一种基于新型raid技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计，其磁盘由多片盘片组成，通过扇区将不同的盘片有机的联系在一起，扇区由内到外呈弧形分布，本设计中将这些扇区分为三部分，处于最里层的为第一部分用于构建RAID0，中间的为第二部分用于构建RAID1，最外面的为第三部分用于构建RAID5；本发明和现有技术相比，完美的了磁盘机械特点、RAID0/RAID1/RAID5技术特点、操作系统交换分区、生产环境不同服务的性能要求特点，最大限度的发挥了各自的优点，有效的克服了各自的缺点，在满足数据冗余数据保护的高可靠前提下，提出了新型RAID技术，最终完成高性能、高可靠磁盘阵列的部署和搭建。
【专利说明】一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计
【技术领域】
[0001]本发明涉及高性能、高可靠存储技术以及存储系统【技术领域】，具体地说是一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计。
【背景技术】
[0002]首先传统的RAID类型各自有各自的特点，RAIDO具有最优的读写性能，实现数据最快速读写，对1响应最快，但是不足的是其不具有数据冗余能力，存储阵列中只要有一块硬盘损坏则数据全部丢失，一损则损，客户选择起来只能是爱恨交加、望洋心叹。RAIDl在对数据镜像保护的同时在性能方面也表现优异，但是RAIDl对存储空间的需求太大，随着而来的是客户成本的成倍激增，随着客户对容量的不断增加，RAIDl会给存储系统的升级带来不可避免的麻烦，尤其体现在大中型数据中心。RAID5技术在性能上表现有佳，RAIDl相当，具有较好的高可靠性，在存储利用率上优异RAID1，但是与RAIDO相比还是可望而不可即。以上是针对RAID类型在原理层面进行的优劣势分析，在实际的运用中还需要结合硬盘机械特性、操作系统原理、LUN运用种类及运用场合来进行更为全面的分析。
[0003]结合磁盘的物理特征和数据分布特征来看，数据在磁盘的盘片上是按照扇区分布的，同时磁盘的由内到外，随着半径的增加线速度会增大，数据的读写性能会提升；在操作系统层面，系统对LUN的运用种类不同，主要的有用做数据盘的、系统盘，同时最引人瞩目的是SWAP磁盘空间,这在所有的操作系统中都有使用，只是名字不一样而已,而SWAP中存储的数据是长时间不用的内存数据，同时这些数据已经dump到硬盘中，所以对这部分特殊的数据没有必须的高可靠保证，同时如果这些数据存储在具有高性能的存储空间中是最优的选择。结合数据保护、存储高可靠方面，数据的冗余及保护是必须的，不具有数据保护功能的存储是难以在实际生产中使用的。以上内容即为本发明的技术背景，结合以上的分析，综合磁盘物理特征、RAID类型、操作系统对磁盘的使用、数据冗余各自优点，克服各自的缺点，最终在本设计提出的新型RAID技术之上构建高性能高可靠的磁盘阵列。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计。
[0005]本发明中提出的新型RAID技术是通过对一块物理磁盘的按照扇区进行管理，通过不同的扇区进行不同RAID类型的构成，由内向外依次分布为RAID0/RAID1/RAID5，结合磁盘转速、各RAID特点，实现最优的设计、最大限度发挥各RAID性能，在此基础上完成了高性能、高可靠磁盘阵列的设计。
[0006]本发明的技术方案是按以下方式实现的，其结构中磁盘由多片盘片组成，通过扇区将不同的盘片有机的联系在一起，扇区由内到外呈弧形分布，本设计中将这些扇区分为三部分，处于最里层的为第一部分用于构建RAID0，中间的为第二部分用于构建RAID1，最外面的为第三部分用于构建RAID5 ； 最外侧的区域表不用于构建RAID5的扇区，中部区域表不用于构建RAIDl的扇区，内部区域表示用于构建RAIDO的扇区；
在性能方面，从磁盘的角度出发，用于构建RAIDO的扇区区域由于半径小，所以线速度小于外侧区域，构建RAIDl的扇区区域居中，用于构建RAID5的扇区区域的线速度最大，所以内部的性能没有外侧的好，用于构建RAIDl的扇区即最外侧最高；这样，高性能的RAIDO部署构建在扇区内部，RAID1/RAID5依次布置在外面，这样美妙的将物理特性与RAID特性最优化的进行结合，使得整个磁盘的读写性能最大化提升。
[0007]本发明的优点是:
本发明的一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计和现有技术相比，完美的了磁盘机械特点、RAID0/RAID1/RAID5技术特点、操作系统交换分区(SWAP )、生产环境不同服务的性能要求特点，最大限度的发挥了各自的优点，有效的克服了各自的缺点，在满足数据冗余数据保护的高可靠前提下，提出了本设计中的新型RAID技术，最终完成高性能、高可靠磁盘阵列的部署和搭建。为高性能、高可靠存储提供了一种有效的新型RAID技术。
【具体实施方式】
[0008]下面对本发明的一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计作以下详细说明。
[0009]本发明的一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计，其结构中磁盘由多片盘片组成，通过扇区将不同的盘片有机的联系在一起，扇区由内到外呈弧形分布，本设计中将这些扇区分为三部分，处于最里层的为第一部分用于构建RAID0，中间的为第二部分用于构建RAIDl，最外面的为第三部分用于构建RAID5 ；
最外侧的区域表不用于构建RAID5的扇区，中部区域表不用于构建RAIDl的扇区，内部区域表示用于构建RAIDO的扇区；
在性能方面，从磁盘的角度出发，用于构建RAIDO的扇区区域由于半径小，所以线速度小于外侧区域，构建RAIDl的扇区区域居中，用于构建RAID5的扇区区域的线速度最大，所以内部的性能没有外侧的好，用于构建RAIDl的扇区即最外侧最高；这样，高性能的RAIDO部署构建在扇区内部，RAID1/RAID5依次布置在外面，这样美妙的将物理特性与RAID特性最优化的进行结合，使得整个磁盘的读写性能最大化提升。
[0010]同时在数据保护方面进行如下设计，在操作系统中，在物理内存不够使用的情况下，系统会将系统进程列表中“最近最少”使用的程序或数据从物理内存中交换到换页空间中，以释放物理内存，使得其他需要申请内存的进程得以运行。而写入硬盘交换分区的内存在进入交换之前进行dump处理，使得其“干净的”而非“脏的”，这样这部分数据就没有严格的高可靠数据保护的需求，即使丢失也对数据没有任何影响。至此，将以上浅蓝色分区用来作为数据交换区，也就天然屏蔽了 RAIDO不具有数据保护的缺点，即使本块磁盘坏了也没有关系，使得其发挥去最优的读写性能，作为交换分区(SWAP)也具有独一无二的优势。
[0011]可依据生产的需要，结合不同的生产环境，可以对RAID1/RAID5的顺序进行调整，对性能要求苛刻的，将业务部署在由外侧扇区构建的RAID，相对不苛刻的部署在中间扇区。
[0012]这样就能最大限度的发挥磁盘性能。同时基于这种新型的RAID技术之上还可以进行RAID10/RAID6/RAID50等新型RAID类型的构建。
[0013]本发明的一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计其加工制作非常简单方便，按照说明书所示即可加工。
[0014]除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
【权利要求】
1.一种基于新型RAID技术的高性能、高可靠磁盘阵列设计，其特征在于磁盘由多片盘片组成，通过扇区将不同的盘片有机的联系在一起，扇区由内到外呈弧形分布，本设计中将这些扇区分为三部分，处于最里层的为第一部分用于构建RAIDO，中间的为第二部分用于构建RAIDl，最外面的为第三部分用于构建RAID5 ； 最外侧的区域表不用于构建RAID5的扇区，中部区域表不用于构建RAIDl的扇区，内部区域表示用于构建RAIDO的扇区； 在性能方面，从磁盘的角度出发，用于构建RAIDO的扇区区域由于半径小，所以线速度小于外侧区域，构建RAIDl的扇区区域居中，用于构建RAID5的扇区区域的线速度最大，所以内部的性能没有外侧的好，用于构建RAIDl的扇区即最外侧最高；这样，高性能的RAIDO部署构建在扇区内部，RAID1/RAID5依次布置在外面，这样美妙的将物理特性与RAID特性最优化的进行结合，使得整个磁盘的读写性能最大化提升。
【文档编号】G06F3/06GK104407819SQ201410717173
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】康启旭, 唐远琳, 陈宗勇 申请人:浪潮集团有限公司