WO2016110004A1 - 一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备 - Google Patents

一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备 Download PDF

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WO2016110004A1
WO2016110004A1 PCT/CN2015/074030 CN2015074030W WO2016110004A1 WO 2016110004 A1 WO2016110004 A1 WO 2016110004A1 CN 2015074030 W CN2015074030 W CN 2015074030W WO 2016110004 A1 WO2016110004 A1 WO 2016110004A1
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WO
WIPO (PCT)
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disk
raid
metadata
newly inserted
storage space
Prior art date
Application number
PCT/CN2015/074030
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English (en)
French (fr)
Inventor
谭小兵
范超
陈湘宁
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers

Definitions

  • the present invention relates to a storage technology, and in particular, to a disk storage space management method, apparatus, and storage device.
  • Redundant Arrays of Independent Disks refers to software-generated disk arrays. By using multiple block devices (such as disks, disk partitions, logical volumes, etc.) as members, a new block device with data protection function is generated through striping and other technologies. Specifically, it refers to a block device generated by the mdadm command with the "-C" or "-create” parameter in the Linux system, hereinafter referred to as RAID.
  • This old disk may be the following: it may be a disk that is unplugged from Windows, Linux, MAC, etc.; it may be a disk that is unplugged from another of our home storage devices; A mix of disks (within the range supported by physical slots).
  • RAID is based on multiple disk partitions, and one disk can be divided into multiple partitions, once the disk changes, such as damage, plugging, and unplugging, it will affect multiple RAIDs at the same time. More, that affected RAID is also more.
  • the MD (Multiple Devices) driver manages the RAID members by the primary and secondary device numbers. a disk, after plugging it out, plug it back in, At this time, although the same disk, the disk serial number has not changed, but the original partition in the disk may have been deleted, modified or re-divided, and the secondary device number of the disk partition regardless of the system of the home-specific storage device is recognized. Whether it is consistent with the original, the above situation is not handled by the MD driver. For a new disk, or a disk that does not need to be reserved for data, you can directly clear the data in the disk and manage it according to our method; but for the user's old disk, the disk (or its partition) becomes RAID.
  • the embodiments of the present invention provide a disk storage space management method, device, and storage device, which can sense changes of a storage device disk, so that the user can retain data in the old disk.
  • the data newly inserted into the disk is retained according to the user's instruction, and the file system newly inserted into the disk is mounted on the storage device as a shared directory.
  • the step of identifying whether the newly inserted disk carries data includes:
  • the step of mounting the file system newly inserted into the disk on the storage device into the shared directory includes:
  • the file in the disk array RAID will be newly inserted into the disk.
  • the system is mounted as a shared directory
  • the file system newly inserted into the disk is mounted as a shared directory.
  • the steps of retaining data newly inserted into the disk include:
  • the newly inserted disk carries the metadata, obtain the partition universal unique identifier UUID of the RAID member of the disk array in the newly inserted disk according to the metadata carried in the newly inserted disk; and according to the partition list and the partition
  • the unique identifier UUID is used to find the system partition corresponding to the partition universal unique identifier UUID; on the storage device, reassemble the disk array RAID in the newly inserted disk; and mount the share according to the reassembled RAID device table of Contents;
  • the partition in the partition list is mounted as a shared directory.
  • the step of mounting the shared directory according to the reassembled RAID device includes:
  • the reassembled disk array RAID is mounted as a storage space, and then from the storage space. Restore the shared directory;
  • the reassembled disk array RAID is mounted as a shared directory.
  • the foregoing method further includes: when the set creation storage space trigger condition is reached or the storage space creation instruction sent by the user is received, performing the following steps:
  • the steps of creating a floppy RAID in units of newly created disk partitions include:
  • the reliable storage space stores data in a data redundancy manner
  • the RAID array used includes: RAID 1, or RAID 5, or RAID 6 or RAID 10; the unreliable storage space does not have data redundancy capability, and the used disk Array RAID includes: RAID0, or linear storage LINEAR.
  • the method further includes:
  • the method further includes:
  • the disk array RAID on the disk to be deleted is deleted, and the RAID array super block information on the disk to be deleted and the metadata information carried by the disk array are deleted.
  • the method further includes:
  • the embodiment of the invention further provides a disk storage space management device, comprising:
  • Inserting an operation recognition module configured to: identify an operation of inserting a disk into the storage device;
  • the data identification module is configured to: identify whether the newly inserted disk carries data;
  • the data retention module is configured to: when the newly inserted disk carries data, retain the data newly inserted into the disk according to the user's instruction;
  • the directory mount module is set to: mount the file system newly inserted into the disk as a shared directory on the storage device.
  • the data identification module includes:
  • a first identifying unit configured to: when it is determined that the newly inserted disk carries metadata, identify the newly inserted disk carrying data
  • the second identification unit is configured to: when it is determined that the newly inserted disk does not carry metadata but has a file system, identify the newly inserted disk to carry data.
  • the directory mounting module includes:
  • the first shared directory mount unit is configured to: mount the file system in the disk array RAID newly inserted into the disk into a shared directory when the newly inserted disk carries metadata;
  • the second shared directory mount unit is configured to: mount the newly inserted disk file system into a shared directory if the newly inserted disk does not carry metadata but carries the file system.
  • the data retention module includes:
  • the partition list obtaining unit is set to: scan all the disks of the storage device to obtain a partition list of the system;
  • the universal unique identifier UUID acquiring unit is configured to: when the newly inserted disk carries the metadata, obtain the partition universal unique identifier of the RAID member of the disk array in the newly inserted disk according to the metadata carried by the newly inserted disk. UUID; and trigger the partition search unit;
  • a partition locating unit configured to: find a system partition corresponding to the partition universal unique identifier UUID according to the partition list and the partition universal unique identifier UUID; and trigger a RAID assembly unit;
  • a RAID assembly unit configured to: reassemble the disk array RAID in the newly inserted disk on the storage device; and trigger the shared directory first mount unit;
  • the first mount unit of the shared directory is set to: mount the shared directory according to the reassembled RAID device;
  • the second directory of the shared directory is set to: if the newly inserted disk does not carry metadata, the partition in the partition list is mounted as a shared directory.
  • the shared directory first mount unit includes:
  • the storage space mount subunit is set to be included in the metadata carried by the newly inserted disk.
  • the metadata universal unique identifier UUID is consistent with the system universal unique identifier UUID of the storage device, the reassembled disk array RAID is mounted as a storage space, and then the shared directory recovery subunit is triggered;
  • the shared directory recovery subunit is set to: restore the shared directory from the storage space;
  • the shared directory mount sub-unit is configured to: when the metadata universal unique identifier UUID included in the metadata carried by the newly inserted disk is inconsistent with the system universal unique identifier UUID of the storage device, reassemble the disk array RAID Mounted as a shared directory.
  • the device further includes:
  • the blank disk partitioning module is configured to: when the set creation storage space trigger condition is reached or the storage space creation instruction sent by the user is received, the blank disk of the storage device is selected, and the selected blank disk is partitioned to obtain the newly created disk partition;
  • the floppy disk RAID creation module is configured to: create a floppy disk RAID in units of newly created disk partitions;
  • a file system creation module configured to: create a file system on the floppy disk RAID;
  • the metadata update module is configured to: save the floppy disk array RAID information together with the metadata identifier of the blank disk to the metadata of the blank disk to update the metadata of the blank disk;
  • the metadata saving module is configured to: save the metadata of the updated blank disk in a system configuration file of the storage device.
  • the floppy disk RAID creation module includes:
  • a reliable partition building unit configured to: construct a first partition on the selected blank disk
  • a reliable storage space building unit is configured to: construct a disk array RAID as a member of the first partition as a reliable storage space;
  • Unreliable partition building unit set to: build a second partition on the selected blank disk
  • the unreliable storage space building unit is configured to: construct the disk array RAID as a member of the second partition as an unreliable storage space;
  • the reliable storage space stores data in a data redundancy manner
  • the RAID array used includes: RAID 1, or RAID 5, or RAID 6 or RAID 10; the unreliable storage space does not have data redundancy capability, and the used disk Array RAID includes: RAID0, or line Qualitative storage LINEAR.
  • the device further includes:
  • the storage space instruction receiving module is configured to: receive an instruction to delete the storage space
  • the storage space unloading module is configured to: unmount the storage space according to the instruction for deleting the storage space;
  • the disk array RAID stop module is configured to: stop the disk array RAID corresponding to the storage space to be deleted;
  • the first disk array RAID information clearing module is configured to: clear the disk array RAID super block information and metadata of the disks in the disk array RAID;
  • a metadata deletion module configured to: delete metadata corresponding to the storage space in a system configuration file
  • System ID delete module set to: If there is no other disk array in the storage device, delete the system ID in the system configuration file.
  • the device further includes:
  • the disk instruction receiving module is deleted, and is set to: receive an instruction to delete the disk;
  • File system uninstall module set to: uninstall all file systems on the disk to be deleted;
  • the disk array RAID stop module is configured to: when the metadata identifier of the disk to be deleted is different from the metadata identifier of the storage device, stop the disk array RAID on the disk to be deleted;
  • the second disk array RAID information clearing module is configured to: clear the RAID array super block information on the disk to be deleted and the metadata information carried by the disk array.
  • the device further includes: a data transmission module, configured to: use the shared directory to transfer data between the existing disk of the storage device and the newly inserted disk through the disk interface.
  • a data transmission module configured to: use the shared directory to transfer data between the existing disk of the storage device and the newly inserted disk through the disk interface.
  • the embodiment of the invention further provides a storage device, including a disk for storing data, and further comprising the disk storage space management device described above.
  • the embodiment of the invention further provides a computer readable storage medium storing program instructions, which can be implemented when the program instructions are executed.
  • the disk storage space management method, device and storage device provided by the embodiments of the present invention can share the file system on the disk if the newly inserted disk contains data when the storage device is newly inserted into the disk.
  • the form of the directory is presented to the user; it is also possible to build a soft RAID on the disk and mount it as a new storage space. After creating a shared directory for the user to use. This will not only allow users to make full use of the old disk in the home, but also be very convenient when users need to move in and out of data on our device.
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of disk type transfer according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are schematic diagrams showing division of a disk storage space according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of a data identification module in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a directory mounting module in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a data retention module in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a first mounting unit of a shared directory in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is another schematic structural diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic structural diagram of a floppy disk array RAID creation module in an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is another schematic structural diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is still another schematic structural diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment of the present invention first provides a disk storage space management method, including the steps shown in FIG. 1:
  • Step 101 Identify an operation of inserting a disk into the storage device.
  • Step 102 Identify whether the newly inserted disk carries data.
  • Step 103 When the newly inserted disk carries data, according to the user's instruction, the data newly inserted into the disk is retained, and the file system newly inserted into the disk is mounted on the storage device as a shared directory.
  • the disk storage space management method can present the file system in the disk to the user in the form of a shared directory for the disk containing the data.
  • the data in the disk can be reserved according to his own needs, so as to prevent the internal partition from being deleted and lost when the disk is changed and inserted.
  • metadata is assigned to a disk connected to a home-dedicated storage device, the metadata including a disk for identifying, so that different disks can be identified by metadata when being plugged into the storage device, differentiate.
  • the step of identifying whether the newly inserted disk carries data includes:
  • the disk Determine whether the disk carries metadata. If the disk carries metadata, it identifies the data carried by the disk. If the disk does not carry metadata but has a file system, the disk is recognized to carry data.
  • the system identifier is stored in the configuration file of the storage device. After the disk establishes a partition on the storage device and creates a storage space, the system identifier of the storage device is written into the metadata of the disk. As the metadata identifier of the disk, the system identifiers of different storage devices are generally different. Therefore, according to the metadata identifier of the disk, it can be known whether the data source currently carried by the disk is a newly inserted storage device of the disk, thereby knowing the type of the disk. Whether it is a disk owned by the storage device.
  • the disk metadata includes a UUID (Universally Unique Identifier) and RAID information.
  • the RAID information includes a RAID name, a RAID level, a file system indicator, a RAID member number, and a RAID. Member size, and the UUID of the partition.
  • the RAID name is the name of the disk array, and the RAID level can be LINEAR, RAID0, RAID1, RAID5, RAID6, RAID10, and so on.
  • the number of RAID members and RAID member size are used to indicate the number of partitions and partition size of the disk array.
  • each partition has a different universal unique identifier UUID.
  • the storage device assigns the disk metadata, and the metadata UUID assigned to the disk is consistent with the storage device system UUID, when the disk is later pulled out from the storage device. After that, if the disk is not formatted as a blank disk, the disk's metadata will remain on the disk.
  • a disk inserted into a storage device is divided into a data disk, a compatible disk, a user disk, and a blank disk.
  • Data disk contains metadata information, and metadata identifies UUID and The pre-system UUID matches; compatible disk: contains metadata information, but the metadata identifier UUID does not match the current system UUID; user disk: does not contain metadata information, but contains file system, data needs to be retained; blank disk: does not contain meta Data information, not including file systems.
  • the storage device determines whether the metadata UUID of the disk is consistent with the system UUID of the storage device by identifying the metadata carried by the disk.
  • the disk is a data disk; if the disk has metadata, but the metadata UUID is inconsistent with the system UUID of the storage device, the disk is a compatible disk, that is, the disk may be unplugged from another storage device, and the disk is The disk is partitioned by the previous storage device; if the disk does not have metadata but has a file system, the disk is a user disk, that is, the disk may be unplugged from another storage device, and so on.
  • the storage device may be, for example, a Windows system, a Linux system, a MacOS (Apple operating system) system, etc.; and the storage device that the disk was last inserted does not give metadata to the disk when partitioning or writing data to the disk.
  • a disk that is unplugged from a storage device of a system such as a Windows system, a Linux system, or a MacOS system cannot be provided with the embodiment of the present invention.
  • the type of the disk belongs to the storage operation of the storage space.
  • a state transition diagram of a disk type is shown in FIG. 2, and in FIG.
  • placed in another storage device refers to a storage device that provides metadata to a disk by using the method provided by the embodiment of the present invention, and is not related to the related art.
  • Storage devices for Windows, Linux, MacOS, etc. For example, the user's old disk is converted to a user disk after data retention; when the user does not want to retain the data in the user disk, the user disk can be deleted, and the disk is converted into a blank disk and created on a blank disk. After the storage space, the disk is transformed into a data disk.
  • the metadata further includes information such as a version number, a check value, a metadata signature, and the like, for verifying validity of the metadata when identifying the parsed metadata.
  • Disks carry data in two ways: First, the disk carries metadata; at this time, the data carried in the disk is created by our own device, the disk contains RAID, and the RAID contains the file system; second, the disk directly carries File system; the data carried on the disk is created by other systems (such as Windows, Linux, MacOS, etc.).
  • the step of mounting the file system newly inserted into the disk on the storage device into the shared directory includes:
  • the file system in the disk array RAID newly inserted into the disk is mounted as a shared directory
  • the file system newly inserted into the disk is mounted as a shared directory.
  • the steps of retaining data newly inserted into the disk include:
  • the newly inserted disk carries the metadata, obtain the partition universal unique identifier UUID of the RAID member of the disk array in the newly inserted disk according to the metadata carried in the newly inserted disk; and according to the partition list and the partition
  • the unique identifier UUID is used to find the system partition corresponding to the partition universal unique identifier UUID; on the storage device, reassemble the disk array RAID in the newly inserted disk; and mount the share according to the reassembled RAID device table of Contents;
  • the partition in the partition list is mounted as a shared directory.
  • the steps of mounting the shared directory according to the reassembled RAID device include:
  • the reassembled disk array RAID is mounted as a storage space, and then restored from the storage space. Out of the shared directory;
  • the reassembled disk array RAID is mounted as a shared directory.
  • the steps of creating a floppy disk RAID in units of newly created disk partitions include:
  • the reliable storage space stores data in a data redundancy manner
  • the RAID array used includes: RAID 1, or RAID 5, or RAID 6 or RAID 10; the unreliable storage space does not have data redundancy capability, and the used disk Array RAID includes: RAID0, or linear storage LINEAR.
  • the reliable RAID storage space is constructed by partitioning different disks, and the optional RAID levels are RAID1, RAID5, RAID6, and RAID10; the unreliable RAID storage space is constructed by a separate partition on the disk.
  • the optional RAID level is RAID0, LINEAR (linear storage).
  • the partition size of the reliable storage space can be flexibly determined according to requirements: for example, 30% or 20% of the total capacity of the disk can be selected; or it can be set to a fixed size, such as 300G, 500G, and the like.
  • the "reliable” and “unreliable” here are measured by the damage and loss of the disk.
  • the data in the reliable storage space can also find the same backup data on other disks if it is lost in the disk it stores.
  • the reliable storage space is composed of the same size space or different sizes of space on two disks.
  • data is stored in the reliable storage space of disk A or disk B.
  • it will be stored in the reliable storage space of Disk B or Disk A.
  • Disk A or Disk B is damaged, the same backup data in the reliable storage space of Disk B or Disk A can still be called, thus ensuring the reliability of data storage.
  • the metadata is placed at the beginning of the disk, and then each disk is divided into two zones, the first partition occupies a certain percentage of the total capacity, for example 30%; the second partition It is 70% of the total capacity.
  • Reliable storage space selects the combination mode of RAID1
  • the unreliable storage space selects the combination mode of RAID0.
  • the combination of two or two disks can be divided into two cases according to the number of disks in the system:
  • Figure 3A shows the situation in which there are a few disks in the system.
  • a reliable storage space and two unreliable storage spaces can be constructed between the two disks.
  • the capacity of a reliable storage space is 30% of the disk capacity, and the capacity of each unreliable storage space is 70% of the disk capacity.
  • the reliable storage space at this time is composed of two members, with real data redundancy. In the case of a damaged disk, the data in the reliable storage space is guaranteed to be lost.
  • Figure 3B shows the case where there are an odd number of disks in the system.
  • the first partition still builds RAID in the same way as RAID1.
  • the reliable storage space has only one member and cannot be truly reliable.
  • new members are added to the reliable storage space according to the strategy of an even number of disks, achieving true reliability. That is, when a new disk is inserted into the storage device, 30% of the storage space of the new disk is used together with the first partition of the disk shown in FIG. 3B as a reliable storage space, and 70% of the newly inserted disk is newly inserted.
  • the storage space together with the second partition of the disk shown in FIG. 3B serves as an unreliable storage space, respectively.
  • a storage unit consists of two disks.
  • the capacity of a single disk is U.
  • the reliable storage space is RAID1.
  • the unreliable storage space is RAID0.
  • the partition of the disk is finer, the number of reliable storage spaces and the number of unreliable storage spaces can be more and more, and the total available space is also more flexible.
  • the method further includes:
  • the method further includes:
  • the metadata identifier of the disk to be deleted is different from the metadata identifier of the storage device, stop the floppy disk RAID on the disk to be deleted, and clear the disk array RAID super block on the disk to be deleted. Information and metadata information it carries.
  • the method further includes:
  • the user newly purchased a home storage device, but at this time, the user already has a large amount of existing data, such as photos, videos, documents, and the like.
  • existing data can only be moved to a new storage center through a network or a USB external interface. If the amount of data is several hundred G or even T, then data transmission will take a lot of time.
  • the invention can support the characteristics of the user data disk, and can greatly improve the efficiency of user data migration.
  • a storage space is created on an existing disk of the storage device, and then a shared directory is created on the storage space; then the user data disk is inserted into the storage device, data retention is selected, and the newly inserted
  • the user data disk is mounted as a shared directory.
  • the shared directory is the basic unit that the user can directly operate. Therefore, only the data copy between the two shared directories is required at this time, and the copy is the data copy and data transfer between different disks on the same system. The time is greatly reduced.
  • the data migration mode adopted by the above embodiment of the present invention is because the shared system bus (such as PCI: Peripheral Component Interconnect, peripheral component interconnection standard) is shared between the user data disk and the storage space data disk on the same system. Therefore, the maximum speed of the disk interface such as SATA (Serial Advanced Technology Attachment) and IDE (Integrated Drive Electronics) can be achieved. Its transmission speed is far from the USB interface and network interface. For SATA disks that support hot swap, you can also plug and play as easily as a USB device, greatly improving the user experience.
  • PCI Peripheral Component Interconnect, peripheral component interconnection standard
  • the embodiment of the invention provides a disk storage space management device, which has the structure shown in FIG. 4 and includes:
  • Inserting an operation identification module 40 configured to: identify an operation of inserting a disk into the storage device;
  • the data identification module 41 is configured to: identify whether the newly inserted disk carries data;
  • the data retention module 42 is configured to: when the newly inserted disk carries data, retain the data newly inserted into the disk according to the instruction of the user;
  • the directory mount module 43 is configured to: mount the file system newly inserted into the disk as a shared directory on the storage device.
  • the data identification module 41 includes:
  • the first identifying unit 410 is configured to: when determining that the disk carries the metadata, identify the carrying data of the disk;
  • the second identifying unit 411 is configured to: when it is determined that the disk does not carry metadata but has a file system, the disk is recognized to carry data.
  • the directory mounting module 43 includes:
  • the first shared directory mount unit 430 is configured to: mount the file system in the disk array RAID newly inserted into the disk into a shared directory when the newly inserted disk carries the metadata;
  • the second shared directory mount unit 431 is configured to mount the newly inserted disk file system into a shared directory if the newly inserted disk does not carry metadata but carries the file system.
  • the data retention module 42 includes:
  • the partition list obtaining unit 420 is configured to: scan all the disks of the storage device to obtain a partition list of the system;
  • the universal unique identifier UUID obtaining unit 421 is configured to: when the newly inserted disk carries the metadata, obtain the universally unique identification of the partition of the RAID member of the disk array in the newly inserted disk according to the metadata carried in the newly inserted disk. Code UUID; and trigger a partition search unit;
  • the partition searching unit 422 is configured to: find a system partition corresponding to the partition universal unique identifier UUID according to the partition list and the partition universal unique identifier UUID; and trigger a RAID assembly unit;
  • the RAID assembly unit 423 is configured to: reassemble the disk array RAID in the newly inserted disk on the storage device; and trigger the shared directory first mounting unit;
  • the shared directory first mount unit 424 is configured to be mounted according to the reassembled RAID device. Out of the shared directory;
  • the shared directory second mount unit 425 is configured to: if the newly inserted disk does not carry metadata, mount the partition in the partition list as a shared directory.
  • the shared directory first mount unit 424 includes:
  • the storage space mount subunit 4240 is configured to: when the metadata universal unique identifier UUID included in the metadata carried by the disk is consistent with the system universal unique identifier UUID of the storage device, the reassembled disk array RAID is hung Loading the storage space, and then triggering the shared directory recovery subunit;
  • the shared directory recovery subunit 4241 is configured to: restore the shared directory from the storage space;
  • the shared directory mount subunit 4242 is configured to: when the metadata universal unique identifier UUID included in the metadata carried by the disk is inconsistent with the system universal unique identifier UUID of the storage device, the reassembled disk array RAID is hung Loaded into a shared directory.
  • the apparatus further includes:
  • the blank disk partitioning module 44 is configured to: when the set storage space trigger condition is reached or the storage space creation instruction sent by the user is received, the blank disk of the storage device is selected, and the selected blank disk is partitioned to obtain a new creation. Disk partition
  • the floppy disk RAID creation module 45 is configured to: create a floppy disk RAID in units of newly created disk partitions;
  • the file system creation module 46 is configured to: create a file system on the floppy disk RAID;
  • the metadata update module 47 is configured to: save the floppy disk array RAID information together with the metadata identifier of the blank disk to the metadata of the blank disk to update the metadata of the blank disk;
  • the metadata saving module 48 is configured to: save the metadata of the updated blank disk in a system configuration file of the storage device.
  • the floppy disk array RAID creation module 45 includes:
  • the reliable partition construction unit 450 is configured to: construct a first partition on the selected blank disk;
  • the reliable storage space building unit 451 is configured to: construct the disk array by using the first partition as a member RAID as a reliable storage space;
  • the unreliable partition construction unit 452 is configured to: construct a second partition on the selected blank disk;
  • the unreliable storage space building unit 453 is configured to: construct the disk array RAID as a member of the second partition as an unreliable storage space;
  • the reliable storage space stores data in a data redundancy manner
  • the RAID array used includes: RAID 1, or RAID 5, or RAID 6 or RAID 10; the unreliable storage space does not have data redundancy capability, and the used disk Array RAID includes: RAID0, or linear storage LINEAR.
  • the apparatus further includes:
  • the delete storage space instruction receiving module 49 is configured to: receive an instruction to delete the storage space
  • the storage space unloading module 50 is configured to: unmount the storage space according to the instruction for deleting the storage space;
  • the disk array RAID stop module 51 is configured to: stop the disk array RAID corresponding to the storage space to be deleted;
  • the first disk array RAID information clearing module 52 is configured to: clear the disk array RAID super block information and metadata of the disks in the disk array RAID;
  • the metadata deletion module 53 is configured to: delete the metadata corresponding to the storage space in the system configuration file;
  • the system identifier deletion module 54 is configured to: if there is no other disk array in the storage device, delete the system identifier in the system configuration file.
  • the apparatus further includes:
  • the delete disk instruction receiving module 55 is configured to: receive an instruction to delete the disk
  • the file system uninstalling module 56 is configured to: uninstall all file systems on the disk to be deleted;
  • the disk array RAID stop module 57 is configured to: when the metadata identifier of the disk to be deleted is different from the metadata identifier of the storage device, stop the disk array RAID on the disk to be deleted;
  • the second disk array RAID information clearing module 58 is configured to: clear the disk array RAID super block information on the disk to be deleted and the metadata information carried by the disk array.
  • the apparatus further includes: a data transmission module, configured to: use the shared directory to transmit between the existing disk of the storage device and the newly inserted disk through the disk interface Lose data.
  • the present invention also provides a storage device including a disk for storing data, and a storage space management device provided by any of the embodiments of the present invention.
  • the embodiment of the invention not only allows the user to make full use of the old disk in the home, but also is very convenient when the user needs to move in and out of the data on our device.

Abstract

一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备，所述方法包括如下步骤：识别磁盘插入存储设备的操作；识别新插入磁盘的是否携带数据；当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据，并将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录或将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。

Description

一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备 技术领域
本发明涉及存储技术，尤其涉及一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备。
背景技术
如今，人类早已步入信息时代。各种电子设备，如智能手机、PC、数码像机等，与人们的生活密切相关。而随着蓝光视频、无损音乐、高像素照片等的出现，家庭数据量出现了大规模地增长。因此，对家庭专用存储设备的需求日渐增强。
软RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，磁盘阵列)，是指软件生成的磁盘阵列。通过把多个块设备(如磁盘、磁盘分区、逻辑卷等)做为成员，经过条带化等技术生成一种新的具有数据保护功能的块设备。具体来说是指Linux系统中利用mdadm命令带“-C”或者“-create”参数生成的块设备，以下简称RAID。
家庭用户有时希望既把家中的旧硬盘交由存储系统进行统一管理，以便利用存储系统的各种上层应用程序对磁盘进行访问，又保留旧硬盘中的数据。这个旧有磁盘可能为如下情形：可能是从Windows、Linux、MAC等操作系统上拔下来的磁盘；可能是从我们的另一套家庭存储设备上拔下来的磁盘；可能是上面两种情况任意数量(在物理槽位支持的范围内)磁盘的混合。
因为RAID是基于多个磁盘分区的，而一个磁盘可以划分为多个分区的，所以，一旦磁盘发生变动，如损坏、插、拔，就会同时影响到多个RAID，如果RAID的磁盘成员越多，那受影响的RAID也更多。
一个RAID设备构建出来后，MD(Multiple Devices，多台设备)驱动是通过主、次设备号来管理RAID成员的。一个磁盘，拔出去以后，再插回来， 这时虽然还是同一个磁盘，磁盘序列号未变，但磁盘中的原有的分区可能已经被删除、修改或者重新划分，且无论家庭专用存储设备的系统在识别时，磁盘分区的次设备号是否与原来一致，上述情况都是MD驱动无法处理的。对于全新的磁盘，或者说数据不需要保留的磁盘，可以直接清除掉盘内的数据，按我们的方式进行管理；但对于用户的旧有磁盘而言，磁盘(或者其分区)一旦成为RAID的成员，那么，磁盘里的数据会全部丢失。如何保留多种多样的旧有磁盘中的数据，并对磁盘进行统一管理，提供给用户访问，也是需要解决的问题。所以，有必要在管理磁盘存储空间时主动感知这些变化，精准地识别出RAID的成员，并对RAID进行适当的处理。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备，能够对存储设备磁盘的变化进行感知，以便用户保留旧有磁盘中的数据。
基于上述目的本发明实施例提供的一种磁盘存储空间管理方法，包括如下步骤：
识别磁盘插入存储设备的操作；
识别新插入磁盘的是否携带数据；
当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据，并将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
可选地，识别新插入磁盘是否携带数据的步骤包括：
判断新插入磁盘是否携带元数据，若新插入磁盘携带元数据，则识别新插入磁盘携带数据；若新插入磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别新插入磁盘携带数据。
可选地，所述将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录的步骤包括：
若新插入的磁盘携带元数据，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件 系统挂载成共享目录；
若新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
可选地，保留新插入磁盘中的数据的步骤包括：
扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
若新插入的磁盘携带元数据，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录；
若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
可选地，根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录的步骤包括：
当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后从存储空间中恢复出共享目录；
当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
可选地，上述方法还包括：当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，执行如下步骤：
选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；
将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
可选地，以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID的步骤包括：
在选中的空白磁盘上构建第一分区，再以第一分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为可靠存储空间；并在选中的空白磁盘上构建第二分区，再以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线性式存储LINEAR。
可选地，所述方法还包括：
接收到删除存储空间的指令；
根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
停止需要删除的存储空间对应的磁盘阵列RAID；
清除磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
在系统配置文件中删除所述存储空间对应的元数据；
若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
可选地，所述方法还包括：
接收到删除磁盘的指令；
卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
若待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同，则停止待删除磁盘上的磁盘阵列RAID，清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块信息以及其携带的元数据信息。
可选地，将新插入磁盘本身的磁盘阵列RAID成员在存储设备上挂载成共享目录之后，还包括：
使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传输数据。
本发明实施例还提供一种磁盘存储空间管理装置，包括：
插入操作识别模块，设置为：识别磁盘插入存储设备的操作；
数据识别模块，设置为：识别新插入磁盘的是否携带数据；
数据保留模块，设置为：当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据；以及
目录挂载模块，设置为：将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
可选地，所述数据识别模块包括：
第一识别单元，设置为：当确定新插入磁盘携带元数据，则识别新插入磁盘携带数据；以及
第二识别单元，设置为：当确定新插入磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别新插入磁盘携带数据。
可选地，所述目录挂载模块包括：
第一共享目录挂载单元，设置为：在新插入的磁盘携带元数据的情况下，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统挂载成共享目录；
第二共享目录挂载单元，设置为：在新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统的情况下，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
可选地，所述数据保留模块包括：
分区列表获得单元，设置为：扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
通用唯一识别码UUID获取单元，设置为：当新插入的磁盘携带元数据时，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；并触发分区查找单元；
分区查找单元，设置为：根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；并触发RAID组装单元；
RAID组装单元，设置为：在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；并触发共享目录第一挂载单元；
共享目录第一挂载单元，设置为：根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录；以及
共享目录第二挂载单元，设置为：若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
可选地，所述共享目录第一挂载单元包括：
存储空间挂载子单元，设置为：当新插入磁盘所携带的元数据中包含的 元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后触发共享目录恢复子单元；
共享目录恢复子单元，设置为：从存储空间中恢复出共享目录；
共享目录挂载子单元，设置为：当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
可选地，所述装置还包括：
空白磁盘分区模块，设置为：当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
软磁盘阵列RAID创建模块，设置为：以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
文件系统创建模块，设置为：在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
元数据更新模块，设置为：将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；以及
元数据保存模块，设置为：将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
可选地，所述软磁盘阵列RAID创建模块包括：
可靠分区构建单元，设置为：在选中的空白磁盘上构建第一分区；
可靠存储空间构建单元，设置为：以第一分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为可靠存储空间；
不可靠分区构建单元，设置为：在选中的空白磁盘上构建第二分区；以及
不可靠存储空间构建单元，设置为：以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线 性式存储LINEAR。
可选地，所述装置还包括：
删除存储空间指令接收模块，设置为：接收到删除存储空间的指令；
存储空间卸载模块，设置为：根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
磁盘阵列RAID停止模块，设置为：停止需要删除的存储空间对应的磁盘阵列RAID；
第一磁盘阵列RAID信息清除模块，设置为：清除磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
元数据删除模块，设置为：在系统配置文件中删除所述存储空间对应的元数据；以及
系统标识删除模块，设置为：若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
可选地，所述装置还包括：
删除磁盘指令接收模块，设置为：接收到删除磁盘的指令；
文件系统卸载模块，设置为：卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
磁盘阵列RAID停止模块，设置为：当待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同时，停止待删除磁盘上的磁盘阵列RAID；以及
第二磁盘阵列RAID信息清除模块，设置为：清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块信息以及其携带的元数据信息。
可选地，所述装置还包括：数据传输模块，设置为：使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传输数据。
本发明实施例还提供一种存储设备，包括用于存储数据的磁盘，还包括上面所述的磁盘存储空间管理装置。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，当该程序指令被执行时可实现上面所述的方法。从上面所述可以看出，本发明实施例提供的磁盘存储空间管理方法、装置及存储设备，当存储设备新插入磁盘时，若新插入的磁盘含有数据，可以把磁盘中的文件系统以共享目录的形式呈现给用户使用；也可以在磁盘上构建软RAID，挂载成新的存储空间，然 后创建共享目录给用户使用。这样不仅能让用户充分利用家中旧有的磁盘，而且当用户需要在我们的设备上进行数据迁入、迁出时，会非常的方便。
附图概述
图1为本发明实施例的方法流程示意图；
图2为本发明实施例的磁盘类型转移示意图；
图3A、3B为本发明实施例的磁盘存储空间划分示意图；
图4为本发明实施例的装置结构示意图；
图5为本发明实施例的装置中的数据识别模块的结构示意图；
图6为本发明实施例的装置中的目录挂载模块的结构示意图；
图7为本发明实施例的装置中的数据保留模块的结构示意图；
图8为本发明实施例的装置中的共享目录第一挂载单元的结构示意图；
图9为本发明实施例的装置的另一结构示意图；
图10为本发明实施例的装置中的软磁盘阵列RAID创建模块的结构示意图；
图11为本发明实施例的装置的又一结构示意图；
图12为本发明实施例的装置的再一结构示意图。
本发明的实施方式
为了给出有效的实现方案，本发明提供了下述实施例，以下结合说明书附图对本发明实施例进行说明。
本发明实施例首先提供一种磁盘存储空间管理方法，包括如图1所示的步骤：
步骤101：识别磁盘插入存储设备的操作；
步骤102：识别新插入磁盘是否携带数据；
步骤103：当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据，并将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
从上面所述可以看出，本发明实施例提供的磁盘存储空间管理方法，对含有数据的磁盘，可以把磁盘中的文件系统以共享目录的形式呈现给用户使 用，从而用户向家庭专用存储设备中插入磁盘时，可以根据自己的需要将磁盘中的数据进行保留，避免磁盘在变更插放位置时引起内部分区被删除而丢失。
在本发明的具体实施例中，对于连接到家庭专用存储设备上的磁盘赋予元数据，该元数据中包括用于标识磁盘，使得不同的磁盘插接到存储设备上时能够通过元数据识别、区分开来。
在本发明一些实施例中，识别新插入磁盘是否携带数据的步骤包括：
判断磁盘是否携带元数据，若磁盘携带元数据，则识别磁盘的携带数据；若磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别磁盘携带数据。
在本发明具体实施例中，在存储设备的配置文件中存储系统标识，当磁盘在该存储设备上建立分区、创建存储空间之后，该存储设备的系统标识会被写入磁盘的元数据中，作为磁盘的元数据标识，不同存储设备的系统标识一般不同，因而，根据磁盘的元数据标识，就可以得知磁盘当前携带的数据来源是否为磁盘新插入的存储设备，从而得知磁盘的类型是否为存储设备自有的磁盘。
在本发明具体实施例中，磁盘元数据包括元数据UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)、RAID信息；所述RAID信息包括RAID名称、RAID级别、文件系统指示符、RAID成员数、RAID成员大小、以及分区的UUID。其中，RAID名称为磁盘阵列名称，RAID级别可以是LINEAR、RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10等。RAID成员数、RAID成员大小用于表示磁盘阵列的分区数、分区大小。例如，用大小分别为100、200、300的三个分区创建一个RAID，则RAID成员数为3，RAID成员大小为100。在同一磁盘上，每个分区都具有不同的通用唯一识别码UUID。当一磁盘在存储设备上进行分区、并构建RAID之后，存储设备会赋予该磁盘元数据，并且磁盘被赋予的元数据UUID与存储设备系统UUID一致，当该磁盘稍后从存储设备上拔出后，若磁盘没有格式化为空白盘，磁盘的元数据会一直保留在磁盘上。
在本发明具体实施例中，将插接到存储设备上的磁盘分为数据盘、兼容盘、用户盘、空白盘。数据盘：包含元数据信息，且元数据标识UUID与当 前系统UUID相匹配；兼容盘：包含元数据信息，但元数据标识UUID与当前系统UUID不匹配；用户盘：不包含元数据信息，但包含文件系统，数据需要保留；空白盘：不包含元数据信息，也不包含文件系统。当磁盘插接到存储设备上，存储设备通过识别磁盘所携带的元数据，判断磁盘的元数据UUID与存储设备的系统UUID是否一致，若磁盘的元数据UUID与存储设备的系统UUID一致，那么该磁盘为数据盘；若磁盘具有元数据、但元数据UUID与存储设备的系统UUID不一致，那么该磁盘为兼容盘，即该磁盘可能是从别的存储设备上拔下来的，且该磁盘所插接的上一存储设备对该磁盘进行了分区；若磁盘不具有元数据、但具有文件系统，那么该磁盘为用户盘，即该磁盘可能是从别的存储设备上拔下来的，别的存储设备可能是例如Windows系统、Linux系统、MacOS(苹果操作系统)系统等；且该磁盘上次所插接的存储设备在对该磁盘进行分区或写入数据时没有对该磁盘赋予元数据，从Windows系统、Linux系统、MacOS系统等系统的存储设备上拔下来的磁盘不可能具备本发明实施例所提出的元数据；若磁盘不具有元数据或文件系统，那么该磁盘为空白盘，不携带数据，在插接到新的存储设备上不存在数据丢失的问题。在本发明实施例中，磁盘所属类型是随着存储空间的管理操作而变化的。磁盘类型的状态转移图如图2示，图2中，“置于其它存储设备”指的是，采用本发明实施例提供的方法为磁盘赋予元数据的存储设备，而并非具有相关技术中的Windows、Linux、MacOS等系统的存储设备。比如，用户的旧有磁盘，经过数据保留，则转变为用户盘；当用户不想再保留用户盘里的数据时，可以删除用户盘，这时该磁盘则转变为空白盘，在空白盘上创建存储空间后，该磁盘又转变为数据盘。
在本发明的具体实施例中，所述元数据还包括版本号、校验值、元数据签名等信息，用于在识别解析元数据时验证元数据的有效性。
磁盘携带数据的情况包括两种：一是，磁盘携带元数据；这时磁盘中携带的数据是我们自己的设备创建的，磁盘中包含RAID，RAID中再包含文件系统；二是，磁盘直接携带文件系统；这时磁盘中携带的数据是其它系统(比如Windows、Linux、MacOS等)创建的。所述将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录的步骤包括：
若新插入的磁盘携带元数据，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统挂载成共享目录；
若新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
在本发明一些实施例中，保留新插入磁盘中的数据的步骤包括：
扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
若新插入的磁盘携带元数据，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录；
若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录的步骤具体包括：
当磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后从存储空间中恢复出共享目录；
当磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
在本发明一些实施例中，当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，执行如下步骤：
选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；
将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
以新创建的磁盘分区为单位、创建软磁盘阵列RAID的步骤具体包括：
在选中的空白磁盘上构建第一分区，再以第一分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为可靠存储空间；并在选中的空白磁盘上构建第二分区，再以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线性式存储LINEAR。
在本发明的实施例中，可靠的RAID存储空间由不同磁盘的分区构建而成，可选的RAID级别有RAID1、RAID5、RAID6、RAID10；不可靠的RAID存储空间由磁盘上单独的一个分区构建，可选的RAID级别有RAID0、LINEAR(线性式存储)。可靠存储空间的分区大小可以根据需要灵活确定：如可选择磁盘总容量的30％或者20％；也可设置为一个固定的大小，如300G、500G等。这里的“可靠”与“不可靠”是以磁盘损坏、丢失的情况来衡量的。可靠存储空间中的数据，在其存储的这个磁盘中丢失的情况下，还能够在其它磁盘中找到相同的备份数据。例如，在两个磁盘A、B中构建一个可靠存储空间，该可靠存储空间由两个磁盘中相同大小的空间或不同大小的空间构成，当数据存入磁盘A或磁盘B的可靠存储空间时，会同时存入磁盘B或磁盘A的可靠存储空间，当磁盘A或磁盘B损坏时，磁盘B或磁盘A的可靠存储空间中的相同备份数据仍然能够调用，从而保证数据存储的可靠性。
在本发明的一种具体实施例中，把元数据放在磁盘最开始的位置，然后每个磁盘分为两个区，第一个分区占据总容量的一定百分比，例如30％；第二分区为总容量的70％。可靠存储空间选择RAID1的组合方式，不可靠存储空间选择RAID0的组合方式。磁盘两两进行组合，根据系统中的磁盘的数量可分为两种情况：
图3A是系统中共有偶数个磁盘的情形。这时两个磁盘之间可以构建出一个可靠存储空间，两个不可靠存储空间。可靠存储空间的容量为磁盘容量的30％，每个不可靠存储空间的容量为磁盘容量的70％。这时的可靠存储空间是由两个成员组成，具有真正意义上的数据冗余能力。一个磁盘损坏的情况下，可保证可靠存储空间中的数据不丢失。
图3B是系统中有奇数个磁盘的情形。这时第一个分区仍按RAID1的方式构建RAID。这时的可靠存储空间只有一个成员，不能做到真正意义上的可靠。但是，当有新的磁盘插入时，就按偶数个磁盘的策略给可靠存储空间增加新的成员，实现真正的可靠。也就是说，当有新的磁盘插入存储设备时，将新的磁盘的30％的存储空间连同图3B中所示的磁盘的第一分区一起，作为可靠存储空间，新插入磁盘中70％的存储空间连同图3B中所示的磁盘的第二分区，分别作为不可靠存储空间。
假设一个存储单元由两个磁盘构成，单个磁盘的容量为U，可靠存储空间采用RAID1的方式，不可靠存储空间采用RAID0的方式。那么：在上述实施例中，以一个分区为一个存储单位构建RAID，则可同时得到一个可靠存储空间，两个不可靠存储空间，总的可用空间为：总大小：30％*U+70％*2*U＝1.7U。而如果以一个磁盘为一个存储单位构建RAID，则要么得到一个可靠存储空间；要么得到一个或者两个不可靠存储空间。如果得到一个可靠存储空间，那么存储空间总大小为(U+U)*50％＝U；如果得到一个或两个不可靠存储空间，那么存储空间总大小为：U+U＝2U。
如果对磁盘的分区更细，那么可同时得到的可靠存储空间个数和不可靠存储空间个数都会更多，总的可用空间的大小也更灵活。
在本发明一些实施例中，所述方法还包括：
接收到删除存储空间的指令；
根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
停止需要删除的存储空间对应的软磁盘阵列RAID；
清除软磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
在系统配置文件中删除所述存储空间对应的元数据；
若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
在本发明一些实施例中，所述方法还包括：
接收到删除磁盘的指令；
卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
若待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同，则停止待删除磁盘上的软磁盘阵列RAID，清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块 信息以及其携带的元数据信息。
在本发明一些实施例中，将新插入磁盘本身的磁盘阵列RAID成员在存储设备上挂载成共享目录之后，还包括：
使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传输数据。
在实际应用场景下，用户新购入一款家庭存储设备，但这时用户家中已经存在较大量的已有数据，如照片、视频、文档等。对于传统的家用NAS(Network Attached Storage，网络附加存储)设备，这时只能通过网络的方式或者USB外接口的方式把已有数据迁入新的存储中心。如果数据量有几百G甚至上T，那么数据传输将耗费大量的时间。利用本发明能支持用户数据盘的特性，可大大提高用户数据迁移的效率。
在本发明具体实施例中，首先，在存储设备的已有磁盘上创建好存储空间，再在存储空间上创建出共享目录；然后把用户数据盘插入存储设备，选择数据保留，把新插入的用户数据盘挂载成为共享目录。共享目录就是用户可以直接操作的基本单元，所以，这时只需要在这两种共享目录之间做数据拷贝就行了，而且这种拷贝就是同一系统上不同磁盘之间的数据对拷，数据传输时间大量缩短。
对于其它的存储设备，要想把旧磁盘中的数据导入到存储系统中，就需要先把磁盘接入到另一台计算机，然后让该计算机读取磁盘中的数据，再通过网络把数据传输到存储系统，最后由存储系统把数据保存到存储空间中。这种方式数据需要经过计算机的读取、网络传输、存储系统写入的过程，流程冗长，数据传输效率低。
而本发明上述实施例采用的数据迁移方式，因为在同一个系统上，用户数据盘与存储空间数据盘之间是共享系统总线(如PCI：Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)的，所以几乎能达到磁盘接口，如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驱动电子设备)的最大速率。其传输速度上远不是USB接口、网络接口所能比的。对于支持热插拔的SATA磁盘，还能做到像USB设备一样方便地即插即用，极大地提高用户的使用感受。
本发明实施例提供一种磁盘存储空间管理装置，结构如图4所示，包括：
插入操作识别模块40，设置为：识别磁盘插入存储设备的操作；
数据识别模块41，设置为：识别新插入磁盘的是否携带数据；
数据保留模块42，设置为：当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据；
目录挂载模块43，设置为：将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
如图5所示，在本发明一些实施例中，所述数据识别模块41包括：
第一识别单元410，设置为：当确定磁盘携带元数据，则识别磁盘的携带数据；
第二识别单元411，设置为：当确定磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别磁盘携带数据。
如图6所示，在本发明一些实施例中，所述目录挂载模块43包括：
第一共享目录挂载单元430，设置为：在新插入的磁盘携带元数据的情况下，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统挂载成共享目录；
第二共享目录挂载单元431，设置为：在新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统的情况下，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
如图7所示，在本发明一些实施例中，所述数据保留模块42包括：
分区列表获得单元420，设置为：扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
通用唯一识别码UUID获取单元421，设置为：当新插入的磁盘携带元数据时，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；并触发分区查找单元；
分区查找单元422，设置为：根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；并触发RAID组装单元；
RAID组装单元423，设置为：在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；并触发共享目录第一挂载单元；
共享目录第一挂载单元424，设置为：根据重新组装出的RAID设备挂载 出共享目录；
共享目录第二挂载单元425，设置为：若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
如图8所示，在本发明一些实施例中，所述共享目录第一挂载单元424包括：
存储空间挂载子单元4240，设置为：当磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后触发共享目录恢复子单元；
共享目录恢复子单元4241，设置为：从存储空间中恢复出共享目录；
共享目录挂载子单元4242，设置为：当磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
如图9所示，在本发明一些实施例中，所述装置还包括：
空白磁盘分区模块44，设置为：当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
软磁盘阵列RAID创建模块45，设置为：以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
文件系统创建模块46，设置为：在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
元数据更新模块47，设置为：将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；
元数据保存模块48，设置为：将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
如图10所示，在本发明一些实施例中，所述软磁盘阵列RAID创建模块45包括：
可靠分区构建单元450，设置为：在选中的空白磁盘上构建第一分区；
可靠存储空间构建单元451，设置为：以第一分区为成员构建磁盘阵列 RAID，作为可靠存储空间；
不可靠分区构建单元452，设置为：在选中的空白磁盘上构建第二分区；
不可靠存储空间构建单元453，设置为：以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线性式存储LINEAR。
如图11所示，在本发明一些实施例中，所述装置还包括：
删除存储空间指令接收模块49，设置为：接收到删除存储空间的指令；
存储空间卸载模块50，设置为：根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
磁盘阵列RAID停止模块51，设置为：停止需要删除的存储空间对应的磁盘阵列RAID；
第一磁盘阵列RAID信息清除模块52，设置为：清除磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
元数据删除模块53，设置为：在系统配置文件中删除所述存储空间对应的元数据；
系统标识删除模块54，设置为：若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
如图12所示，在本发明一些实施例中，所述装置还包括：
删除磁盘指令接收模块55，设置为：接收到删除磁盘的指令；
文件系统卸载模块56，设置为：卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
磁盘阵列RAID停止模块57，设置为：当待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同时，停止待删除磁盘上的磁盘阵列RAID；
第二磁盘阵列RAID信息清除模块58，设置为：清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块信息以及其携带的元数据信息。
在本发明一些实施例中，所述装置还包括：数据传输模块，设置为：使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传 输数据。
本发明还提供一种存储设备，包括用于存储数据的磁盘，还包括本发明任意一项实施例所提供的存储空间管理装置。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
工业实用性
本发明实施例不仅能让用户充分利用家中旧有的磁盘，而且当用户需要在我们的设备上进行数据迁入、迁出时，会非常的方便。

Claims (22)

  1. 一种磁盘存储空间管理方法，包括：
    识别磁盘插入存储设备的操作；
    识别新插入磁盘的是否携带数据；
    当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据，并将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其中，识别新插入磁盘是否携带数据的步骤包括：
    判断新插入磁盘是否携带元数据，若新插入磁盘携带元数据，则识别新插入磁盘携带数据；若新插入磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别新插入磁盘携带数据。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录的步骤包括：
    若新插入的磁盘携带元数据，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统挂载成共享目录；
    若新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
  4. 根据权利要求1所述的方法，其中，保留新插入磁盘中的数据的步骤包括：
    扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
    若新插入的磁盘携带元数据，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录；
    若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
  5. 根据权利要求4所述的方法，其中，根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录的步骤包括：
    当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后从存储空间中恢复出共享目录；
    当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
  6. 根据权利要求1所述的方法，还包括：当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，执行如下步骤：
    选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
    以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
    在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
    将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；
    将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其中，以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID的步骤包括：
    在选中的空白磁盘上构建第一分区，再以第一分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为可靠存储空间；并在选中的空白磁盘上构建第二分区，再以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
    所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线性式存储LINEAR。
  8. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
    接收到删除存储空间的指令；
    根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
    停止需要删除的存储空间对应的磁盘阵列RAID；
    清除磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
    在系统配置文件中删除所述存储空间对应的元数据；
    若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
  9. 根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
    接收到删除磁盘的指令；
    卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
    若待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同，则停止待删除磁盘上的磁盘阵列RAID，清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块信息以及其携带的元数据信息。
  10. 根据权利要求1所述的方法，其中，将新插入磁盘本身的磁盘阵列RAID成员在存储设备上挂载成共享目录之后，还包括：
    使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传输数据。
  11. 一种磁盘存储空间管理装置，包括：
    插入操作识别模块，设置为：识别磁盘插入存储设备的操作；
    数据识别模块，设置为：识别新插入磁盘的是否携带数据；
    数据保留模块，设置为：当新插入的磁盘携带数据时，根据用户的指令，保留新插入磁盘中的数据；以及
    目录挂载模块，设置为：将新插入磁盘中的文件系统在存储设备上挂载成共享目录。
  12. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述数据识别模块包括：
    第一识别单元，设置为：当确定新插入磁盘携带元数据，则识别新插入磁盘携带数据；以及
    第二识别单元，设置为：当确定新插入磁盘不携带元数据，但具有文件系统，则识别新插入磁盘携带数据。
  13. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述目录挂载模块包括：
    第一共享目录挂载单元，设置为：在新插入的磁盘携带元数据的情况下，将新插入磁盘的磁盘阵列RAID中的文件系统挂载成共享目录；
    第二共享目录挂载单元，设置为：在新插入的磁盘不携带元数据但携带文件系统的情况下，将新插入磁盘的文件系统挂载成共享目录。
  14. 根据权利要求11所述的装置，其中，所述数据保留模块包括：
    分区列表获得单元，设置为：扫描存储设备的所有磁盘，得到系统的分区列表；
    通用唯一识别码UUID获取单元，设置为：当新插入的磁盘携带元数据时，则根据新插入磁盘所携带的元数据，获得所述新插入磁盘中的磁盘阵列RAID成员的分区通用唯一识别码UUID；并触发分区查找单元；
    分区查找单元，设置为：根据所述分区列表和所述分区通用唯一识别码UUID，查找到所述分区通用唯一识别码UUID对应的系统分区；并触发RAID组装单元；
    RAID组装单元，设置为：在所述存储设备上，重新组装出新插入磁盘中的磁盘阵列RAID；并触发共享目录第一挂载单元；
    共享目录第一挂载单元，设置为：根据重新组装出的RAID设备挂载出共享目录；以及
    共享目录第二挂载单元，设置为：若新插入的磁盘不携带元数据，则将分区列表中的分区挂载成共享目录。
  15. 根据权利要求14所述的装置，其中，所述共享目录第一挂载单元包括：
    存储空间挂载子单元，设置为：当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成存储空间，然后触发共享目录恢复子单元；
    共享目录恢复子单元，设置为：从存储空间中恢复出共享目录；
    共享目录挂载子单元，设置为：当新插入磁盘所携带的元数据中包含的元数据通用唯一识别码UUID与存储设备的系统通用唯一识别码UUID不一致时，把重新组装出的磁盘阵列RAID挂载成共享目录。
  16. 根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括：
    空白磁盘分区模块，设置为：当达到设定的创建存储空间触发条件或接收到用户发送的存储空间创建指令时，选中存储设备的空白磁盘，并对选中的空白磁盘进行分区，得到新创建的磁盘分区；
    软磁盘阵列RAID创建模块，设置为：以新创建的磁盘分区为单位，创建软磁盘阵列RAID；
    文件系统创建模块，设置为：在所述软磁盘阵列RAID上创建文件系统；
    元数据更新模块，设置为：将所述软磁盘阵列RAID信息连同空白磁盘的元数据标识保存到空白磁盘的元数据中，以更新空白磁盘的元数据；以及
    元数据保存模块，设置为：将更新后的空白磁盘的元数据保存在存储设备的系统配置文件中。
  17. 根据权利要求16所述的装置，其中，所述软磁盘阵列RAID创建模块包括：
    可靠分区构建单元，设置为：在选中的空白磁盘上构建第一分区；
    可靠存储空间构建单元，设置为：以第一分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为可靠存储空间；
    不可靠分区构建单元，设置为：在选中的空白磁盘上构建第二分区；以及
    不可靠存储空间构建单元，设置为：以第二分区为成员构建磁盘阵列RAID，作为不可靠存储空间；
    所述可靠存储空间采用具有数据冗余能力的方式存储数据，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID1、或RAID5、或RAID6、或RAID10；所述不可靠存储空间不具有数据冗余能力，使用的磁盘阵列RAID包括：RAID0、或线性式存储LINEAR。
  18. 根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括：
    删除存储空间指令接收模块，设置为：接收到删除存储空间的指令；
    存储空间卸载模块，设置为：根据所述删除存储空间的指令，卸载存储空间；
    磁盘阵列RAID停止模块，设置为：停止需要删除的存储空间对应的磁盘阵列RAID；
    第一磁盘阵列RAID信息清除模块，设置为：清除磁盘阵列RAID中的磁盘的磁盘阵列RAID超级块信息和元数据；
    元数据删除模块，设置为：在系统配置文件中删除所述存储空间对应的 元数据；以及
    系统标识删除模块，设置为：若存储设备中不存在其它磁盘阵列，在系统配置文件中删除系统标识。
  19. 根据权利要求11所述的装置，所述装置还包括：
    删除磁盘指令接收模块，设置为：接收到删除磁盘的指令；
    文件系统卸载模块，设置为：卸载待删除的磁盘上所有的文件系统；
    磁盘阵列RAID停止模块，设置为：当待删除的磁盘的元数据标识与存储设备的元数据标识不同时，停止待删除磁盘上的磁盘阵列RAID；以及
    第二磁盘阵列RAID信息清除模块，设置为：清除待删除磁盘上的磁盘阵列RAID超级块信息以及其携带的元数据信息。
  20. 根据权利要求11所述的装置，其中，所述装置还包括：数据传输模块，设置为：使用所述共享目录，在存储设备已有磁盘和新插入的磁盘之间通过磁盘接口传输数据。
  21. 一种存储设备，包括用于存储数据的磁盘，还包括权利要求11-20中任意一项所述的磁盘存储空间管理装置。
  22. 一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，当该程序指令被执行时可实现权利要求1-16任一项所述的方法。
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