基于raid1和raid4混合结构转换过程数据可靠性保证方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机存储领域，尤其涉及基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置。
【背景技术】
[0002]RAID(独立冗余磁盘阵列)技术是一种提供增强冗余、容量和存储性能的存储方法，有着较强的可管理性、可靠性和可用性。通过冗余计算，RAID技术能够在满足可靠性要求的前提下降低系统的容量开销，将RAID技术应用于网络存储系统的研究经历了从集中式控制到分布式控制，从单一 RAID模式到混合RAID模式的发展过程，RAIDl技术具有高可靠性，RAIDl镜像使得写操作能有两份数据，即使其中一个节点故障，副本也能保证有一份正确的数据，RAID4冗余技术占用较少的冗余空间存储校验信息，能够容忍任意单节点故障，并可以通过其他节点的数据和校验信息恢复丢失的数据，系统可靠性比较好。
[0003]在大规模网络存储系统中需要考虑复杂网络环境对性能的影响，所以一些存储系统采用混合RAID模式。AutoRAID将最近使用的数据放在以RAIDl存储的高性能的硬盘中，将不太常用的数据放在以RAID5存储的经济高效的硬盘中。DPGADR使用了与AutoRAID相似的结构，但更适用于分布式网络存储环境，采用复制和延迟校验块生成的方法提高系统性能。专利号为201410033455.3的中国专利——《RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法》提供了在后端的冗余管理节点对数据节点进行集中冗余管理的方法，将冗余管理节点从数据通道的前端移到存储设备的后端，使得读写请求可以直接访问存储节点，减少了冗余计算对系统写性能的影响。
[0004]AutoRAID中RAIDl与RAID5数据是分离存储的，在网络环境下将大批数据从RAIDl迀移到RAID5上，会带来巨大的网络带宽和磁盘带宽消耗，不适合在分布式环境下使用。而DPGADR中RAID5部分是降级方式存储，冷数据的读写性能较差。专利号为201410033455.3的中国专利——《RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法》提出的后端冗余集中管理方式解决了集中式冗余管理方式性能瓶颈的问题，但数据同步过程和写I/o操作会相互影响，无法保证RAIDl数据转换成RAID4数据过程中数据的一致性。
[0005]基于上述分析混合RAID结构网络存储技术在目前还存在以下局限:数据转换过程影响写I/O操作，无法保证数据转换的一致性。
[0006]针对以上考虑，本发明在中国专利《RAID1和RAID4混合结构网络存储系统及方法》基础上(系统结构如图示I和图示2)，提出一种基于RAIDl和RAID4混合结构的转换过程数据一致性保证方法。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提出一种基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置。
[0008]本发明提出一种基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证方法，包括:
[0009]挂起步骤，获取校验节点中BRD的占用空间值，当所述占用空间值达到设定阈值时，将所述BRD所在的区域加入suspend_area列表，将所述区域转换为对应的多个数据节点的子区域，并向所述子区域发送挂起操作请求，所述数据节点收到所述挂起操作请求后，挂起所述子区域的写请求；
[0010]转换步骤，对所述子区域的数据进行RAID4校验计算，生成的校验数据写入逻辑卷设备，并向所述数据节点发送重映射请求，所述数据节点将所述子区域的所述BRD重映射到ARP，以完成数据转换。
[0011 ] 所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证方法，所述转换步骤包括:对成功执行挂起操作的子区域进行RAID4校验计算，并向所述成功执行挂起操作的子区域所属的数据节点发送重映射请求。
[0012]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证方法，所述挂起步骤还包括:通过多任务并发向对应的数据节点发送子区域的挂起操作。
[0013]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证方法，所述挂起步骤还包括:若此时所述子区域存在写请求正在执行，则等待所有写请求结束后，进入所述转换步骤。
[0014]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证方法，还包括复位步骤:所述数据节点完成重映射操作后，将所述BRD所在的区域从所述suspend_area链表中移除；将所述数据节点中被挂起的所述子区域的写请求进行下发。
[0015]本发明还提出一种基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置，包括:
[0016]挂起模块，用于获取校验节点中BRD的占用空间值，当所述占用空间值达到设定阈值时，将所述BRD所在的区域加入suspend_area列表，将所述区域转换为对应的多个数据节点的子区域，并向所述子区域发送挂起操作请求，所述数据节点收到所述挂起操作请求后，挂起所述子区域的写请求；
[0017]转换模块，用于对所述子区域的数据进行RAID4校验计算，生成的校验数据写入逻辑卷设备，并向所述数据节点发送重映射请求，所述数据节点将所述子区域的所述BRD重映射到ARP，以完成数据转换。
[0018]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置，所述挂起模块还包括:通过多任务并发向对应的数据节点发送子区域的挂起操作。
[0019]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置，所述转换模块包括:对成功执行挂起操作的子区域进行RAID4校验计算，并向所述成功执行挂起操作的子区域所属的数据节点发送重映射请求。
[0020]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置，所述挂起模块还包括:若此时所述子区域存在写请求正在执行，则等待所有写请求结束后，执行所述转换模块。
[0021]所述的基于RAIDl和RAID4混合结构转换过程数据可靠性保证装置，还包括复位模块，用于所述数据节点完成重映射操作后，将所述BRD所在的区域从所述suspencLarea链表中移除；将所述数据节点中被挂起的所述子区域的写请求进行下发。
[0022]由以上发明可知，本发明的优点在于:
[0023]本发明降低RAIDl向RAID4转换的过程与I/O操作在短时间内互相影响的概率，确保转换流程与写I/O操作的异步化程度；
[0024]在不影响写I/O性能的前提下，保证了 Rl到R4转换的数据一致性。
【附图说明】
[0025]图1为RAIDl和RAID4混合结构的冗余组示意图；
[0026]图2为冗余组内混合RAID的系统结构图；
[0027]图3为数据节点suspend操作流程示意图；
[0028]图4为数据节点resume操作流程示意图；
[0029]图5为校验节点发送suspend和resume操作流程示意图；
[0030]图6为数据节点写请求下发查询流程示意图；
[0031]图7为转换流程suspend阶段流程示意图；
[0032]图8为转换流程转换阶段流程示意图；
[0033]图9为转换流程resume阶段流程示意图。
【具体实施方式】
[0034]以下为本发明方法的具体步骤，如下所示:
[0035]挂起步骤，获取校验节点中BRD的占用空间值，当所述占用空间值达到设定阈值时，将所述BRD所在的区域加入suspend_area列表，将所述区域转换为对应的多个数据节点的子区域，并向所述子区域发送挂起操作请求，所述数据节点收到所述挂起操作请求后，挂起所述子区域的写请求；
[0036]转换步骤，对所述子区域的数据进行RAID4校验计算，生成的校验数据写入逻辑卷设备，并向所述数据节点发送重映射请求，所述数据节点将所述子区域的所述BRD重映射到ARP，以完成数据转换。
[0037]所述转换步骤包括:对成功执行挂起操作的子区域进行RAID4校验计算，并向所述成功执行挂起操作的子区域所属的数据节点发送重映射请求。
[0038]所述挂起步骤还包括:通过多任务并发向对应的数据节点发送子区域的挂起操作。
[0039]所述挂起步骤还包括:若此时所述子区域存在写请求正在执行，则等待所有写请求结束后，进入所述转换步骤。
[0040]还包括复位步骤:所述数据节点完成重映射操作后，将所述BRD所在的区域从所述suspend_area链表中移除；将所述数据节点中被挂起的所述子区域的写请求进行下发。
[0041]本发明装置包括以下模块，如下所示:
[0042]挂起模块，用于获取校验节点中BRD的占用空间值，当所述占用空间值达到设定阈值时，将所述BRD所在的区域加入suspend_area列表，将所述区域转换为对应的多个数据节点的子区域，并向所述子区域发送挂起操作请求，所述数据节点收到所述挂起操作请求后，挂起所述子区域的写请求；
[0043]转换模块，用于对所述子区域的数据进行RAID4校验计算，生成的校验数据写入逻辑卷设备，并向所