专利名称：：可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构的制作方法
技术领域：
：本发明涉及磁碟管理技术，尤指一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其主要将各阵列的配置数据储存于各阵列磁碟的最后一磁区，并将各项资讯妥善规划，可大幅降低阵列配置所需的磁碟空间。
背景技术：
：近年来，由于资讯相关产业的高度发展以及人们对资讯产品传输速度以及数据安全性的要求日益增加，驱使业不断研发改良，开发出各种新的产品规格。就电脑储存系统而言，业发展出各式的磁碟阵列以满足使用的需求，如RAID0(RedundantArraysofIndependentDriveslevel0)阵列，提供数据分带(datastriping)的功能，可提高数据存取的速率；RAID1阵列，提供磁碟映射(diskmirroring)的功能，藉以提高数据储存的安全性及系统的稳定性；另有复合式的RAID0+1阵列，为RAID0与RAID1的复合式阵列，可同时具备速度与安全性的优点。一般磁碟阵列系统的架构如图1所示，其磁碟阵列14主要包含有一磁碟阵列控制器141及复数个磁碟机，如第一磁碟机161、第二磁碟机163、第三磁碟机165及第四磁碟机167等，各磁碟机分别连接该磁碟阵列控制器14，而磁碟阵列控制器14则连接于一主电脑12。当主电脑12欲存取磁碟阵列141数据时，即由磁碟阵列控制器14依阵列的类型由各磁碟机中存取数据。在习用的磁碟阵列中，各磁碟机的磁区规划如图2所示，其主要是将各磁碟机的第一个磁区(sector)规划为阵列配置磁区221，阵列的各项配置(configuration)数据皆储存于其中，而紧跟着则为主启动磁区(MasterBootRecord；MBR)233。在主启动磁区223之后，依序为储存数据的第一数据磁区225至该磁碟机的最后数据磁区229。上述的习用磁碟阵列架构及其各磁碟机的磁区规划只能适用于单一的磁碟阵列，而无法使多个磁碟阵列于一系统中共存。且，由于其阵列的配置数据储存于各磁碟机的第一个磁区，常常会破坏该磁碟机中原有的数据结构。而将磁碟阵列中的磁碟机取出后，其内部储存的数据也无法由一般电脑正常存取。因此，如何针对上述习用磁碟阵列架构的缺点，以及使用时所发生的问题提出一种新颖的解决方案，设计出一种良好的磁碟管理系统的配置结构，不仅可有效管理多个磁碟阵列，且可大幅减少系统配置所需的磁碟空间，长久以来一直是使用殷切盼望及本发明人欲行解决的困难点所在，而本发明人基于多年从事于资讯产业的相关研究、开发、及销售的实务经验，乃思及改良的意念，经多方设计、探讨、试作样品及改良后，终于研究出一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，以解决上述的问题。
发明内容本发明的主要目的，在于提供一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其主要将一阵列标帜、一阵列资讯及一磁碟资讯储存于各阵列磁碟机的最后一磁区，可于不破坏原有数据的状况下藉以辨识及管理各磁碟阵列。本发明的次要目的，在于提供一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其阵列配置中可储存有同一磁碟阵列中各磁碟机的序号校验和，可快速确认各磁碟阵列的状态及各磁碟机间的关系。本发明的又一目的，在于提供一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其阵列配置的结构经妥善规划安排，可大幅减少其储存所需的磁碟空间。为了达成上述的目的，本发明提供一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其包含一阵列标帜，可用以区分阵列所属磁碟及独立磁碟；一阵列资讯，用以记录阵列的各项设定及状态；一磁碟资讯，用以记录各阵列磁碟的各项资讯；及同一磁碟阵列中各磁碟机的序号校验和其中所述的配置结构储存于各阵列磁碟机的最后一个磁区；本配置结构还包含有一版本识别栏位，用以标示该磁碟系统的软件及固件版本。本发明的一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其主要是将各阵列的配置数据储存于各阵列磁碟的最后一磁区，并将各项资讯妥善规划，可大幅降低阵列配置所需的磁碟空间。图1习用磁碟阵列的方块示意图；图2习用磁碟阵列磁区规划的示意图；图3本发明一较佳实施例可运用的磁碟管理系统方块图；图4各阵列磁碟机磁区规划的示意图；图5本发明配置结构的说明图；图6本发明阵列资讯各位元的说明图；及图7本发明磁碟资讯各位元的说明图。具体实施例方式首先，请参阅图3及图4，分别为本发明一较佳实施例可运用的磁碟管理系统方块图及各阵列磁碟的磁区规划示意图。如图所示，该磁碟管理系统中，该电脑32可利用一介面卡34连接复数个磁碟阵列及复数个独立磁碟机。其中，复数个磁碟阵列包含有一第一磁碟阵列36、第二磁碟阵列37及第三磁碟阵列38。当电脑32欲存取数据时，可先辨识该数据的地址属于那一个磁碟阵列或独立磁碟机，再通过该介面卡34对该磁碟阵列或磁碟机进行存取。上述的复数个磁碟阵列可为各式同类型或不同类型的磁碟阵列，如图所示的磁碟管理系统中，第一磁碟阵列36为一RAID0阵列，包含有一第一磁碟机361及一第二磁碟机363；第二磁碟阵列37为一RAID0+1阵列，包含有一第一分带磁碟机(stripedisk)371、一第二分带磁碟机373、一第一镜像磁碟机(mirrordisk)375及一第二镜像磁碟机377；第三磁碟阵列38为一RAID1阵列，包含有一来源磁碟机(sourcedisk)381、一镜像磁碟机383及一备份磁碟机(sparedisk)385；独立磁碟机则包含有一第一磁碟机391及一第二磁碟机393。一般磁碟机中的第一个磁区规划为主启动磁区(MBR)421，紧接着为第一数据磁区423及第二数据磁区425，一直到最后一个磁区。本发明中，各磁碟阵列的配置数据的储存位置可不同于习用磁碟阵列，而以每一磁碟机的最后一个磁区作为阵列配置磁区429，将各磁碟阵列的配置数据储存于其中。由于一般磁碟机在写入数据时，以前段的磁区为优先，其最后一磁区很少被用到，将阵列的配置数据储存于最后一个磁区，可防止破坏磁碟机中原有的数据结构，而阵列(例如RAID1阵列)中的磁碟机抽离后，亦可当作一般磁碟机使用，不会有数据无法读取情形发生；又，若欲将一已储存有数据的磁碟机加入一RAID1阵列中，作为一来源磁碟机，则其数据亦不会遭到破坏而可直接保留使用，可大幅提高各磁碟机的灵活运用性。其次，请参阅图5，是本发明配置结构的说明图。如图所示，其阵列配置的结构主要包含有一阵列标帜(signature)、一版本识别、一阵列资讯及磁碟资讯、同一磁碟阵列中各磁碟机的序号校验和(serialchecksum)及一阵列配置校验和。其中，该阵列标帜以一个WORD(16bits)的数据型态位于偏移量(offset)0的位置，可以一特定数值(如AA55h)作为阵列磁碟识别的依据。亦即，只要于磁碟机最后一个磁区偏移量0的位置可读取一个WORD的数据，而其值为AA55h，就代表此磁碟机为一阵列磁碟机，可加速磁碟系统的辨识及管理。版本识别则以1BYTE的数据型态位于偏移量2的位置，用以记录该阵列管理系统固件或软件的版本。阵列资讯及磁碟资讯则共有15bytes，位于偏移量3的位置，分别记录该磁碟阵列及该阵列磁碟机的相关数据与状态。同一磁碟阵列各磁碟机的序号校验和则分别以DWORD(doubleword；32bits)的数据型态，将该阵列所属各磁碟机的序号校验和依序储存于偏移量18、22、26、30、34、38、42及46的位置。其中，序号校验和将各磁碟机的型号(modelnumber)、序列号(serialnumber)及固件版本(firmwarerevisionnumber)等加以运算所得的各磁碟机序号校验和，以DWORD的数据型态加以储存，由于重复机率近于0，故可作为各磁碟机的识别依据。又，此段的数据是将所有该阵列所属磁碟机的序号校验和依其顺序排列储存，故同一阵列的各磁碟机于该数据段所储存的数据都一样，亦可整个作为阵列的识别依据，可直接比整辨别，而无需各别一一检查比对。介面卡34可藉以辨识各磁碟机所属的磁碟阵列，并精确得知磁碟阵列中各磁碟机的顺序、功能及相对关系，亦可迅速得知各磁碟阵列中是否有磁碟机被取出或损坏。阵列配置校验和则是以一个BYTE的数据型态储存于偏移量50的位置，利用整个阵列配置数据做运算而得，可用以检验阵列配置数据是否发生错误。最后，请参阅图6及图7，分别为本发明配置结构中各磁碟阵列的阵列资讯及各阵列磁碟机的磁碟资讯说明图。图5中的阵列资讯及磁碟资讯主要可区分为两部分，其中阵列资讯用以记录该磁碟阵列的相关数据及状态，可使用约8bytes空间，磁碟资讯则分别记录各磁碟机的相关数据，可使用约7bytes空间。阵列资讯中，第0至第2位元(bit)标示一阵列中所包含的磁碟机数目，可直接以数值记录，亦可依各种阵列类型的不同而采不同的计数方法。在本例中，RAID0阵列记录其所有磁碟机的数量；RAID1阵列则记录其备份磁碟的数量，即可由此推算该阵列的磁碟机总数；RAID0+1阵列记录其分带磁碟的数量，其倍数即为阵列磁碟的总数；Span阵列亦可直接记录其磁碟机的总数。其第3位元为阵列完整旗帜(arraybrokenflag)，可用1或0来代表磁碟阵列为完整状态或有磁碟机被取出及故障的状态。第4至第7位元用以标示磁碟阵列的类型，如RAID0、RAID1到RAID7阵列分别用0到7的数值表示，Span及RAID0+1等其他特殊阵列则用其他数值如8、9等加以标示。第8至第10位元为阵列序号，标示各阵列于磁碟系统中的序号，亦可做为各磁碟阵外快速识别的依据。第11至第14位元记录数据分带的大小，利用不同的数值代表4k、8k、16k、32k或是64k等不同的单位，当阵列类型为RAID0及RAID0+1等需利用数据分带(datastriping)功能的阵列时，即需记录该阵列所采用的数据分带单位的大小，以免存取时发生错误。第15至第46位元则记录各磁碟机中磁碟阵列可使用的容量，由于具有镜像磁碟的阵列，其镜像磁碟必须与来源磁碟具有相同的容量，一般是取其中容量较小的磁碟的容量为阵列可用容量。第47至第63位元为保留位元，可做为扩充之用。由于磁碟机的制作技术日益精进，若有超大容量的磁碟机出现，而使目前阵列可用容量栏位不足以记载容量，则可挪用部分保留位元来加以扩充。磁碟资讯中，第0位元为启动栏，若一磁碟阵列具有启动功能(bootable)，则可于其第一个磁碟机的该栏位标示1，其他磁碟机则为0。若欲使一磁碟机进行优化的动作，可于其第1位元的优化栏位填入1，籍以触发其优化功能。第2至第33位元则用以记录各磁碟机本身的序号校验和。第34至第38位元用以标示各磁碟机于磁碟阵列中的顺序及其功能。于RAID0及Span阵列中，标示该磁碟机于阵列中的顺序。RAID1阵列则以第34至第35位元标示该磁碟机为来源、镜像或备份磁碟机，另以第36位元标示其是否需进行同步(synchronize)动作。RAID0+1阵列则利用第34至第36位元记录该磁碟机于分带子阵列(stripe-array)中的顺序，第37位元标示该磁碟机位于来源分带子阵列(stripe-array)或镜像分带子阵列(stripe-array)中，第38位元则标示该磁碟机是否需进行同步(synchronize)动作。另有第39至第55位元为保留位元，可做为扩充之用。通过以上所述阵列磁碟配置结构，即可使运用的磁碟管理系统有效管理复数个磁碟阵列及复数个独立磁碟机所组成的磁碟系统，不仅大幅减少磁碟阵列储存阵列配置的空间，并且由于各磁碟阵列的配置数据是储存于其所属磁碟机的最后一个磁区中，故不会破坏磁碟机中原有的数据。而各磁碟机取出后，亦可作为一独立的磁碟机使用，可正常存取该磁碟机中所储存的数据。综上所述，本发明的一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其主要是将各阵列的配置数据储存于各阵列磁碟的最后一磁区，并将各项资讯妥善规划，可大幅降低阵列配置所需的磁碟空间。故本发明实为一富有新颖性、进步性，及可供产业利用功效，应符合专利申请要件无疑，爰依法提请发明专利申请，恳请贵审查委员早日赐予本发明专利，实感德便。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明之保护范围当视权利要求书范围所界定者为准。权利要求1.一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是它包含一阵列标帜，可用以区分阵列所属磁碟及独立磁碟；一阵列资讯，用以记录阵列的各项设定及状态；一磁碟资讯，用以记录各阵列磁碟的各项资讯；及同一磁碟阵列中各磁碟机的序号校验和。2.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是该配置结构储存于各阵列磁碟机的最后一个磁区。3.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是还包含有一版本识别栏位，用以标示该磁碟系统的软件及固件版本。4.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是该阵列标帜为一特定数值。5.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是各磁碟机的序号校验和以各磁碟机的型号、序列号及固件版本运算而得。6.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是该阵列资讯包含有一阵列类型、一阵列磁碟数目及一阵列磁碟容量。7.如权利要求6所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是还包有一阵列完整旗帜。8.如权利要求6所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是还包含有一数据分带大小。9.如权利要求6所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是还包含有一阵列序号，用以标示该阵列于系统中的顺序。10.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是该磁碟资讯包含有一启动、一优化、一序号校验和及一磁碟顺序与功能等栏位。11.如权利要求1所述可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其特征是还包含有一阵列配置校验和。全文摘要一种可适用多重磁碟阵列的磁碟系统配置结构，其包含一阵列标帜，可用以区分阵列所属磁碟及独立磁碟；一阵列资讯，用以记录阵列的各项设定及状态；一磁碟资讯，用以记录各阵列磁碟的各项资讯；及同一磁碟阵列中各磁碟机的序号校验和其中所述的配置结构储存于各阵列磁碟机的最后一个磁区；本配置结构还包含有一版本识别栏位，用以标示该磁碟系统的软件及固件版本；本发明将各阵列的配置数据储存于各阵列磁碟的最后一磁区，并将各项资讯妥善规划，可大幅降低阵列配置所需的磁碟空间。文档编号G06F11/08GK1424653SQ0215912公开日2003年6月18日申请日期2002年12月25日优先权日2002年12月25日发明者王君毅,胡国玉申请人:威盛电子股份有限公司