一種基于新型raid技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)，其磁盤由多片盤片組成，通過扇區(qū)將不同的盤片有機(jī)的聯(lián)系在一起，扇區(qū)由內(nèi)到外呈弧形分布，本設(shè)計(jì)中將這些扇區(qū)分為三部分，處于最里層的為第一部分用于構(gòu)建RAID0，中間的為第二部分用于構(gòu)建RAID1，最外面的為第三部分用于構(gòu)建RAID5；本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，完美的了磁盤機(jī)械特點(diǎn)、RAID0/RAID1/RAID5技術(shù)特點(diǎn)、操作系統(tǒng)交換分區(qū)、生產(chǎn)環(huán)境不同服務(wù)的性能要求特點(diǎn)，最大限度的發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)，有效的克服了各自的缺點(diǎn)，在滿足數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)保護(hù)的高可靠前提下，提出了新型RAID技術(shù)，最終完成高性能、高可靠磁盤陣列的部署和搭建。
【專利說明】一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高性能、高可靠存儲技術(shù)以及存儲系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]首先傳統(tǒng)的RAID類型各自有各自的特點(diǎn)，RAIDO具有最優(yōu)的讀寫性能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)最快速讀寫，對1響應(yīng)最快，但是不足的是其不具有數(shù)據(jù)冗余能力，存儲陣列中只要有一塊硬盤損壞則數(shù)據(jù)全部丟失，一損則損，客戶選擇起來只能是愛恨交加、望洋心嘆。RAIDl在對數(shù)據(jù)鏡像保護(hù)的同時(shí)在性能方面也表現(xiàn)優(yōu)異，但是RAIDl對存儲空間的需求太大，隨著而來的是客戶成本的成倍激增，隨著客戶對容量的不斷增加，RAIDl會(huì)給存儲系統(tǒng)的升級帶來不可避免的麻煩，尤其體現(xiàn)在大中型數(shù)據(jù)中心。RAID5技術(shù)在性能上表現(xiàn)有佳，RAIDl相當(dāng)，具有較好的高可靠性，在存儲利用率上優(yōu)異RAID1，但是與RAIDO相比還是可望而不可即。以上是針對RAID類型在原理層面進(jìn)行的優(yōu)劣勢分析，在實(shí)際的運(yùn)用中還需要結(jié)合硬盤機(jī)械特性、操作系統(tǒng)原理、LUN運(yùn)用種類及運(yùn)用場合來進(jìn)行更為全面的分析。
[0003]結(jié)合磁盤的物理特征和數(shù)據(jù)分布特征來看，數(shù)據(jù)在磁盤的盤片上是按照扇區(qū)分布的，同時(shí)磁盤的由內(nèi)到外，隨著半徑的增加線速度會(huì)增大，數(shù)據(jù)的讀寫性能會(huì)提升；在操作系統(tǒng)層面，系統(tǒng)對LUN的運(yùn)用種類不同，主要的有用做數(shù)據(jù)盤的、系統(tǒng)盤，同時(shí)最引人矚目的是SWAP磁盤空間,這在所有的操作系統(tǒng)中都有使用，只是名字不一樣而已,而SWAP中存儲的數(shù)據(jù)是長時(shí)間不用的內(nèi)存數(shù)據(jù)，同時(shí)這些數(shù)據(jù)已經(jīng)dump到硬盤中，所以對這部分特殊的數(shù)據(jù)沒有必須的高可靠保證，同時(shí)如果這些數(shù)據(jù)存儲在具有高性能的存儲空間中是最優(yōu)的選擇。結(jié)合數(shù)據(jù)保護(hù)、存儲高可靠方面，數(shù)據(jù)的冗余及保護(hù)是必須的，不具有數(shù)據(jù)保護(hù)功能的存儲是難以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的。以上內(nèi)容即為本發(fā)明的技術(shù)背景，結(jié)合以上的分析，綜合磁盤物理特征、RAID類型、操作系統(tǒng)對磁盤的使用、數(shù)據(jù)冗余各自優(yōu)點(diǎn)，克服各自的缺點(diǎn)，最終在本設(shè)計(jì)提出的新型RAID技術(shù)之上構(gòu)建高性能高可靠的磁盤陣列。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)。
[0005]本發(fā)明中提出的新型RAID技術(shù)是通過對一塊物理磁盤的按照扇區(qū)進(jìn)行管理，通過不同的扇區(qū)進(jìn)行不同RAID類型的構(gòu)成，由內(nèi)向外依次分布為RAID0/RAID1/RAID5，結(jié)合磁盤轉(zhuǎn)速、各RAID特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)計(jì)、最大限度發(fā)揮各RAID性能，在此基礎(chǔ)上完成了高性能、高可靠磁盤陣列的設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)中磁盤由多片盤片組成，通過扇區(qū)將不同的盤片有機(jī)的聯(lián)系在一起，扇區(qū)由內(nèi)到外呈弧形分布，本設(shè)計(jì)中將這些扇區(qū)分為三部分，處于最里層的為第一部分用于構(gòu)建RAID0，中間的為第二部分用于構(gòu)建RAID1，最外面的為第三部分用于構(gòu)建RAID5 ； 最外側(cè)的區(qū)域表不用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)，中部區(qū)域表不用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)，內(nèi)部區(qū)域表示用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)；
在性能方面，從磁盤的角度出發(fā)，用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)區(qū)域由于半徑小，所以線速度小于外側(cè)區(qū)域，構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)區(qū)域居中，用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)區(qū)域的線速度最大，所以內(nèi)部的性能沒有外側(cè)的好，用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)即最外側(cè)最高；這樣，高性能的RAIDO部署構(gòu)建在扇區(qū)內(nèi)部，RAID1/RAID5依次布置在外面，這樣美妙的將物理特性與RAID特性最優(yōu)化的進(jìn)行結(jié)合，使得整個(gè)磁盤的讀寫性能最大化提升。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)和現(xiàn)有技術(shù)相比，完美的了磁盤機(jī)械特點(diǎn)、RAID0/RAID1/RAID5技術(shù)特點(diǎn)、操作系統(tǒng)交換分區(qū)(SWAP )、生產(chǎn)環(huán)境不同服務(wù)的性能要求特點(diǎn)，最大限度的發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)，有效的克服了各自的缺點(diǎn)，在滿足數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)保護(hù)的高可靠前提下，提出了本設(shè)計(jì)中的新型RAID技術(shù)，最終完成高性能、高可靠磁盤陣列的部署和搭建。為高性能、高可靠存儲提供了一種有效的新型RAID技術(shù)。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面對本發(fā)明的一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)作以下詳細(xì)說明。
[0009]本發(fā)明的一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)中磁盤由多片盤片組成，通過扇區(qū)將不同的盤片有機(jī)的聯(lián)系在一起，扇區(qū)由內(nèi)到外呈弧形分布，本設(shè)計(jì)中將這些扇區(qū)分為三部分，處于最里層的為第一部分用于構(gòu)建RAID0，中間的為第二部分用于構(gòu)建RAIDl，最外面的為第三部分用于構(gòu)建RAID5 ；
最外側(cè)的區(qū)域表不用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)，中部區(qū)域表不用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)，內(nèi)部區(qū)域表示用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)；
在性能方面，從磁盤的角度出發(fā)，用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)區(qū)域由于半徑小，所以線速度小于外側(cè)區(qū)域，構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)區(qū)域居中，用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)區(qū)域的線速度最大，所以內(nèi)部的性能沒有外側(cè)的好，用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)即最外側(cè)最高；這樣，高性能的RAIDO部署構(gòu)建在扇區(qū)內(nèi)部，RAID1/RAID5依次布置在外面，這樣美妙的將物理特性與RAID特性最優(yōu)化的進(jìn)行結(jié)合，使得整個(gè)磁盤的讀寫性能最大化提升。
[0010]同時(shí)在數(shù)據(jù)保護(hù)方面進(jìn)行如下設(shè)計(jì)，在操作系統(tǒng)中，在物理內(nèi)存不夠使用的情況下，系統(tǒng)會(huì)將系統(tǒng)進(jìn)程列表中“最近最少”使用的程序或數(shù)據(jù)從物理內(nèi)存中交換到換頁空間中，以釋放物理內(nèi)存，使得其他需要申請內(nèi)存的進(jìn)程得以運(yùn)行。而寫入硬盤交換分區(qū)的內(nèi)存在進(jìn)入交換之前進(jìn)行dump處理，使得其“干凈的”而非“臟的”，這樣這部分?jǐn)?shù)據(jù)就沒有嚴(yán)格的高可靠數(shù)據(jù)保護(hù)的需求，即使丟失也對數(shù)據(jù)沒有任何影響。至此，將以上淺藍(lán)色分區(qū)用來作為數(shù)據(jù)交換區(qū)，也就天然屏蔽了 RAIDO不具有數(shù)據(jù)保護(hù)的缺點(diǎn)，即使本塊磁盤壞了也沒有關(guān)系，使得其發(fā)揮去最優(yōu)的讀寫性能，作為交換分區(qū)(SWAP)也具有獨(dú)一無二的優(yōu)勢。
[0011]可依據(jù)生產(chǎn)的需要，結(jié)合不同的生產(chǎn)環(huán)境，可以對RAID1/RAID5的順序進(jìn)行調(diào)整，對性能要求苛刻的，將業(yè)務(wù)部署在由外側(cè)扇區(qū)構(gòu)建的RAID，相對不苛刻的部署在中間扇區(qū)。
[0012]這樣就能最大限度的發(fā)揮磁盤性能。同時(shí)基于這種新型的RAID技術(shù)之上還可以進(jìn)行RAID10/RAID6/RAID50等新型RAID類型的構(gòu)建。
[0013]本發(fā)明的一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)其加工制作非常簡單方便，按照說明書所示即可加工。
[0014]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于新型RAID技術(shù)的高性能、高可靠磁盤陣列設(shè)計(jì)，其特征在于磁盤由多片盤片組成，通過扇區(qū)將不同的盤片有機(jī)的聯(lián)系在一起，扇區(qū)由內(nèi)到外呈弧形分布，本設(shè)計(jì)中將這些扇區(qū)分為三部分，處于最里層的為第一部分用于構(gòu)建RAIDO，中間的為第二部分用于構(gòu)建RAIDl，最外面的為第三部分用于構(gòu)建RAID5 ； 最外側(cè)的區(qū)域表不用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)，中部區(qū)域表不用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)，內(nèi)部區(qū)域表示用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)； 在性能方面，從磁盤的角度出發(fā)，用于構(gòu)建RAIDO的扇區(qū)區(qū)域由于半徑小，所以線速度小于外側(cè)區(qū)域，構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)區(qū)域居中，用于構(gòu)建RAID5的扇區(qū)區(qū)域的線速度最大，所以內(nèi)部的性能沒有外側(cè)的好，用于構(gòu)建RAIDl的扇區(qū)即最外側(cè)最高；這樣，高性能的RAIDO部署構(gòu)建在扇區(qū)內(nèi)部，RAID1/RAID5依次布置在外面，這樣美妙的將物理特性與RAID特性最優(yōu)化的進(jìn)行結(jié)合，使得整個(gè)磁盤的讀寫性能最大化提升。
【文檔編號】G06F3/06GK104407819SQ201410717173
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】康啟旭, 唐遠(yuǎn)琳, 陳宗勇 申請人:浪潮集團(tuán)有限公司