存储控制器、存储系统及操作存储控制器的方法
【专利说明】存储控制器、存储系统及操作存储控制器的方法
[0001]本申请要求于2014年4月21日提交的第10-2014-0047443号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的主题通过引用包含于此。
技术领域
[0002]本发明构思涉及存储控制器、存储系统以及操作存储控制器的方法。
【背景技术】
[0003]廉价或独立盘冗余阵列(RAID)技术用于将数据划分成多个数据段，将被划分的数据段在多个盘中分布和存储，并且RAID可具有各种等级。例如，在RAID 5系统中，当以分布式的方式将数据分条并将分条数据存储到多个盘上的同时，数据存储被存储有奇偶校验位，奇偶验证位可用于在发生读取数据失败时恢复存储在相关盘上的数据。奇偶校验位可通过对分条数据执行异或(exclusive-OR，XOR)操作来获得。在另一示例中，RAID 6系统使用第一奇偶校验位和第二奇偶校验位来提供数据恢复能力。
[0004]使用RAID的计算系统通常包括用于控制多个数据存储盘(以下，称为“存储盘”或“存储装置”)的中央RAID控制器。中央RAID控制器控制存储装置，同时处理针对存储在存储装置上的数据的RAID请求。然而，随着RAID请求变得更频繁，施加到中央RAID控制器的操作负载(或计算负荷)可增大至使计算系统的性能受损的程度。
【发明内容】
[0005]本发明构思的实施例各种地提供了通过将RAID请求分配到一个或更多个存储装置来使分布式存储系统的性能提高的存储控制器、数据存储系统和操作存储控制器的方法。
[0006]在一个实施例中，本发明构思提供了一种独立盘冗余阵列(RAID)存储系统，该RAID存储系统包括接收RAID请求的RAID主控制器和第一存储装置，第一存储装置包括:第一 RAID处理单元，从RAID主控制器接收RAID请求并确定是否需要分配RAID子请求，其中，在确定不需要分配RAID子请求时，RAID处理单元直接处理RAID请求；第一 RAID请求分配单元，在确定需要分配RAID子请求时，通过第一存储装置与第二存储装置之间的直接网络连接将RAID子请求传送到第二存储装置。
[0007]在另一实施例中，本发明构思提供了一种独立盘冗余阵列(RAID)存储系统，该RAID存储系统包括:主机，包括RAID主控制器，RAID主控制器接收RAID请求并被构造成将RAID请求选择地传送到包括第一存储装置和第二存储装置的多个存储装置中的一个存储装置，其中，第一存储装置和第二存储装置在包括主机的数据通信路径之外直接连接；第一存储装置，被构造成在从RAID主控制器接收RAID请求时确定是否需要将RAID子请求分配到第二存储装置，使得在确定需要分配RAID子请求时，第一 RAID控制器将RAID子请求传送到第二存储装置。
[0008]在另一实施例中，本发明构思提供了一种操作存储控制器的方法，该方法包括以下步骤:控制第一存储装置以直接处理从RAID主控制器分配的第一 RAID请求；将与第一RAID请求有关的第二 RAID请求分配到包括第二存储装置的一个或更多个存储装置。
【附图说明】
[0009]通过参照附图详细地描述本发明构思的优选实施例，本发明构思的上述和其他特征和优点将变得更明显，在附图中:
[0010]图1是示出根据本发明构思的实施例的存储系统的框图；
[0011]图2是进一步示出一个示例中的图1的存储系统的主机100的框图；
[0012]图3是进一步示出另一示例中的图1的存储系统的主机100的框图；
[0013]图4是进一步示出一个示例中的在图1的存储系统中使用的存储装置的框图；
[0014]图5是进一步示出另一示例中的在图1的存储系统中使用的存储装置的框图；
[0015]图6是示出根据本发明构思的在存储系统中使用的RAID管理方法的框图；
[0016]图7是进一步示出一个示例中的图6的RAID管理方法的框图；
[0017]图8是示出根据本发明构思的实施例的操作存储控制器以处理RAID请求的方法的操作图；
[0018]图9是示出根据本发明构思的另一实施例的操作存储控制器以处理RAID请求的方法的操作图；
[0019]图10是示出根据本发明构思的另一实施例的存储控制器的框图；
[0020]图11和图12是示出根据本发明构思的各种实施例的存储系统的各框图；
[0021]图13、图14和图15是总结根据本发明构思的实施例的操作存储控制器以处理RAID请求的各种方法的示例的各流程图。
【具体实施方式】
[0022]现在将参照附图来更详细地描述本发明构思的特定实施例。然而，本发明构思可以以不同的形式来实施，并且不应该被解释为仅局限于示出的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本发明构思的范围。在整个书面描述和附图中，同样的附图标号和标记用于指示同样或类似的元件。
[0023]还将理解的是，当层被称为“在”另一层或基板“上”时，它可直接在所述另一层或基板上，或者还可存在中间层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
[0024]为了便于描述，这里可使用诸如“在……之下”、“在……下面”、“下面的”、“在……上面”和“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，除了在附图中描绘的方位之外，空间相对术语意图包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其他元件或特征“下面”或者“在”其他元件或特征“之下”的元件接着将被定位为“在”所述其他元件或特征“上面”。因此，示例性术语“在……下面”可包括“在……上面”和“在……下面”两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释这里使用的空间相对描述符。
[0025]除非这里另外指出或通过上下文明显矛盾，否则在描述本发明构思的上下文中(特别在权利要求的上下文中)使用的单数形式的表达以及类似的指示物将被解释为既包括单数又包括复数。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”将被解释为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)。
[0026]除非另有定义，否则这里使用的所有技术术语和科学术语具有与如本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。注意的是，除非另外明确指出，否则这里提供的任何和所有示例或示例性术语的使用仅意图更好地阐明本发明构思，而不是对本发明构思的范围的限制。此外，除非另有定义，否则不可过度地解释在通用辞典中定义的所有术语。
[0027]图1是示出根据本发明构思的实施例的存储系统的框图。
[0028]参照图1，存储系统I包括主机100以及多个存储装置200、202、204和206。
[0029]主机100接收数据输入和数据输出请求(以下，共同地或个别地称为“数据I/O请求”或“RAID请求”)，并执行针对多个存储装置200、202、204和206中的一个或更多个的相应的数据I/O操作。数据I/O请求可导致执行数据存储操作、数据更新操作和/或数据读取操作中的一个或更多个操作。下面的许多描述将针对以下情况，即，假定接收的数据I/O请求为导致数据存储操作的请求(即，数据存储请求)。然而，本发明构思的范围不仅限于这种类型的请求以及相应的操作。
[0030]主机100被假定为接收由对主机100执行应用而引起的数据I/O请求，但本发明构思涵盖其他请求起源和类型。响应于接收的数据I/O请求，主机100可使由数据I/O请求指示的RAID操作被分布到多个存储装置200、202、204和206中并被多个存储装置200、202,204和206共同处理。例如，假定接收的数据I/O请求为数据存储请求，则主机100可以使用RAID系统以分布式的方式将相应的“写入数据”写入到多个存储装置200、202、204和206中ο
[0031]为了操作RAID系统，在图1中示出的主机100包括RAID主控制器110，将参照在图2和图3中示出的示例中更详细地描述RAID主控制器110。然而，在本发明构思的特定实施例中，可将主机100实施为诸如台式计算机的个人计算机、服务器计算机、诸如笔记本计算机的便携式计算机或诸如蜂窝电话、智能电话、平板电脑、MP3、便携式多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)、数码相机、摄像机等的便携式装置。
[0032]多个存储装置200、202、204和206中的每个存储装置可响应于从主机100接收的数据I/o指令来分别执行数据I/O操作。例如，按照通过从主机100接收的数据读取指令的指示，存储装置200、202、204和206中的每个存储装置可以从构成的闪速存储器读取数据，并可接着将“读取数据”传送到主机100。可选择地或另外地，存储装置200、202、204和206中的每个存储装置可以按照从主机100接收的数据存储指令的指示将写入数据存储在构成的闪速存储器中。
[0033]在本发明构思的特定实施例中，存储装置200、202、204和206可分别为通过快速外设组件互连(PC1-E)接口与主机100通信的固态硬盘(SSD)，但在本发明构思的实施例中可使用各种接口。如图1中所示，存储装置200、202、204和206中的每个存储装置可包括相应的RAID控制器210、212、214和216。RAID控制器被构造成连同RAID主控制器110 —起来实现RAID系统，随后