，显示依据本发明第五实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图10所示，在第二实施例中不同群组中的磁盘D2与磁盘D8分别具有剩余磁盘空间R4与R5，因此，磁盘D2的磁盘空间R4与磁盘D8的磁盘空间R5可以用来建立RAID 1结构，并以其它RAID结构进行连接，以充分利用磁盘空间。图11为一示意图，显示依据本发明第六实施例的独立磁盘多重阵列系统。如图11所示，在第四实施例中不同群组中的磁盘D1与磁盘D4分别具有剩余磁盘空间R6与R7，因此，磁盘D1的磁盘空间R6与磁盘D4的磁盘空间R7可以用来建立RAID 1结构，并以其它RAID结构进行连接，以充分利用磁盘空间。

本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态包含于实体介质，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其它机器可读取(如计算机可读取)储存介质，其中，当程序代码被机器，如计算机加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。本发明的方法与装置也可以以程序代码型态通过一些传送介质，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理器实作时，程序代码结合处理器提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (12)

1.一种独立磁盘多重阵列系统，至少包括：

多个磁盘；

其中，至少一第一群组的所述磁盘被建立为一独立磁盘多重阵列5(RAID5)结构，且该第一群组中一第二群组的所述磁盘被建立为一独立磁盘多重阵列1(RAID 1)结构，以及相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构与相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构被连接，其中，该第一群组中所述磁盘的数目大于2，且该第二群组中所述磁盘的数目等于2。

2.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中在该第一群组的所述磁盘被建立为该独立磁盘多重阵列5结构之前，一第三群组的所述磁盘被先建立为该独立磁盘多重阵列1结构，且相应该第三群组的该独立磁盘多重阵列1结构、相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构与相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构被连接，其中，该第三群组中所述磁盘的数目等于2，且该第三群组中的所述磁盘不重复于该第一群组中的所述磁盘。

3.如权利要求2所述的独立磁盘多重阵列系统，其中该第三群组中所述磁盘之一所剩余的磁盘空间与该第二群组中所述磁盘的一者所剩余的磁盘空间被建立为该独立磁盘多重阵列1结构，且相应该第三群组的该独立磁盘多重阵列1结构、相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构、相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构与相应该第三群组与该第二群组中所述磁盘的剩余磁盘空间的该独立磁盘多重阵列1结构被连接。

4.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中该第一群组中所述磁盘的数目等于3。

5.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构具有一分段尺寸参数，以依据该分段尺寸参数将数据以区段方式储存于该第一群组中的所述磁盘之中。

6.如权利要求5所述的独立磁盘多重阵列系统，其中相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构中的所述磁盘中之一储存相应该数据的同位信息。

7.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中数据被镜射至相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构中的每一所述磁盘中。

8.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构与相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构系利用一简单磁盘捆绑模式进行连接。

9.如权利要求1所述的独立磁盘多重阵列系统，其中该第二群组的所述磁盘是在该第一群组的所述磁盘被建立成为该独立磁盘多重阵列5结构后仍然具有剩余磁盘空间的所述磁盘。

10.一种独立磁盘多重阵列的建置方法，适用于多个磁盘，包括下列步骤：

选择至少一第一群组的所述磁盘，且将该第一群组的所述磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列5结构；

选择该第一群组中一第二群组的所述磁盘，且将该第二群组的所述磁盘建立成为一独立磁盘多重阵列1结构；以及

将相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构与相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构连接，

其中，该第一群组中所述磁盘的数目大于2，且该第二群组中所述磁盘的数目等于2。

11.如权利要求10所述的独立磁盘多重阵列的建置方法，还包括下列步骤：

在该第一群组的所述磁盘被建立为该独立磁盘多重阵列5结构之前，选择一第三群组的所述磁盘，且将该第三群组的所述磁盘建立成为该独立磁盘多重阵列1结构；以及

将相应该第三群组的该独立磁盘多重阵列1结构、相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构与相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构连接，

其中，该第三群组中所述磁盘的数目等于2，且该第三群组中的所述磁盘不重复于该第一群组中的所述磁盘。

12.如权利要求11所述的独立磁盘多重阵列的建置方法，还包括下列步骤：

将该第三群组中所述磁盘之一所剩余的磁盘空间与该第二群组中所述磁盘的一者所剩余的磁盘空间建立成为该独立磁盘多重阵列1结构；以及

将相应该第三群组的该独立磁盘多重阵列1结构、相应该第一群组的该独立磁盘多重阵列5结构、相应该第二群组的该独立磁盘多重阵列1结构与相应该第三群组与该第二群组中所述磁盘的剩余磁盘空间的该独立磁盘多重阵列1结构连接。

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