TWI453737B - 資料儲存系統之管理方法 - Google Patents

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Kun Tien Hsu
Shao Hua Chiu
Cheng Yi Huang
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Promise Tecnnology Inc
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資料儲存系統之管理方法
本發明係關於一種針對資料儲存系統(data storage system)之管理方法(managing method)，尤其是針對符合磁碟陣列(redundant array of independent drives,RAID)架構的資料儲存系統。並且特別地，根據本發明之管理方法能讓資料儲存系統當須救援、重建時，可以便利地、快速地被重建。
隨著用戶儲存資料量日益增多，符合磁碟陣列(RAID)架構的資料儲存系統(亦稱為磁碟陣列(RAID)系統)已廣泛地被採用來儲存大量資料。磁碟陣列(RAID)系統能提供高可用性(high availability)、高效能(high performance)或大容量(high volume)的資料儲存空間給主機(host)。
磁碟陣列系統所利用的不同技術被稱為RAID級別，也被區分為：RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5以及RAID 6。每一種RAID級別技術各有各的的優點及缺點。
習知的磁碟陣列系統的構成，包含一磁碟陣列控制器(RAID controller)以及由複數個磁碟機(disk drive)所構成的磁碟陣列。磁碟陣列控制器係連接至每一個磁碟機，並由該磁碟陣列控制器將該磁碟陣列定義成RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5或RAID 6之一個或多個邏輯磁碟機(logical disk drive)而達成。
一般而言，磁碟陣列系統的組態設定值(configuration)會儲存在磁碟機中的詮釋資料區(Meta Data on Drive,MDD)。當磁碟機發生磁軌損壞、媒體錯誤、資料寫入異常，等狀況時，常會造成該組態設定值毀損或是無法讀取，進而導致無法正常讀寫磁碟陣列系統中的資料。若無保留原先的組態設定值做參考，會讓救援、重建過程更加繁複冗長。
因此，本發明之一主要範疇在於提供一種針對資料儲存系統之管理方法，尤其是針對符合磁碟陣列架構的資料儲存系統。並且，根據本發明之之管理方法能讓資料儲存系統當須救援、重建時，可以便利地、快速地被重建，以縮短救援時間。
根據本發明之第一較佳具體實施例之管理方法係針對一資料儲存系統之管理方法。該資料儲存系統包含多個儲存裝置(storage device)。根據本發明之第一較佳具體實施例之管理方法，首先，判斷該資料儲存系統是否須被重建。若判斷結果為肯定者，根據本發明之管理方法則取得關於該資料儲存系統之一可讀取的歷史資料表(history table)。該可讀取的歷史資料表包含多筆記錄欄位(entry)。取得該可讀取的歷史資料表之後，根據本發明之管理方法則從該可讀取的歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得一筆記錄欄位。最後，根據本發明之管理方法取得記錄在該筆記錄欄位內之一組態設定值，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統。
根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法係針對一資料儲存系統之管理方法。該資料儲存系統包含多個儲存裝置。根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法，首先，判斷關於該資料儲存系統之一組態設定值是否變更。若判斷結果為肯定者，根據本發明之管理方法則產生一特徵值(signature)，接著記錄該特徵值至每一個儲存裝置內，最後將該特徵值與該變更的組態設定值一起記錄至關於該資料儲存系統之一歷史資料表之一新記錄欄位內。
於一具體實施例中，該多個儲存裝置係規範成一磁碟陣列架構。
於一具體實施例中，每一個儲存裝置可以是一磁帶機(tape drive)、一磁碟機(disk drive)、一記憶體裝置(memory drive)、一光儲存記錄裝置(optical storage drive)，或是其他等效的儲存裝置。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
本發明係提供一種針對資料儲存系統之管理方法。並且，根據本發明之管理方法能讓資料儲存系統當須救援、重建時，可以便利地、快速地被重建，以縮短救援時間。以下藉由對本發明之較佳具體實施例的詳細說明，藉以充分解說關於本發明的特徵、精神、優點以及實施上的可行性。
請參閱圖一，根據本發明之管理方法適用之一資料儲存系統1之架構係繪示於圖一。該資料儲存系統1包含多個儲存裝置12、一控制器10以及一內部記憶體裝置14。
於一具體實施例中，該多個儲存裝置12係規範成一磁碟陣列架構，例如，RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5或RAID 6等。
該控制器10係能產生(重建)與待讀取資料相同之冗餘資料。例如，於RAID 5架構下，該控制器20係透過互斥或(XOR)運算來產生冗餘資料。
於一具體實施例中，每一個儲存裝置12可以是一磁帶機、一磁碟機、一記憶體裝置、一光儲存記錄裝置，或是其他等效的儲存裝置。
同樣示於圖一，該控制器10係連接至每一個儲存裝置12以及該內部記憶體裝置14。圖一並且繪示一存取要求應用單元11。該存取要求應用單元11係經由一傳輸介面16連接至該控制器10。於實際應用中，該存取要求應用單元11可以是網路電腦、迷你電腦、大型主機、筆記型電腦，或是需要讀取資料儲存系統1中之資料的任何電子設備，例如，手機、個人數位助理、數位錄影設備、數位音樂播放器，等。
當該存取要求應用單元11係一部獨立的電子設備時，其係可透過儲存區域網路(SAN)、區域網路(LAN)、序列先進技術(serial ATA,SATA)介面、光纖通道(FC)、小型電腦標準介面(SCSI)等傳輸介面，或是PCI Express等輸出入(I/O)介面與該資料儲存系統1相連接。此外，當該存取要求應用單元11係一特殊積體電路元件，或是其他能夠送出輸出入讀取要求的等效裝置，其係能依據其他裝置之命令(或請求)而送出資料讀取要求至該控制器10，進而透過該控制器10讀取該等儲存裝置12中的資料。
該資料儲存系統1中之該控制器10以及該等儲存裝置12可以同時安置於單一箱體內，也可以獨立分開而安置於不同的箱體內。實務上，該控制器10可以透過光纖通道(FC)、小型電腦系統介面(SCSI)、序列連接SCSI(SAS)、序列ATA(SATA)、平行ATA(PATA，或稱IDE)等傳輸介面與該等儲存裝置12相連接。若該等儲存裝置12為磁碟機的話，每一個儲存裝置12可以是FC、SAS、SCSI、SATA、PATA等各種不同介面型態的磁碟機。該控制器10係可為磁碟陣列控制器，或是具有能夠產生冗餘資料之資料儲存系統的控制器。
請參閱圖二，圖二係繪示根據本發明之第一較佳具體實施例之管理方法2之流程圖。根據本發明之管理方法2係針對例如圖一所示之資料儲存系統1的管理方法。該資料儲存系統1之架構已於上文中詳述，在此不再贅述。
如圖二所示，根據本發明之管理方法2首先執行步驟S20，判斷該資料儲存系統1是否須被重建。
若步驟S20之判斷結果為肯定者，根據本發明之管理方法2執行步驟S22，取得關於該資料儲存系統1之一可讀取的歷史資料表。該可讀取的歷史資料表包含多筆記錄欄位。
取得該可讀取的歷史資料表之後，根據本發明之管理方法2執行步驟S24，從該可讀取的歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得一筆記錄欄位。
最後，根據本發明之管理方法2執行步驟S26，取得記錄在該筆記錄欄位內之一組態設定值，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統1。
於一具體實施例中，每一個儲存裝置12其內儲存關於該資料儲存系統1一個別的第一歷史資料表。並且，該可讀取的歷史資料表係選自存於該多個儲存裝置12內之該多個第一歷史資料表中之其一。
於另一具體實施例中，該資料儲存系統1進一步包含至少一內部記憶體裝置14。例如，圖一僅繪示一個內部記憶體裝置14做為說明。該控制器10係連接至該內部記憶體裝置14。每一個內部記憶體裝置14其內儲存一個別的第二歷史資料表，並且該可讀取的歷史資料表係選自存於該多個儲存裝置12內之該多個第一歷史資料表以及存於該至少一內部記憶體裝置14之該至少一第二歷史資料表中之其一。
於另一具體實施例中，該資料儲存系統1進一步包含一可插拔的外部記憶體裝置20。如圖一所示該可插拔的外部記憶體裝置20係經由一輸出入介面18連接至該控制器10。該可插拔的外部記憶體裝置10其內儲存一第三歷史資料表。並且，該可讀取的歷史資料表係選自存於該多個儲存裝置12內之該多個第一歷史資料表、該至少一第二歷史資料表以及該第三歷史資料表中之其一。
請參閱圖三，根據本發明之第一較佳具體實施例之管理方法2於步驟S24與步驟S26之間，進一步包含下列步驟。首先，根據本發明之管理方法2執行步驟S242，取得記錄於該筆記錄欄位內之一第一特徵值以及記錄於該等儲存裝置間之一可讀取的記錄裝置內之一第二特徵值。接著，根據本發明之管理方法2執行步驟S244，確認記錄於該筆記錄欄位內之該第一特徵值是否與記錄於該可讀取的儲存裝置內之該第二特徵值相同。若步驟S244之確認結果為肯定者，根據本發明之管理方法2執行步驟S26，取得記錄在該筆記錄欄位內之一組態設定值，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統1。
若步驟S244之確認結果為否定者，根據本發明之管理方法2執行步驟S246，則從該可讀取的歷史資料表之多筆記錄欄位中取得下一筆記錄欄位，並且重複執行步驟S242至步驟S246。
請參閱圖三，圖三係繪示根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法3之流程圖。根據本發明之管理方法3係針對例如圖一所示之資料儲存系統1的管理方法。該資料儲存系統1之架構已於上文中詳述，在此不再贅述。
如圖三所示，根據本發明之管理方法3首先執行步驟S30，判斷關於該資料儲存系統1之一組態設定值是否變更。例如，建立或刪除磁碟陣列系統、執行背景活動(包含重建、儲存裝置管理、資料搬遷，等)、熱插拔儲存裝置，等情況下，組態設定值會變更。
若步驟S30之判斷結果為肯定者，根據本發明之管理方法3執行步驟S32，產生一特徵值。特徵值的產生可以藉由如圖一所示之控制器10執行特徵值產生程式。
產生該特徵值之後，根據本發明之管理方法3執行步驟S34，記錄該特徵值至每一個儲存裝置12內。
最後，根據本發明之管理方法3執行步驟S36，將該特徵值與該變更的組態設定值一起記錄至關於該資料儲存系統1之一歷史資料表之一新記錄欄位內。
請參閱圖四，根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法3，進一步包含下列步驟。首先，根據本發明之管理方法3執行步驟S38，判斷該資料儲存系統1是否須被重建。
若步驟S38之判斷結果為肯定者，根據本發明之管理方法3執行步驟S40，取得關於該資料儲存系統1之該歷史資料表之多筆記錄欄位中之一筆記錄欄位。
取得該筆記錄欄位之後，根據本發明之管理方法3執行步驟S42，取得記錄在該筆記錄欄位內之該特徵值以及記錄在該多個儲存裝置12中之一可讀取的儲存裝置12內之該特徵值。
接著，根據本發明之管理方法3執行步驟S44，確認記錄於該筆記錄欄位內之該第一特徵值是否與記錄於該可讀取的儲存裝置內之該第二特徵值相同。
若步驟S44之確認結果為肯定者，根據本發明之管理方法3執行步驟S46，則取得記錄在該筆記錄欄位內之該組態設定值，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統1。
若步驟S44之確認結果為否定者，根據本發明之管理方法3執行步驟S48，則從該歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得下一筆記錄欄位，並且重複執行步驟S42至步驟S44。藉此，根據本發明之管理方法3可以智慧地從該歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得一筆適當的記錄欄位。
藉由以上本發明之較佳具體實施例的詳細說明，能清楚了解本發明所提供的針對資料儲存系統之管理方法，能讓資料儲存系統當須救援、重建時，可以便利地、快速地被重建，以縮短救援時間。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1．．．資料儲存系統
11．．．存取要求應用單元
10．．．控制器
12．．．儲存裝置
14．．．內部記憶體裝置
16．．．傳輸介面
18．．．輸出入介面
20．．．外部記憶體裝置
2、3．．．管理方法
S20~S26．．．流程步驟
S30~S48．．．流程步驟
圖一根據本發明之管理方法適用之一資料儲存系統之架構示意圖。
圖二為根據本發明之第一較佳具體實施例之管理方法的流程圖。
圖三為根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法的流程圖。
圖四為根據本發明之第二較佳具體實施例之管理方法的另一流程圖。
2．．．管理方法
S20~S26．．．流程步驟

Claims (5)

  1. 一種針對一資料儲存系統(data storage system)之管理方法(managing method)，該資料儲存系統包含多個儲存裝置(storage device)，該管理方法包含下列步驟：判斷該資料儲存系統是否須被重建，並且若判斷結果為肯定者，則執行下列步驟：(a)取得關於該資料儲存系統之一可讀取的歷史資料表(history table)，其中該可讀取的歷史資料表包含多筆記錄欄位(entry)；(b)從該可讀取的歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得一筆記錄欄位；以及(c)取得記錄在該筆記錄欄位內之一組態設定值(configuration)，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之管理方法，其中該多個儲存裝置係規範成一磁碟陣列(redundant array of independent drives,RAID)架構。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之管理方法，其中每一個儲存裝置其內儲存關於該資料儲存系統一個別的第一歷史資料表，該資料儲存系統進一步包含至少一內部記憶體裝置，每一個內部記憶體裝置其內儲存一個別的第二歷史資料表，該資料儲存系統進一步包含一可插拔的外部記憶體裝置，該可插拔的外部記憶體裝置其內儲存一第三歷史資料表，並且該可讀取的歷史資料表係選自存於該多個儲存裝置內之該多個第一歷史資料表、該至少一第二歷史資料表以及該第三歷史資料表中之其一。
  4. 一種針對一資料儲存系統(data storage system)之管理方法(managing method)，該資料儲存系統包含多個儲存裝置(storage device)，該多個儲存裝置係規範成一磁碟陣列(redundant array of independent drives,RAID)架構，該管理方法包含下列步驟：判斷關於該資料儲存系統之一組態設定值(configuration)是否變更；並且若判斷結果為肯定者，則執行下列步驟：產生一特徵值(signature)；記錄該特徵值至每一個儲存裝置內；以及將該特徵值與該變更的組態設定值一起記錄至關於該資料儲存系統之一歷史資料表之一新記錄欄位(entry)內；以及判斷該資料儲存系統是否須被重建，並且若判斷結果為肯定者，則執行下列步驟：(a)取得關於該資料儲存系統之該歷史資料表(history table)之多筆記錄欄位中之一筆記錄欄位；(b)取得記錄在該筆記錄欄位內之該特徵值以及記錄在該多個儲存裝置中之一可讀取的儲存裝置內之該特徵值；(c)確認記錄於該筆記錄欄位內之該第一特徵值是否與記錄於該可讀取的儲存裝置內之該第二特徵值相同；以及(d)若步驟(c)之確認結果為肯定者，則取得記錄在該筆記錄欄位內之該組態設定值，並且根據該取得的組態設定值重建該資料儲存系統。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之管理方法，進一步包含下列 步驟：(e)若步驟(c)之確認結果為否定者，則從該歷史資料表之該多筆記錄欄位中取得下一筆記錄欄位；以及(f)重覆執行步驟(b)至步驟(d)。
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