一种针对SATA端口复用优化的方法与流程

本发明涉及SATA端口复用技术领域，尤其涉及一种针对SATA端口复用优化的方法。

背景技术：

在中国的存储设备中，视频监控存储的使用量最大，同时对于数据安全的容忍程度最高。因此，将SATA端口复用技术应用于视频监控存储，是一个趋势。如果能提升SATA端口复用在FIS模式下的稳定性，那么此方案在视频存储中的应用将会越来越多。

SATA端口复用方式主要用于16盘位存储设备，对于此类设备，若采用4TB硬盘，创建一个RAID5（包含一个热备盘），设备有效存储容量为50TB，对于一个中等规模的视频监控场景，假如存储时间设为14天，则存储性能需求为40MB/S。由此可见，大多数视频监控存储，在实际业务中，需要达到的性能要求是43MB/S。

目前主流的SATA接口带宽已达到300MB/S，因此，SATA端口复用的物理传输带宽即300MB/S，不会成为系统瓶颈。然而，硬盘做RAID5后，在视频监控业务中，如果要达到43MB/S的存储带宽，通常需要5-6块硬盘即可，无需使用全部硬盘。

SATA端口复用技术，可以通过两种模式实现:

1.基于命令的交换模式（Command-based switching）同一时刻，主机只和一块硬盘进行数据传输，此硬盘的命令队列尚未完成前，主机无法向其他硬盘发出指令。因此此模式无法充分利用SATA接口带宽，存储传输性能一般，适用于对容量需求强，对带宽需求弱的应用环境。但是，由于采用同步操作的原因，此类模式不适用与RAID环境，因此，目前的视频监控业务，极少用到基于命令交换的端口复用方案。

2.帧信息结构交换模式（Frame Information Structure）同一时刻，主机可以向多个驱动器同步提供高性能的存储连接，并通过仲裁算法来确保稳定均衡的数据流。与基于命令的交换不同，基于 FIS 的交换可汇集多个读操作以充分利用主机链路可提供的更高带宽。由于FIS采用异步工作模式，因此它可以应用在RAID环境下，但是，相比SAS硬件，SATA硬件的稳定性相对较弱，在FIS模式下，所有硬盘的数据都通过SATA接口与主机交互，此时SATA接口的稳定性存在隐患。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对SATA端口复用优化的方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种针对SATA端口复用优化的方法，其特征在于，包括两种实施模式：

S1、静态轮询模式，存储设备创建RAID5后，将每个SATA组内的数据盘分为甲乙两组，视频数据将按照时间阈值，分时写入此两组硬盘，以时阈7天交替循环处理；

S2、动态反馈模式，存储设备创建RAID5后，第一个时间阈值内，全盘运行，统计得到平均存储带宽n，并对每一个SATA接口中，各个数据盘的温度和延时的状态值由低到高进行排序，记为S1{a1…a4}, S2{a1…a4}, S3{a1…a4}, S4{a1…a4}。

进一步地，按照存储平均带宽n的大小，以时阈7天循环判断处理，以状态值为标准确定保留硬盘的数目，包括：

A、n<25MB/S：各组保留状态值最低的1块硬盘；

B、25<=n<50MB/S：各组保留状态值最低的2块硬盘；

C、50<=n<80MB/S：各组保留状态值最低的3块硬盘；

D、n>80MB/S: 使用全部硬盘。

本发明的有益效果是：

本发明可以对SATA端口的复用数量进行控制，使其由4个减少到1-2个，从而提升存储系统的稳定性以及磁盘整体使用寿命。同时，数据分时写入后，在进行录像查询时，可以实现一定程度的读写分离，即查询上一个时间周期的数据时，当前正在进行录像的硬盘，不会有读操作，保证硬盘磁头不同时进行读和写，从而提升硬盘的使用寿命。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是基于命令交换模式的端口复用图。

图2是基于帧信息结构交换模式的端口复用图。

图3是本发明的优化后的帧信息结构交换模式端口复用图。

具体实施方式

如图3所示，一种针对SATA端口复用优化的方法，其特征在于，包括两种实施模式：

S1、静态轮询模式，存储设备创建RAID5后，将每个SATA组内的数据盘分为甲乙两组，视频数据将按照时间阈值，分时写入此两组硬盘，以时阈7天交替循环处理；此模式的优点是实现简单，运行稳定，但是控制精度不够，如果存储系统处于低压力情况下，则可以进一步减少工作硬盘的数量，从而更好地提升系统稳定性；

S2、动态反馈模式，存储设备创建RAID5后，第一个时间阈值内，全盘运行，统计得到平均存储带宽n，并对每一个SATA接口中，各个数据盘的温度和延时的状态值由低到高进行排序，记为S1{a1…a4}, S2{a1…a4}, S3{a1…a4}, S4{a1…a4}。

进一步地，按照存储平均带宽n的大小，以时阈7天循环判断处理，以状态值为标准确定保留硬盘的数目，包括：

A、n<25MB/S：各组保留状态值最低的1块硬盘；

B、25<=n<50MB/S：各组保留状态值最低的2块硬盘；

C、50<=n<80MB/S：各组保留状态值最低的3块硬盘；

D、n>80MB/S: 使用全部硬盘。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。