TWI450087B - 複數個磁碟陣列系統之資料儲存方法及資料儲存系統 - Google Patents
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Description
本發明係指一種用於複數個磁碟陣列系統之資料儲存方法及資料儲存系統，尤指一種可提升使用便利性，降低磁碟故障時，資料無法復原的風險，且可節省磁碟成本的資料儲存方法及資料儲存系統。
磁碟陣列系統(Redundant Array of Independent Disks，RAID)為一種將多個磁碟組合起來成為一個大型磁碟組的儲存技術，資料分散儲存於多個磁碟中，其儲存性能高於單顆磁碟。磁碟陣列可分為多種不同類型，其中較常見到的有第零級磁碟陣列(RAID 0)、第一級磁碟陣列(RAID 1)、第零加一級磁碟陣列(RAID 0+1)、以及第五級磁碟陣列(RAID 5)等。其中，除第零級磁碟陣列外，其它磁碟陣列系統提供不同形式的冗餘機制，若有磁碟故障，可利用其它磁碟的資料透過運算還原已受損資料，並寫入於熱備援(hot spare)磁碟中，以替代已受損磁碟。
請參考第1圖，第1圖為習知一磁碟陣列系統100之示意圖。磁碟陣列系統100包含有一磁碟陣列系統伺服器端102、磁碟HD_1～HD_n及一熱備援磁碟HSD。在磁碟陣列系統100運作時，若磁碟HD_1～HD_n中有一磁碟HD_i故障時，熱備援磁碟HSD可替代已故障磁碟HD_i；亦即，若已故障磁碟HD_i的資料可由其它磁碟所儲存的資料還原，則將還原資料寫入替代已故障磁碟HD_i的熱備援磁碟HSD中。藉此，已故障磁碟HD_i可更換為新的磁碟。
由上述可知，磁碟陣列系統100可藉由熱備援磁碟HSD，保全資料的完整性。一般而言，一磁碟陣列系統通常包含至少一個獨立的熱備援磁碟，也就是說，多個磁碟陣列系統必需各別配置不同的熱備援磁碟。舉例而言，若有兩個磁碟陣列系統但只有一個熱備援磁碟，此熱備援磁碟只能供其中一個磁碟陣列系統；當另一磁碟陣列系統中有一磁碟故障，則此故障磁碟的資料將無法還原。所以，不同磁碟陣列系統無法共用熱備援磁碟，確實造成了使用上的不方便性，也可能使磁碟故障，導致資料無法復原的風險提高。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於複數個磁碟陣列系統之資料儲存方法及其相關系統。
本發明揭露一種用於複數個磁碟陣列系統之資料儲存方法，包含有於該複數個磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統之一磁碟故障時，一序列連結小型電腦系統介面擴展器記錄該磁碟故障資訊；於該磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統伺服器端發送一輪詢訊息至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，或要存取該故障磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器回報該磁碟故障資訊至該磁碟陣列系統伺服器端；以及該磁碟陣列系統伺服器端送出一指令至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，以將一熱備援磁碟替代該故障之磁碟。
本發明另揭露一種資料儲存系統，包含有複數個磁碟陣列系統，每一磁碟陣列系統包含有：複數個磁碟；以及一磁碟陣列系統伺服器端；一序列連結小型電腦系統介面擴展器，耦接於該每一磁碟陣列系統之該複數個磁碟與該磁碟陣列系統伺服器端之間；以及至少一熱備援磁碟；其中，於該複數個磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統之一磁碟故障時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器記錄該磁碟故障資訊；於該磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統伺服器端發送一輪詢訊息至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，或要存取該故障磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器回報該磁碟故障資訊至該磁碟陣列系統伺服器端；以及該磁碟陣列系統伺服器端送出一指令至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，以將該至少一熱備援磁碟中一熱備援磁碟替代該故障之磁碟。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一資料儲存系統200之示意圖。資料儲存系統200為磁碟陣列系統RS_1～RS_r的組合，其包含有磁碟陣列系統伺服器端RSS_1～RSS_r、一序列連結小型電腦系統介面(Serial-Attached SCSI，SAS)擴展器202、磁碟HD_1～HD_n及熱備援磁碟HSD_1～HSD_m。磁碟HD_1～HD_n和熱備援磁碟HSD_1～HSD_m分配至磁碟陣列系統RS_1～RS_r，且序列連結小型電腦系統介面擴展器202連接磁碟陣列系統伺服器端RSS_1～RSS_r、磁碟HD_1～HD_n及熱備援磁碟HSD_1～HSD_m，為磁碟陣列系統RS_1～RS_r所共用。其中，熱備援磁碟HSD_1～HSD_m可供磁碟陣列系統RS_1～RS_r共用；換句話說，每一熱備援磁碟HSD_1～HSD_m均無預先分配至一特定磁碟陣列系統。
關於資料儲存系統200的運作方式，請進一步參考第3圖，第3圖為本發明實施例一資料儲存流程30之示意圖。資料儲存流程30係資料儲存系統200之運作流程，用於當資料儲存系統200中，磁碟HD_1～HD_n中之一磁碟故障，選擇熱備援磁碟HSD_1～HSD_m之一熱備援磁碟HSD_j來替代已故障磁碟HD_i時。資料儲存流程30包含下列步驟：
步驟300：開始。
步驟302：當磁碟陣列系統RS_1～RS_r中一磁碟陣列系統RS_k之一磁碟HD_i故障時，序列連結小型電腦系統介面擴展器202記錄磁碟HD_i之故障資訊。
步驟304：當磁碟陣列系統RS_k之一磁碟陣列系統伺服器端RSS_k送出輪詢訊息，或要存取已故障之磁碟HD_i時，序列連結小型電腦系統介面擴展器202回報磁碟HD_i之故障資訊至磁碟陣列系統伺服器端RSS_k。
步驟306：磁碟陣列系統伺服器端RSS_k送出一指令至序列連結小型電腦系統介面擴展器202，以將熱備援磁碟HSD_1～HSD_m中一熱備援磁碟HSD_j替代磁碟HD_i。
步驟308：結束。
資料儲存流程30於資料儲存系統200中有磁碟故障時啟動。依據步驟302，當序列連結小型電腦系統介面擴展器202發現磁碟HD_i故障時，記錄磁碟HD_i之故障資訊，例如可將磁碟HD_i故障資訊記錄至一路由表中。其中，如本領域具通常知識者所熟知，序列連結小型電腦系統介面擴展器202之路由表係用來記錄與其它裝置的連接關係，包含任一裝置是否可連接至另一裝置的資訊，其配置方法係本領域所熟知，故不另加贅述。當磁碟陣列系統RS_k之磁碟陣列系統伺服器端RSS_k送出輪詢訊息，查詢磁碟陣列系統RS_k中所有磁碟HD_1～HD_n狀況，或要存取已故障磁碟HD_i時，序列連結小型電腦系統介面擴展器202會依據路由表所記錄之資訊，告知磁碟陣列系統伺服器端RSS_k關於磁碟HD_i已故障之資訊。此時，磁碟陣列系統伺服器端RSS_k可由路由表得知有熱備援磁碟HSD_1～HSD_m可使用，並從熱備援磁碟HSD_1～HSD_m中，選擇其中一熱備援磁碟HSD_j使用，並進行已故障磁碟HD_i的資料還原步驟。藉此，已故障磁碟HD_i可更換為一新的磁碟，作為替代熱備援磁碟HSD_j的熱備援磁碟。
在步驟306中，磁碟陣列系統伺服器端RSS_k所送出的指令，係用來告知序列連結小型電腦系統介面擴展器202使用熱備援磁碟HSD_j以替代已故障磁碟HD_i，此指令可為序列管理協定(Serial Management Protocol，SMP)指令，且不限於此，只要序列連結小型電腦系統介面擴展器202可讀取並據以修改路由表即可。序列連結小型電腦系統介面擴展器202收到指令後，據以更改路由表內有關磁碟陣列系統伺服器端RSS_k與已故障磁碟HD_i，以及磁碟陣列系統伺服器端RSS_k與熱備援磁碟HSD_j的連結關係，使得磁碟陣列系統伺服器端RSS_k可存取熱備援磁碟HSD_m但不可存取已故障磁碟HD_i。
需注意的是，上述關於資料儲存流程30中各步驟的實現方式，應係本領域具通常知識者所熟習之技藝。例如，可透過特定程式語言之指令、參數、變數等，將資料儲存流程30中各步驟編譯為程式碼，並分別儲存於磁碟陣列系統伺服器端RSS_1～RSS_r中，用來於發現磁碟故障時，選擇一熱備援磁碟以替代已故障磁碟。
另外，在本發明實施例中，熱備援磁碟之數量與磁碟陣列系統數量並無絕對關係；換句話說，熱備援磁碟之數量可大於、小於、或等於磁碟陣列系統之數量。
舉例而言，若有兩個磁碟陣列系統共用一個熱備援磁碟，當任一磁碟陣列系統中有一磁碟故障時，此熱備援磁碟可供此磁碟陣列系統使用，以替代此故障磁碟，並進行此故障磁碟的資料還原步驟。此故障磁碟可更換為一新的熱備援磁碟，供兩個磁碟陣列系統共用。
在習知技術中，多個磁碟陣列系統無法共用熱備援磁碟，可能造成磁碟故障，導致資料無法復原的風險提高。相較之下，本發明實施例中，熱備援磁碟可供每一磁碟陣列系統共用，可降低磁碟故障以致於資料無法復原的風險，改善了習知技術中存在的問題。
綜上所述，在本發明之資料儲存系統中，複數個磁碟陣列系統可共用熱備援磁碟，因而可增加使用上的方便性，且可降低磁碟故障時，資料無法復原的風險，且因熱備援磁碟數量可小於複數個磁碟陣列系統之數量，建置熱備援磁碟的成本可有效降低。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、RS_1～RS_r、RS_k．．．磁碟陣列系統
102、RSS_1～RSS_r、RSS_k．．．磁碟陣列系統伺服器端
200．．．資料儲存系統
202．．．序列連結小型電腦系統介面擴展器
HD_1～HD_n、HD_i．．．磁碟
HSD、HSD_1～HSD_m、HSD_j．．．熱備援磁碟
30．．．流程
300、302、304、306、308．．．步驟
第1圖為習知一磁碟陣列系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例一資料儲存系統之示意圖。
第3圖為本發明實施例一資料儲存流程之示意圖。
200．．．資料儲存系統
202．．．序列連結小型電腦系統介面擴展器
HD_1～HD_n、HD_i．．．磁碟
HSD_1～HSD_m、HSD_j．．．熱備援磁碟
RS_1～RS_r、RS_k．．．磁碟陣列系統
RSS_1～RSS_r、RSS_k．．．磁碟陣列系統伺服器端
Claims (11)
- 一種用於複數個磁碟陣列系統之資料儲存方法，該資料儲存方法包含下列步驟：於該複數個磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統之一磁碟故障時，一序列連結小型電腦系統介面擴展器記錄該磁碟故障資訊；於該磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統伺服器端發送一輪詢訊息至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，或要存取該故障磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器回報該磁碟故障資訊至該磁碟陣列系統伺服器端；以及該磁碟陣列系統伺服器端送出一指令至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，以將一熱備援磁碟替代該故障之磁碟。
- 如請求項1所述之資料儲存方法，其中該序列連結小型電腦系統介面擴展器包含一路由表，該路由表記錄該複數個磁碟陣列系統之所有磁碟的狀態及所對應之磁碟陣列系統。
- 如請求項2所述之資料儲存方法，其中於該熱備援磁碟替代該故障之磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器修改該路由表。
- 如請求項1所述之資料儲存方法，其中該複數個磁碟陣列系統伺服器端之每一磁碟陣列系統伺服器端包含一磁碟陣列控制程式。
- 如請求項4所述之資料儲存方法，其中該磁碟陣列控制程式使 用序列管理協定管理該每一序列連結小型電腦系統介面擴展器。
- 如請求項1所述之資料儲存方法，其中該磁碟陣列系統伺服器端所送出之該指令係由複數個熱備援磁碟中選擇該熱備援磁碟替代該故障之磁碟。
- 一種資料儲存系統，包含有：複數個磁碟陣列系統，每一磁碟陣列系統包含有：複數個磁碟；以及一磁碟陣列系統伺服器端；一序列連結小型電腦系統介面擴展器，耦接於該每一磁碟陣列系統之該複數個磁碟與該磁碟陣列系統伺服器端之間；以及至少一熱備援磁碟；其中，於該複數個磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統之一磁碟故障時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器記錄該磁碟故障資訊；於該磁碟陣列系統之一磁碟陣列系統伺服器端發送一輪詢訊息至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，或要存取該故障磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器回報該磁碟故障資訊至該磁碟陣列系統伺服器端；以及該磁碟陣列系統伺服器端送出一指令至該序列連結小型電腦系統介面擴展器，以將該至少一熱備援磁碟中一熱備援磁碟替代該故障之磁碟。
- 如請求項7所述之資料儲存系統，其中該序列連結小型電腦系 統介面擴展器包含一路由表，該路由表記錄該複數個磁碟陣列系統之所有磁碟的狀態及所對應之磁碟陣列系統。
- 如請求項8所述之資料儲存系統，其中於該熱備援磁碟替代該故障之磁碟時，該序列連結小型電腦系統介面擴展器修改該路由表。
- 如請求項7所述之資料儲存系統，其中該每一磁碟陣列系統伺服器端另包含一磁碟陣列控制程式。
- 如請求項10所述之資料儲存系統，其中該磁碟陣列控制程式使用序列管理協定管理該每一序列連結小型電腦系統介面擴展器。
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