TWI283349B - Data protection method - Google Patents

Description

日修(Ιύ正潛換- 1283349 '九、發明說明： •【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種資料保護方法，尤指一種應用於 資料儲存系統的資料保護方法。 【先前技術】 按，目前一般大型資料庫儲存系統大多採用獨立磁碟 多重陣列（Redundant Array of Independent Disks ; RAID) 的形式。所謂的獨立磁碟多重陣列係將許多小容量的磁碟 機組成磁碟陣列（disk array)，以儲存大量的資料，而獨 立磁碟多重陣列的目的是在於將相同的資料儲存在多個磁 碟中不同的地方，並改善儲存子系統的效能，其優點為提 供較佳的生產力效能以及/或資料錯誤容忍度。 —獨立磁碟多重陣列係透過將工作量平行分散在多個 實體磁碟中以達到較佳的效能，亦即，藉由同時在個別磁 碟機存取資料職生的加乘效果，在儲存諸時，將資料 切割成多個資料區塊，分別存放於磁碟㈣的各個磁碟機 中，在讀取資料時，也同時自多個磁碟機中讀取資料，以 增加資料存取的速度，進而提昇整體磁碟系統的效能。 另外’藉由資料多重操作，當—個（或多個）磁碟機或 磁區發生問題時，可以在另—個磁碟機中找到資料的備 份，則可達到較高的錯誤容忍度，亦即，獨立磁碟多重陣 列具有幾種層級(level)，每一個層級係代表一種資料 在磁碟陣列中的配置型式，如果、〇〇 二欠财, 果磁碟陣列以某些層級儲存 貝科，-但磁碟陣财有某個磁碟機發生故障，即可依據 18463(修正本） 5 修0正替換頁 1283349 :，其餘:正常執行的磁碟機，完整的重建該故障磁碟機所儲 存的資料區塊，以提高資料儲存的安全性。 獨立磁碟多重陣列具有幾種不同的層級，每個層級提 二不同的安全性與儲存容量，使用者可以根據自身的需 f ’選擇不同的獨立磁碟多重陣列之層級以設定整個磁碟 陣列的配置型式，以下係分別敘述幾種常用的獨立磁碟多 重陣列之層級： ” 、第〇級獨立磁碟多重陣列（RAID 0)是把陣列中所有的 磁碟機視為-個大型磁碟機，其容量大約等於磁碟陣列中 =有磁碟容量的總和（則機的數4χ最小的磁碟機容 量）’所儲存的資料係被分散地儲存於磁碟陣列中的任一個 >茱中—由於可以並行（隊&1 lel )的方式同時進行多重的 項取及寫入，所以磁碟陣列的存取效率要比真正的單一大 $磁碟佳’其效率約與磁碟陣列中磁碟機的個數成正比。 ^般係在存取大量連續性資料（例如影音多媒體資料）可得 車乂巧效此表現’但是’帛Q級獨立磁碟多重陣列並不 f =錯的i力’也就是只要有任何—個磁碟機產生故 平’:個磁碟陣列所儲存的資料都會受到影響。 第1級獨立磁碟多重陣列（raid 1)又稱為鏡像 :了―)磁碟陣列，當資料寫入第^級獨立磁碟多重陣 陳:二會於各個磁碟機中各寫入一次’因此，必須於磁碟 的則制時故障，資料才會被損毀，與第〇 置=陣列相比’第1級獨立磁碟多重陣列的配 式雖然貧料館存的安全性較佳，但是磁碟陣列的資料 18463(修正本) 6 ία ^ ί, / 年月曰修pi)止替換頁 1283349 故第1級獨常用於高安全 ‘要求的多人使用環境。 多重立磁碟多重陣列⑽D 5)與第°級獨立磁碟 二Γ:::，將多個小容量磁碟機模擬成-大容量磁 1、 猎由同位位元資料（parit5〇的方式Μ#%# 列會依據寫入資料產生冗餘資料，再將 =r:r磁碟機中，且其資料量相= =::;般::=^^ 根據其他正常磁碟機所二 貝料以重建儲存於該故障磁碟機的 的安全性’第5級獨立磁碟多重陣列二 相备於一個磁碟機的容量以儲存冗餘資料。 絲上所述，使用者若需 據自身的需求，撰m “同的層級，可以根 立磁磾夕番鱼 、、蜀立磁碟多重陣列或第5級獨 立磁碟多重陣列的配置型式。於 倜 壞執)，可利用第！級獨立磁碟多重陣列二；’若有故障(如 多重陣列將資料重建後回覆給使弟=獨立磁碟 多重陣列本身的限制，其最 :&據獨立磁碟 可重建資料。若當讀取資料；：有一磁碟機產生壞軌方

Li 或第5級獨立磁碟多重陣列會自 4重建树'給❹者，此時，產生壞軌的磁碟機 18463(修正本) 7 I1?7

B 1283349 一 妨處於故障狀態，而當另二 碟機之磁軌也產生壞執時， 久損毀。 替换頁 個對瓦^機壞執區域的磁 資料則無法重建，導致資料永 口此，如何旎使磁碟機中的壞執資料能重新備份於該 ，碟機的其他磁軌以順利供使用者進行存取資料的動作， 實為此產業中亟欲待解之問題。 【發明内容】 馨於以上所述習知技術之問題，本發明之主要目的係 在提供-種資料保護方法，以提供使用者順利讀取資料。'、 本發明之另一目的係在提供一種資料保護方法，以避 免互相對應的二個儲存單元記憶區塊損壞而造成儲存單元 中所儲存之資料損毀的情事發生。 、為達成上揭及其他目白勺，本發明係揭露一種資料保護 方法，其係於讀取該資料失敗時，重新建立該資料且寫入 該資料於其他非損壞的記憶區塊，並回覆該資料予該使用 者。 相較於習知之所產生的問題，本發明係於二個相互對 應的儲存單元記憶區塊損壞時，以重新建立以及寫入資料 的方式，達成上述之主要及另一目的。 、" 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式’熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之内容:易地 瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其^不同 的具體實施例加以施行或應用，本說明書中夂 ^ 曰 』ϋ項細郎亦 (S ) 18463(修正本) 8 1283349 <月哺走)正雜頁 •寸基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下一 ，種修飾與變更。 行各 如第1及2(A)至2(D)圖所示，係為本發明資料保護 方法之相關圖式，將以此些圖式配合詳細說明，敘述'本 明資料保護方法的較佳實施例。其中，須注意的是处該^ 圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之義本 結，。因此，在該等圖式中僅顯示與本發明有關之元二與 文子，且所顯示之元件並非以實際實施時之數目、形狀了 及尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之數目、形狀 寸比例為一種選擇性之設計，且其元件佈局形射能更為 複雜，於此合先敘明。 此更為 月：揭f 一種資料保護方法’此方法係應用於- 广吏用者於該資料儲存系統内的複數個儲 ε塊㈣料㈣互相對應的"_存單元記憶

Ihe塊才貝壞而造成知毁。、,了 圖式作說明。、 本勒明之較佳實施例配合 如第1圖所不，係為本發明資料保護 例的流程示意圖，用以本-LLA 心罕乂仏貝施 杏施㈣♦用於用以表不此貫施例的基本步驟流程。此 “β:係應用於—採用磁碟陣列(diska_ 統，令使用者於該磁石進金 果糸 資料不因互相fa 的複數個磁碟機中所儲存之 ^ 、Μ的二個磁碟機磁軌損壞而造成損毀。兮 方法首先係執行步驟S10。 、成禎敫該 步驟S1 0係用以判斷讀 係先判斷在磁碟陣列 、敗疋生錯誤。此步驟 7狀怨下頃取一磁碟機的資料時，是 18463(修正本) 9 r—------------—________ f ； 〜一砂〜' 一一一-·.、 /j 替換頁 ' ! 1283349 .否產生釦块，亦即，該磁碟系會^ 』者 ，機的資料時，先判磨玄使用者頃取一磁碟 則進至步驟川，若否，則進至步驟S14。其中貝;；右疋鱼

:’？為一獨立磁碟多重陣列(Redundant Array 〇f ” IndePendent Disks; RM 列⑽D D或第5級猶他，為弟1級獨立磁碟多重陣 — 5、，及獨立磁碟多重陣列（RAID 5)，而此；^ ?曰之弟1級獨立磁碟多重陣列與第5級獨 ； 列之功能係於本說明書之先前 磲夕重陣 多加贅述。 L之先—盡解說，於此不再 狀能係用以重建該資料。此步驟係在磁碟陣列的 m胃取-磁碟機的資料產生錯誤時 内建機制重建該資料。亦即，如第2(a)圖所示， 一套於该磁碟機C之磁執C1取出時，則如第2⑻圖所 :，藉由磁碟陣列狀態下之其他正常磁碟機A :斤 像（町咖ing)或同位位元資料（pari ty)的方式用^ 障磁碟機A的資料30,。接著進至步驟犯。 " 步驟S12係用以寫入該資料並判斷是否 同時配合第2(_所示’此步驟係於重建該資料1，後Μ 將該貧料30’寫入於該磁碟機。其他非損壞的磁 寫入該資料30’係藉由壞執重映射化如 而 能達成，此功能由該磁碟機〇提 α = r=ap)功 無法寫人於該磁碟機c；其他麵壞的磁執…Μ ⑽。該資料3G’若可寫人於該磁碟機c損= C2，則進至步驟SI4。 f销权的磁執

18463(修正本）S 10 -；—— 年月曰修正替換頁 1283349 步驟S13係用以告知使用者該資料益法窵 係為資料無法寫入於該磁碟機其他非損壞磁之^ 會導致此種狀況之情事發生有以下兩種原因，=: 無可寫入之磁執’也就是該磁碟機已無正常 資料無法寫入之原因係為該磁碟機已無法使用，亥 3碟機已損壞或已存滿資料U職表該磁碟系统= 2入功能無法❹，該磁碟系統即輸出— =料，一原因係為該寫入功能無法使用:= 之馬入功能係如同上述由磁碟機所提供之壞執重映 ’也就是說’此磁碟機並無提供壞執重映 ' 疋此功能已故障。接著進至步驟S14。 匕次 以回覆該資料予使用者。請同時配合第 )圖斤不’此步驟係將正常運作之磁 =列之内建機制所重建之資料3。，，回覆給、= 1〇〇進行後續所需的相關處理。 由前述及圖式的表現，可清楚的了 徵及其實施的方式，係於二個相互對應的儲存單元 機）記憶區塊（如磁軌）損壞時，藉由重 = 保護的目的。另外1使用者被告知該#料旬 :1原因，使用者更可依照資料儲存系統(如磁碟系統 :之訊息作後續的處理（如㈣全新或有提供重別 功能之磁碟機）。 里狀射 18463(修正本) 11 月 1283349 上述之實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功 效，而非用於限制本發明。任何熟習此技藝之人士均可在 不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾金 變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專 利範圍所列。 θ 【圖式簡單說明】 第1圖係為一流程示意圖，係表示本發明資料保護方 法之較佳實施例的基本步驟流程；以及

第2(A)至2(D)圖係為一方塊示意圖，係表示本發明 資料保護方法之較佳實施例的資料存取動作之基本步驟流 程0 【主要元件符號說明】 A、B 及 C 磁碟機 C1 及 C2 磁執 30 及 30’ 資料 100 使用者 S10 至 S14 步驟 12 18463(修正本)

Claims (1)

1283349 %， 月曰修·(£)正替'換頁: 埽讀委員明示^ 41¾霧fill奮出原說明! 2· 3· 千、申請專利範圍： — 1.::資料保護方法，係應用於—資料儲存系統 用^於该貧料儲存系統内的複數個儲存單 =料不因互相對應的二個儲存單以 = 造成損毁，該方法包括有： 尤捐极而 於讀取-儲存單元之資料失敗時，重新建立該 且寫入該資料於該儲存單元Α 、； 回覆該資料予該使用麵㈣記憶區塊，並 如申請專利範圍第1項之資料保護方法，其中，該次 料儲存系統係採用磁碟陣列（Disk紅以幻。 貝 如申請專利範圍第2項之資料保護方法’ 磁碟陣列狀態下對該資料儲存系統二 4.如申請專利範圍第2項之資料保護方法，其中， 建立該資料係藉由該磁碟陣列達成。 • 5. ”請專利範圍第2項之資料保護方法，其中，該磁 碟陣列係為一獨立磁碟多重陣列⑽⑽加心叫 Independent Disks ; RAID)。 6. 如申請專利範圍第5項之資料保護方法，其中，該獨 、碟夕重陣列係為第1級獨立磁碟多重陣列（ΕΑI d 1) 、及第5級獨立磁碟多重陣列5)之其中一者。 7. 如申請專利範圍第1項之資料保護方法，其中，寫入 該資料係藉由壞軌重映射（bad Sector remap)功能達 18463(修正本) 13 日修論替換頁I 1283349 其中，該壞 8:="利範圍第7項之資料保護方法 9 It射功能係由該儲存單元提供。 *，該資料儲】項之資料保護方法，其 其中，該儲 10.如申請專利範圍m 碟系統。 _ /、 圍弟1項之貧料保護方法 子早70係為一磁碟機（disk)。 其中，該託 了明專利1a圍第1項之資料保護方法 】/思區塊係為該磁碟機之磁軌（track)。 料若無法章A圍弟1項之貧料保護方法，其卜該1 則代表，傲少於該儲存單元其他非損壞的記憶區塊： 存系統元已無可寫入之記憶區塊，該資料信 使用 ⑨―訊息告知該使用者該儲存單元已無沒 使用，並回覆該資料予該使用者。 圍第1項之資料保護方法，其中，該* 則代於該儲存單元其他非損壞的記憶區塊， 儲广:^貝料儲存系統之寫入功能無法使用，該資料 使：:、：即輪出：訊息告知該使用者該寫入功能無法 ’並回覆該資料予該使用者。 14.如申請專利範圍第13項之資料保護方法，其中，該寫 15 為壤軌重映射（bad如时remap)功能。 •:二專利範圍第14項之資料保護方法，其中，該壞 執重映射功能係由該儲存單元提供。 16· 一種資料保護方法’係應用於-採用磁碟陣列(disk 町町的磁碟系統’令使用者於該磁碟系統内的複數 18463(修正本) 14 幻3 49 聲’日修濟正替换頁 口磁碟機中所儲存之資料不因互相對應的二個磁碟機 磁軌損壞而造成損毁，該方法包括有： 乂 η (1)判斷在磁碟陣列的狀態下讀取一磁碟機的資 料疋否產生錯誤，若是，則進至步驟若否，則 進至步驟（5); (2) 利用磁碟陣列重建該資料； (3) 寫入„亥資料於該磁碟機其他非損壞的磁軌並 判斷是否益法官人，# Η …无焉入右疋，則進至步驟（4)，若否， 則進至步驟（5); (4) 口知η亥使用者該資料無法寫入；以及 (5)回覆該資料予使用者。 7·如申巧專利辄圍第16項之資料保護方法，其中，該磁 碟陣列係為-獨立磁碟多重陣列（Redundant Array 〇f Independent Disks ; RAID)。 18·如申睛專利範圍第17項之資料保護方法，其中，該獨 立磁：多重陣列係為第（級獨立磁碟多重陣列⑽1) 以及第5級獨立磁碟多重陣列（RAID 5)之其中一者。 9·如申明專利範圍第j 6項之資料保護方法，t巾，寫入 該資料係藉由壞軌重映射（badsect〇r r_p)功能達 成0 20·如申清專利範圍第i 9項之資料保護方法，其中，該壞 執重映射功能係由該磁碟機提供。 .如申請專利_ 16項之資料保護方法，1中，該資 料若無法寫入於該磁碟機其他非損壞的磁軌，則代表 18463(修正本) 15 1283349 該磁碟機已無可寫人之磁軌輪出1 息告知該使用者該資料無法寫入之原因係為該磁碟: 已無法使用。 ’、< 22·如申請專利範圍第16項之資料保護方法，其中，該次 料若無法寫入於該磁碟機其他非損壞的磁執，則 該磁碟系統之寫入功能無法使用’該磁碟系統、 -訊息告知該使用I該資料無法寫入之原因係為 入功能無法使用。 _ '

方法，其中，該寫 remap)功能。 方法，其中，該壞 23·如申請專利範圍第22項之資料保護 入功能係為壞軌重映射（bad seetor 24·如申請專利範圍第23項之資料保言蔓 軌重映射功能係由該磁碟機提供。 18463(修正本） 16 σ^χ νϋΛ 1283349 年月曰修(|6正替換頁 \ <、指定代表圖： ， （一）本案指定代表圖為··第（1 )圖。 (二）本代表圖之元件代表符號簡單說明： S10至S14 步驟 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 本案無化學式。 4 18463(修正本)