TW201823967A - 硬碟陣列及其重建方法 - Google Patents

Abstract

一種硬碟陣列重建方法，於所述的硬碟陣列重建方法中，係先確認硬碟陣列的多顆硬碟中的至少一待修復硬碟。然後，依據一映射對照表，將硬碟的備份資料中對應於至少一待修復硬碟的資料寫入至少一待修復硬碟，而非重建並複寫整個硬碟陣列。

Description

硬碟陣列及其重建方法

本發明係關於一種硬碟陣列及其重建方法。

在硬碟陣列（Redundant Array of Independent Disks, RAID）的架構中係把多個硬碟組合成為一個邏輯磁區。因此，對於作業系統來說，整個硬碟陣列會被當作一個具有大容量的硬碟，等同於擴充了一個通道所連接的等效硬碟容量。硬碟陣列分成不同的類型，每種類型都有其理論上的優缺點，不同的類型的硬碟陣列分別以不同的方式在增加資料可靠性以及增加記憶體藉以增加讀寫效能之間取得平衡。

依據不同的硬碟陣列類型，某些硬碟陣列可能可以應付單一個硬碟損壞時的情況。但是，由於硬碟陣列的架構以及資料配置方式的緣故，當多個硬碟中的其中多個硬碟損壞時，將使整個硬碟陣列失效，如使用者有備份資料，欲回復硬碟陣列，在將損壞的硬碟更換成新的硬碟的同時，往往也必須同時一併更新其他原本並未損壞的硬碟中的資料。在這樣的過程當中，必須耗費相當多的時間來複寫掉原本就已經是正確的資料，相當耗費時間精力而且沒有效率。

本發明在於提供一種硬碟陣列及其重建方法，以在硬碟陣列的其中多個硬碟損壞時，能以較為有效率的方式進行資料重建。

本發明揭露了一種硬碟陣列重建方法，於所述的硬碟陣列重建方法中，係先確認硬碟陣列的多顆硬碟中的至少一待修復硬碟。然後，依據一映射對照表，將該些硬碟的一備份資料中對應於該至少一待修復硬碟的資料寫入該至少一待修復硬碟。

本發明揭露了一種硬碟陣列，所述的硬碟陣列具有第一硬碟、第二硬碟、第三硬碟與控制模組。控制模組電性連接第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟。控制模組用以確認第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟之中的至少一待修復硬碟，且控制模組用以依據映射對照表，將硬碟的備份資料中對應於至少一待修復硬碟的資料寫入至少一待修復硬碟。

綜合以上所述，本發明提供了一種硬碟陣列及其重建方法，以硬碟陣列來說，硬碟陣列具有第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟，當第一硬碟與第二硬碟損毀時，硬碟陣列得以依據備份資料與第三硬碟的資料重建第二硬碟的資料。藉此，硬碟陣列得以避免在第一硬碟與第二硬碟損毀的時候，還得一併更新第三硬碟中的資料。也就是說，藉由本發明所提供的硬碟陣列及重建方法，當硬碟陣列中有多個硬碟損毀的時候，可以只重建對應於毀損的邏輯磁區，不必連其他正常的邏輯磁區都一併更新，提升了重建資料時的效率。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列的功能方塊圖。如圖1所示，硬碟陣列10具有第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150、第四硬碟170與控制模組190。控制模組190電性連接第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170。於實務上，硬碟陣列10所具有的硬碟數量可以為N個，N為不小於3的正整數。在此係舉N為4舉例說明之，但實際上並不以此為限。其中，控制模組190可以由一個或多個積體電路（Integrated Circuit, IC）、一個或多個微控制器（Micro Control Unit, MCU）與一個或多個特殊應用積體電路（Application-Specific Integrated Circuit, ASIC）當中的至少其中之一所組成，在此同樣不對硬碟的類型與傳輸介面進行限制。

請參照圖2以進行更詳細的說明，圖2係為根據本發明一實施例所繪示之分散式儲存系統的功能方塊圖。圖2示出了一種分散式儲存系統1，分散式儲存系統1具有硬碟陣列10、備份硬碟陣列30與分散式控制裝置20。分散式控制裝置20分別電性連接硬碟陣列10與備份硬碟陣列30。其中，分散式控制裝置20用以控制硬碟陣列10與備份硬碟陣列30中的資料傳輸，備份硬碟陣列30用以儲存關聯於硬碟陣列10中的多個硬碟的備份資料。硬碟陣列與備份硬碟陣列為相同的功能存在，互為彼此的備份，硬碟陣列數量可增加不只為二。在一實施例中，分散式控制裝置20將資料複製，並分別儲存至硬碟陣列10與備份硬碟陣列30中。

請再一併參照圖3，圖3係為根據本發明一實施例所繪示之備份硬碟陣列的功能方塊圖。圖3示出了備份硬碟陣列30的一種架構。在此實施例中，備份硬碟陣列30具有第一備份硬碟310、第二備份硬碟330、第三備份硬碟350、第四備份硬碟370與控制模組390。控制模組390電性連接第一備份硬碟310、第二備份硬碟330、第三備份硬碟350與第四備份硬碟370。備份硬碟陣列30係具有與硬碟陣列10相仿的架構。其中，第一備份硬碟310係用以儲存第一硬碟110的備份資料，第二備份硬碟330係用以儲存第二硬碟130的備份資料，第三備份硬碟350係用以儲存第三硬碟150的備份資料，第四備份硬碟370係用以儲存第四硬碟170的備份資料。上述係舉例示範，但於實務上備份硬碟陣列30中的各備份硬碟並不必須與硬碟陣列中的各硬碟一一對應，如有額外資料對應表，副本資料擺放位置也無須完全相同，備份硬碟陣列30所具有的備份硬碟數量可以為N個，N為不小於3的正整數。在此係舉N為4舉例說明之，但實際上並不以此為限。

控制模組190用以監控硬碟陣列10中的第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170的狀況。當控制模組190確認第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170之中有至少一待修復硬碟，控制模組190可以經由前述的架構而自備份硬碟陣列30中取得備份資料，且控制模組190用以依據映射對照表，將硬碟的備份資料中對應於至少一待修復硬碟的資料寫入至少一待修復硬碟。所述的映射對照表例如為硬碟陣列的邏輯磁區與實際上的物理磁區之間的對應模型，相關細節係為所屬技術領域具有通常知識者經詳閱本說明書後得依實際的硬體架構自行定義，在此並不加以限制。後續係以第一硬碟110與第二硬碟130損毀時，第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170的磁區中的資料存取修正進行說明。

請接著參照圖4A與4B，圖4A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的邏輯磁區示意圖，圖4B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的物理磁區示意圖。如圖4A所示，各磁區係以磁區a1、磁區a2、磁區a3、磁區b1、磁區b2…以至磁區d1、磁區d2、磁區d3的順序依序排列，也就是說，被寫入硬碟陣列10的資料係依上述的邏輯順序被寫入磁區當中。圖4B則分別示出了各磁區相對於第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170在物理實際上的排列方式。第一硬碟110的物理磁區包括磁區a1、b1、c1、Pb，第二硬碟130的物理磁區包括磁區a2、b2、Pc、d1，第三硬碟150的物理磁區包括磁區a3、Pb、c2、d2，第四硬碟170的物理磁區包括磁區Pa、b3、c3、d3。

其中，磁區Pa、Pb、Pc、Pd用以儲存錯誤更正碼。磁區Pa中的錯誤更正碼係依據磁區a1、磁區a2與磁區a3中的值而產生，磁區Pb中的錯誤更正碼係依據磁區b1、磁區b2與磁區b3中的值而產生，磁區Pc中的錯誤更正碼係依據磁區c1、磁區c2與磁區c3中的值而產生，磁區Pd中的錯誤更正碼係依據磁區d1、磁區d2與磁區d3中的值而產生。在一實施例中，錯誤更正碼係依據奇偶校驗而產生，但並不以此為限。

也就是說，磁區Pa中的錯誤更正碼係依據磁區a1、磁區a2與磁區a3中的值而產生，當在邏輯上將磁區a1、磁區a2與磁區a3的對應資料寫入硬碟陣列10中時，實際上是分別將磁區a1、磁區a2、磁區a3與磁區Pa的對應資料分別寫入第一硬碟110、第二硬碟130、第三硬碟150與第四硬碟170。

請接著參照圖5A、圖5B、圖6A與圖6B，圖5A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的邏輯磁區示意圖，圖5B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的物理磁區示意圖，圖6A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的邏輯磁區示意圖，圖6B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的物理磁區示意圖。如圖5A至圖6B所示，第一硬碟110與第二硬碟130毀損而遭到更換，因此，原本的磁區a1、b1、c1、Pd、a2、b2、Pc、d1被替換成新的磁區，故在圖6A與圖6B中並不對這些新的磁區進行標示。

請接著參照圖7A與圖7B，圖7A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中一個磁區的邏輯磁區示意圖，圖7B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中一個磁區的物理磁區示意圖。如圖所示，此時磁區a1被重新建立。在一實施例中，控制模組190係自第一備份硬碟310中取得磁區a1的備份資料，並依據前述的映射對照表將這些備份資料寫入第一硬碟110的對應磁區中。

請接著參照圖8A與圖8B，圖8A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另一個磁區的邏輯磁區示意圖，圖8B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另一個磁區的物理磁區示意圖。如圖8A與圖8B所示，當磁區a1被重建之後，控制模組190接著依據磁區a1中的資料、磁區a3中的資料與磁區Pa中的錯誤更正碼重新建立磁區a2。

請接著參照圖9A與圖9B，圖9A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中又一個磁區的邏輯磁區示意圖，圖9B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中又一個磁區的物理磁區示意圖。此時，控制模組190取得磁區c1的資料，並依據前述的映射對照表於第一硬碟110的對應磁區中重新建立磁區c1。

請接著參照圖10A與圖10B，圖10A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中再一個磁區的邏輯磁區示意圖，圖10B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中再一個磁區的物理磁區示意圖。如10A與圖10B所示，此時第一硬碟110、第三硬碟150與第四硬碟170中分別具有磁區c1、磁區c2與磁區c3。控制模組190依據磁區c1、磁區c2與磁區c3中的相關資料重新計算出錯誤更正碼，並依據錯誤更正碼重新建立磁區Pc於第二硬碟130。

於一實施例中，控制模組190中例如具有存取記錄，存取記錄係關於第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150的存取時間戳記（time stamp），控制模組190更依據存取記錄以選擇性地依據第一硬碟110與第三硬碟150，修復第二硬碟130。更詳細的來說，控制模組190比對備份資料與存取記錄，以判斷備份資料中對應於第二硬碟130的資料時間是否對應於存取記錄。當資料時間對應於存取記錄時，控制模組190依據第一硬碟110與第三硬碟150修復第二硬碟130。

在一實施例中，存取記錄例如是指第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150係於哪些時間點被寫入哪些資料，或者指第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150所儲存的資料係於哪些時間點被讀取，而存取時間戳記則例如是指當第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150被存取時的時間點。換句話說，每一筆資料存取時間或者每個磁區的存取時間係被記載於存取記錄當中。存取記錄例如是分別存在第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150當中，或者是儲存於控制模組190當中，在此並不加以限制。在另一實施例中，當第一硬碟110、第二硬碟130與第三硬碟150中任一被存取時，控制模組190即依據當下的時間點產生對應的存取時間戳記，並據以調整存取記錄。上述僅為舉例示範，在此並不限制存取記錄與存取時間戳記的詳細格式。

請再參照圖11A與圖11B以對依據存取記錄重建硬碟進行說明，圖11A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中多個磁區的邏輯磁區示意圖，圖11B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中多個磁區的物理磁區示意圖。此時，控制模組190自備份硬碟陣列30中取得磁區b1’的資料與磁區b2’的資料。磁區b1’係對應於磁區b1的位置，磁區b2’對應於磁區b2的位置。但是，控制模組190依據存取記錄判斷磁區b1’的資料相對於磁區b1的資料並不相同，且磁區b2’的資料相對於磁區b2的資料並不相同。因此控制模組190直接依據映射對照表而將磁區b1’的資料寫入第一硬碟110的對應位置，且控制模組190直接依據映射對照表而將磁區b2’的資料寫入第二硬碟130的對應位置。

請接著參照圖12A與圖12B，圖12A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中更一磁區的邏輯磁區示意圖，圖12B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中更一磁區的物理磁區示意圖。當控制模組190將更新後的磁區b1’與磁區b2’寫入第一硬碟110與第二硬碟130之後，控制模組190依據磁區b1’、磁區b2’與磁區b3算出新的錯誤更正碼，且依據新的錯誤更正碼更新第三硬碟150中的磁區Pb以形成磁區Pb’。

上述所舉之實施例可適用於硬碟陣列5（RAID 5）的架構當中。在硬碟陣列0（RAID 0）的架構之下，當有一個硬碟損壞時，控制模組190可依據映射對照表與對應的備份硬碟而重建損壞之硬碟的磁區。以下係對是用於硬碟陣列6（RAID 6）的架構之下之實施例進行說明。

請參照圖14A與圖14B，圖14A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的邏輯磁區示意圖，圖14B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的物理磁區示意圖。如圖4A所示，各磁區係以磁區a1、磁區a2、磁區a3、磁區b1、磁區b2…以至磁區d1、磁區d2、磁區d3的順序依序排列，也就是說，被寫入硬碟陣列10的資料係依上述的邏輯順序被寫入磁區當中。在此實施例中，硬碟陣列具有第一硬碟、第二硬碟、第三硬碟、第四硬碟與第五硬碟，因此在圖4B中分別示出了各磁區相對於第一硬碟、第二硬碟、第三硬碟、第四硬碟與第五硬碟在物理實際上的排列方式。詳細來說，第一硬碟的物理磁區包括磁區a1、b1、c1、Pd，第二硬碟的物理磁區包括磁區a2、b2、Pc、Qd，第三硬碟的物理磁區包括磁區a3、Pb、Qc、d1，第四硬碟的物理磁區包括磁區Pa、Qb、c2、d2，第五硬碟的物理磁區包括磁區Qa、b3、c3、d3。

其中，磁區Pa、Pb、Pc、Pd、Qa、Qb、Qc、Qd用以儲存錯誤更正碼。磁區Pa中的錯誤更正碼係依據磁區a1、磁區a2與磁區a3中的值而產生，磁區Qa中的錯誤更正碼係依據磁區a1、磁區a2與磁區a3中的值而產生。磁區Pb中的錯誤更正碼係依據磁區b1、磁區b2與磁區b3中的值而產生，磁區Qb中的錯誤更正碼係依據磁區b1、磁區b2與磁區b3中的值而產生。磁區Pc中的錯誤更正碼係依據磁區c1、磁區c2與磁區c3中的值而產生，磁區Qc中的錯誤更正碼係依據磁區c1、磁區c2與磁區c3中的值而產生。磁區Pd中的錯誤更正碼係依據磁區d1、磁區d2與磁區d3中的值而產生，磁區Qd中的錯誤更正碼係依據磁區d1、磁區d2與磁區d3中的值而產生。在一實施例中，磁區Pa與磁區Qa中的錯誤更正碼係依據不同奇偶校驗演算法而產生，磁區Pb與磁區Qb中的錯誤更正碼係依據不同奇偶校驗演算法而產生，磁區Pc與磁區Qc中的錯誤更正碼係依據不同奇偶校驗演算法而產生，磁區Pd與磁區Qd中的錯誤更正碼係依據不同奇偶校驗演算法而產生。在此並不限制奇偶校驗演算法的相關細節。

以磁區Pa、Qa來說，磁區Pa、Qa中的錯誤更正碼係依據磁區a1、磁區a2與磁區a3中的值而產生，當在邏輯上將磁區a1、磁區a2與磁區a3的對應資料寫入硬碟陣列中時，實際上是分別將磁區a1、磁區a2、磁區a3、磁區Pa與磁區Qa的對應資料分別寫入第一硬碟、第二硬碟、第三硬碟、第四硬碟與第五硬碟。

請參照圖15A、圖15B、圖16A與圖16B，圖15A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的邏輯磁區示意圖，圖15B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的物理磁區示意圖，圖16A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的邏輯磁區示意圖，圖16B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的物理磁區示意圖。如圖15A至圖16B所示，第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟毀損而遭到更換，因此，原本的磁區a1、b1、c1、Pd、a2、b2、Pc、Qd、a3、Pb、Qc、d1被替換成新的磁區，故在圖16A與圖16B中並不對這些新的磁區進行標示。

請參照圖17A與圖17B，圖17A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中部份磁區的邏輯磁區示意圖，圖17B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中部份磁區的物理磁區示意圖。由於細節係相仿於前述段落，在圖17A與圖17B所示的實施例中係簡要地揭示了多個步驟。此時，控制模組係依據備份資料與前述的映射對照表重建磁區a1、磁區b1、磁區c1與磁區d1。在此並不限制磁區a1、磁區b1、磁區c1與磁區d1的重建順序。

請參照圖18A與圖18B，圖18A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另些部份磁區的邏輯磁區示意圖，圖18B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另些部份磁區的物理磁區示意圖。如圖18A與圖18B所示，當磁區a1被重建之後，控制模組接著依據磁區a1中的資料、磁區Pa中的錯誤更正碼與磁區Qa中的錯誤更正碼還原出磁區a2中的資料與磁區a3中的資料。控制模組依據還原出的資料與前述的映射對照表重建磁區a2與磁區a3。

當磁區b1被重建之後，控制模組接著依據磁區b1中的資料、磁區Qb中的錯誤更正碼與磁區b3中的資料還原出磁區b2中的資料，並依據還原出的資料與映射對照表重新建立磁區b2。且控制模組依據磁區b1中的資料、重建後的磁區b2中的資料與磁區b3中的資料重新計算出錯誤更正碼，並依據計算出的錯誤更正碼與映射對照表重建磁區Pb。

當磁區c1被重建之後，控制模組接著依據磁區c1中的資料、磁區c2中的資料與磁區c3中的資料重新計算出錯誤更正碼，並依據計算出的錯誤更正碼與映射對照表重建磁區Pc與磁區Qc。

當磁區d1被重建之後，控制模組接著依據磁區d1中的資料、磁區d2中的資料與磁區d3中的資料重新計算出錯誤更正碼，並依據計算出的錯誤更正碼與映射對照表重建磁區Pd與磁區Qd。

依據以上的發想，本發明提供了一種硬碟陣列的重建方法，請接著參照圖13以進行說明，圖13係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列的重建方法的方法流程示意圖。在步驟S101中，確認硬碟陣列的多顆硬碟中至少一待修復硬碟。在步驟S103中，依據映射對照表，將硬碟的備份資料中對應於至少一待修復硬碟的資料寫入至少一待修復硬碟。

於一實施例中，硬碟陣列係具有錯誤更正功能的硬碟陣列，硬碟陣列具有第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟，且至少一待修復硬碟具有第一硬碟與第二硬碟。於將備份資料中對應於至少一待修復硬碟的資料寫入至少一待修復硬碟的步驟中係先將備份資料中，對應於第一硬碟的資料寫入第一硬碟。並且，依據備份資料中對應於第二硬碟的資料，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟。

於另一實施例中，硬碟陣列更具有存取記錄，存取記錄係關於第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟的存取時間戳記。且，依據備份資料中對應於第二硬碟的資料，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟的步驟中，更依據存取記錄以選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟。

於更一實施例中，其中於依據備份資料中對應於第二硬碟的資料與存取記錄，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟的步驟中，係先比對備份資料與存取記錄，以判斷備份資料中對應於第二硬碟的資料的資料時間是否對應於存取記錄的時間戳記。且，當資料時間對應於存取記錄時，依據第一硬碟與第三硬碟修復第二硬碟。舉例來說，當資料時間比時間戳記更晚，表示備份資料是在第二硬碟最後一次被存取後才進行的備份，也就是備份資料中關於第二硬碟的部分是最新的資料。且第二硬碟的資料可以由第一硬碟與第三硬碟的資料或錯誤偵測碼來計算得到。反之，則表示備份資料中並沒有第二硬碟的最新資料，於此一狀況下，第二硬碟的重建必須將備份資料寫入才能完成，且第一硬碟及/或第三硬碟中的錯誤偵測碼應該對應地修改。

於再一實施例中，其中於依據備份資料中對應於第二硬碟的資料，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟的步驟中，當資料時間不對應於存取記錄時，將備份資料中對應於第二硬碟的資料寫入第二硬碟。

於又一實施例中，其中當資料時間不對應於存取記錄時，更依據第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟的資料，修改儲存於第一硬碟、第二硬碟或第三硬碟的錯誤更正碼。

於又另一實施例中，其中第一硬碟與第二硬碟均具有多個磁區，且於依據備份資料中對應於第二硬碟的資料，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟的步驟中，係先比對備份資料與存取記錄，以判斷備份資料中對應於第二硬碟的磁區的第一磁區所儲存資料的資料時間是否對應於存取記錄。且，當資料時間對應於存取記錄時，依據第一硬碟與第三硬碟修復第二硬碟的第一磁區。

於又更一實施例中，其中於依據備份資料中對應於第二硬碟的資料，選擇性地依據第一硬碟與第三硬碟，修復第二硬碟的步驟中，當資料時間不對應於存取記錄時，將備份資料中對應於第一磁區的資料寫入第一磁區。

於又再一實施例中，其中該資料時間不對應於存取記錄時，依據第一硬碟、第一磁區與第三硬碟的資料，修改儲存於第一硬碟、第二硬碟或第三硬碟的錯誤更正碼。

綜合以上所述，本發明提供了一種硬碟陣列及其重建方法，以硬碟陣列來說，硬碟陣列具有第一硬碟、第二硬碟與第三硬碟，當第一硬碟與第二硬碟損毀時，硬碟陣列得以依據備份資料與第三硬碟的資料重建第二硬碟的資料。藉此，硬碟陣列得以避免在第一硬碟與第二硬碟損毀的時候，還得一併更新第三硬碟中的資料。當硬碟陣列中的硬碟數量增加時，得以可觀地省下重建硬碟陣列的時間。從另一個角度來說，藉由本發明所提供的硬碟陣列及重建方法，當硬碟陣列中有多個硬碟損毀的時候，可以只重建對應於毀損硬碟的邏輯磁區，不必連其他正常的邏輯磁區都一併更新。換句話說，對於整個硬碟陣列來說，當有硬碟毀損，或者是有硬碟的部分磁區毀損時，得以針對毀損的部分進行重建，而非如以往地重建整個硬碟陣列，再再地提升了重建資料時的效率。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧分散式儲存系統

10‧‧‧硬碟陣列

110~170‧‧‧硬碟

310~370‧‧‧備份硬碟

190、390‧‧‧控制模組

20‧‧‧分散式控制裝置

a1~d3、pa~pd、b1’、b2’‧‧‧磁區

圖1係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列的功能方塊圖。 圖2係為根據本發明一實施例所繪示之分散式儲存系統的功能方塊圖。 圖3係為根據本發明一實施例所繪示之備份硬碟陣列的功能方塊圖。 圖4A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的邏輯磁區示意圖。 圖4B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的物理磁區示意圖。 圖5A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的邏輯磁區示意圖。 圖5B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的物理磁區示意圖。 圖6A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的邏輯磁區示意圖。 圖6B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的物理磁區示意圖。 圖7A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中一個磁區的邏輯磁區示意圖。 圖7B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中一個磁區的物理磁區示意圖。 圖8A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另一個磁區的邏輯磁區示意圖。 圖8B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另一個磁區的物理磁區示意圖。 圖9A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中又一個磁區的邏輯磁區示意圖。 圖9B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中又一個磁區的物理磁區示意圖。 圖10A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中再一個磁區的邏輯磁區示意圖。 圖10B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中再一個磁區的物理磁區示意圖。 圖11A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中多個磁區的邏輯磁區示意圖。 圖11B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中多個磁區的物理磁區示意圖。 圖12A係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中更一磁區的邏輯磁區示意圖。 圖12B係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中更一磁區的物理磁區示意圖。 圖13係為根據本發明一實施例所繪示之硬碟陣列的重建方法的方法流程示意圖。 圖14A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的邏輯磁區示意圖。 圖14B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列正常時的物理磁區示意圖。 圖15A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的邏輯磁區示意圖。 圖15B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列其中多個硬碟損毀時的物理磁區示意圖。 圖16A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的邏輯磁區示意圖。 圖16B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列在更換毀損硬碟後的物理磁區示意圖。 圖17A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中部份磁區的邏輯磁區示意圖。 圖17B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中部份磁區的物理磁區示意圖。 圖18A係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另些部份磁區的邏輯磁區示意圖。 圖18B係為根據本發明另一實施例所繪示之硬碟陣列重建其中另些部份磁區的物理磁區示意圖。

Claims (18)

1. 一種硬碟陣列重建方法，包含： 確認一硬碟陣列的多顆硬碟中至少一待修復硬碟；以及 依據一映射對照表與該至少一待修復硬碟的資訊，將該些硬碟的一備份資料中對應於該至少一待修復硬碟的資料寫入該至少一待修復硬碟。
2. 如請求項1的方法，其中該硬碟陣列係一具有錯誤更正功能的硬碟陣列，該些硬碟包含一第一硬碟、一第二硬碟與一第三硬碟，且該至少一待修復硬碟包含該第一硬碟與該第二硬碟，於將該備份資料中對應於該至少一待修復硬碟的資料寫入該至少一待修復硬碟的步驟中包含： 將該備份資料中，對應於該第一硬碟的資料寫入該第一硬碟；以及 依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟。
3. 如請求項2的方法，更包含提供一存取記錄，該存取記錄係關於該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟的存取時間戳記，且依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中，更依據該存取記錄以選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟。
4. 如請求項3的方法，其中於依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料與該存取記錄，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中包含： 比對該備份資料與該存取記錄，以判斷該備份資料中對應於該第二硬碟的資料的一資料時間是否對應於該存取記錄；以及 當該資料時間對應於該存取記錄時，依據該第一硬碟與該第三硬碟修復該第二硬碟。
5. 如請求項4的方法，其中於依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中包含： 當該資料時間不對應於該存取記錄時，將該備份資料中對應於該第二硬碟的資料寫入該第二硬碟。
6. 如請求項4的方法，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，更包含：依據該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟的資料，修改儲存於該第一硬碟、該第二硬碟或該第三硬碟的一錯誤更正碼。
7. 如請求項3的方法，其中該第一硬碟與該第二硬碟均具有多個磁區，且於依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中包含： 比對該備份資料與該存取記錄，以判斷該備份資料中對應於該第二硬碟的該些磁區的一第一磁區的資料的一資料時間是否對應於該存取記錄；以及 當該資料時間對應於該存取記錄時，依據該第一硬碟與該第三硬碟修復該第二硬碟的該第一磁區。
8. 如請求項7的方法，其中於依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中包含： 當該資料時間不對應於該存取記錄時，將該備份資料中對應於該第一磁區的資料寫入該第一磁區。
9. 如請求項4的方法，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，更包含： 依據該第一硬碟、該第一磁區與該第三硬碟的資料，修改儲存於該第一硬碟、該第二硬碟或該第三硬碟的錯誤更正碼。
10. 一種硬碟陣列，包含： 一第一硬碟； 一第二硬碟； 一第三硬碟；以及 一控制模組，電性連接該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟，該控制模組用以確認該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟之中的至少一待修復硬碟，且該控制模組用以依據一映射對照表，將該些硬碟的一備份資料中對應於該至少一待修復硬碟的資料寫入該至少一待修復硬碟。
11. 如請求項10所述的硬碟陣列，其中該至少一待修復硬碟包含該第一硬碟與該第二硬碟，該控制模組更用以將該備份資料中，對應於該第一硬碟的資料寫入該第一硬碟，且該控制模組更用以依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟。
12. 如請求項11所述的硬碟陣列，其中該控制模組更用以依據該備份資料中對應於該第二硬碟的資料，選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟的步驟中，且該控制模組依據一存取記錄以選擇性地依據該第一硬碟與該第三硬碟，修復該第二硬碟； 其中，該存取記錄係關於該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟的存取時間戳記。
13. 如請求項12所述的硬碟陣列，其中該控制模組更用以比對該備份資料與該存取記錄，以判斷該備份資料中對應於該第二硬碟的資料的一資料時間是否對應於該存取記錄，且當該資料時間對應於該存取記錄時，該控制模組依據該第一硬碟與該第三硬碟修復該第二硬碟。
14. 如請求項13的硬碟陣列，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，該控制模組更用以將該備份資料中對應於該第二硬碟的資料寫入該第二硬碟。
15. 如請求項13的硬碟陣列，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，該控制模組更依據該第一硬碟、該第二硬碟與該第三硬碟的資料，修改儲存於該第一硬碟、該第二硬碟或該第三硬碟的一錯誤更正碼。
16. 如請求項12的硬碟陣列，其中該控制模組更用以比對該備份資料與該存取記錄，以判斷該備份資料中對應於該第二硬碟的該些磁區的一第一磁區的資料的一資料時間是否對應於該存取記錄，當該資料時間對應於該存取記錄時，該控制模組用以依據該第一硬碟與該第三硬碟修復該第二硬碟的該第一磁區。
17. 如請求項16的硬碟陣列，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，該控制模組用以將該備份資料中對應於該第一磁區的資料寫入該第一磁區。
18. 如請求項13的硬碟陣列，其中當該資料時間不對應於該存取記錄時，該控制模組更用以依據該第一硬碟、該第一磁區與該第三硬碟的資料，修改儲存於該第一硬碟、該第二硬碟或該第三硬碟的錯誤更正碼。 。