數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)及方法，尤指一種可適用于磁盤陣列并對欲寫入數(shù)據(jù)進行不間斷保護的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行保護的方式通常使用磁盤陣列系統(tǒng)(RAID，Redundant Array of Independent Disks)，磁盤陣列系統(tǒng)由復(fù)數(shù)個磁盤驅(qū)動器組合起來以成為一個磁盤驅(qū)動器數(shù)組，而達成增強數(shù)據(jù)整合度，增強容錯功能，增加數(shù)據(jù)處理量或內(nèi)存容量的目的。磁盤陣列系統(tǒng)中分成不同的磁盤陣列模式，例如常見的有RAID-0、RAID-URAID-5、RAID-6、RAID-10，RAID-50，RAID-60等磁盤陣列模式，每種磁盤陣列模式都有其理論上的優(yōu)點與缺點，不同的磁盤陣列模式在增加數(shù)據(jù)可靠性以及增加讀寫效能兩個目標間取得平衡。
[0003]如圖1所示，常用數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖，數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)10為一 RAID-5磁盤陣列模式的磁盤陣列系統(tǒng)，具有四個磁盤驅(qū)動器11、13、15及17，其數(shù)據(jù)保護單元(或稱數(shù)據(jù)保護機制)主要是將一欲寫入數(shù)據(jù)分散(分組)寫入磁盤驅(qū)動器11?17的同時，在數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間穿插加入奇偶校驗信息，當(dāng)其中一顆磁盤驅(qū)動器(例如17)出現(xiàn)故障或損毀時，只要將故障磁盤驅(qū)動器17更換后，利用之前此段扇區(qū)的前端與后端穿插的奇偶校驗信息，即可推算并復(fù)原故障磁盤驅(qū)動器17所儲存的內(nèi)容，因而達成數(shù)據(jù)保護的目的。
[0004]例如數(shù)據(jù)A將被分組成數(shù)據(jù)Al、數(shù)據(jù)A2、數(shù)據(jù)A3及對應(yīng)數(shù)據(jù)A的奇偶校驗信息Ap,并分別將Al、A2、A3及Ap寫入磁盤驅(qū)動器11、13、15及17中。數(shù)據(jù)B將被分組成數(shù)據(jù)B1、數(shù)據(jù)B2、數(shù)據(jù)B3及對應(yīng)數(shù)據(jù)B的奇偶校驗信息Bp，并分別將B1、B2、B3及Bp寫入磁盤驅(qū)動器11、13、15及17中。數(shù)據(jù)C將分組成數(shù)據(jù)Cl、數(shù)據(jù)C2、數(shù)據(jù)C3及對應(yīng)數(shù)據(jù)C的奇偶校驗信息Cp，并分別將C1、C2、C3及Cp寫入磁盤驅(qū)動器11、13、15及17中。數(shù)據(jù)D將分組成數(shù)據(jù)D1、數(shù)據(jù)D2、數(shù)據(jù)D3及對應(yīng)數(shù)據(jù)D的奇偶校驗信息Dp，并分別將D1、D2、D3及Dp寫入磁盤驅(qū)動器11、13、15及17中。而當(dāng)數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)10其中一個磁盤驅(qū)動器出現(xiàn)故障時，例如磁盤驅(qū)動器17，只要將故障磁盤驅(qū)動器17更換后，再利用之前有關(guān)此段扇區(qū)的前端與后端穿插的奇偶校驗信息Ap、Bp、Cp及Dp，即可推算并回復(fù)故障磁盤驅(qū)動器17的內(nèi)容，進而達成數(shù)據(jù)保護的目的。
[0005]RAID-5磁盤陣列模式的優(yōu)點是讀取速度快，且任何一顆磁盤驅(qū)動器故障時，可在更換故障磁盤驅(qū)動器后將數(shù)據(jù)演算回來。然而，RAID-5模式在任何一顆磁盤驅(qū)動器故障后，到更換新磁盤驅(qū)動器期間，對新寫入數(shù)據(jù)并無法進行數(shù)據(jù)保護。
[0006]如圖2所示，另一常用數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖，數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)20為一 RAID-6磁盤陣列模式的磁盤陣列系統(tǒng)，具有五個磁盤驅(qū)動器21、23、25、27及29，其數(shù)據(jù)保護單元是將數(shù)據(jù)分散或分組寫入磁盤驅(qū)動器的同時，在數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間穿插加入奇偶校驗信息，當(dāng)某一磁盤驅(qū)動器，例如磁盤驅(qū)動器23，出現(xiàn)故障時，只要將故障磁盤驅(qū)動器23更換后，利用之前此段扇區(qū)的前端與后端穿插的奇偶校驗信息，即可推算回故障磁盤驅(qū)動器23的內(nèi)容，進而達成數(shù)據(jù)保護的目的。
[0007]與圖1所示的常用數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)(RAID-5)不同之處在于:RAID_6模式增加第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶校驗信息使用不同的算法，使得數(shù)據(jù)的可靠性非常高，任意兩個磁盤驅(qū)動器同時失效時也不會影響其數(shù)據(jù)完整性，但其復(fù)雜及大量的運算會使得系統(tǒng)效能降低。
[0008]圖2所示的數(shù)據(jù)A將分組成數(shù)據(jù)Al、數(shù)據(jù)A2、數(shù)據(jù)A3及對應(yīng)數(shù)據(jù)A的兩個獨立的奇偶校驗信息Ap及Aq，并分別將Al、A2、A3、Ap及Aq寫入磁盤驅(qū)動器21、23、25、27及29中。數(shù)據(jù)B將分組成數(shù)據(jù)B1、數(shù)據(jù)B2、數(shù)據(jù)B3及對應(yīng)數(shù)據(jù)B的兩個獨立的奇偶校驗信息Bp及及Bq,并分別將Bl、B2、B3、Bp及Bq寫入磁盤驅(qū)動器21、23、25、27及29中。數(shù)據(jù)C將分組成數(shù)據(jù)Cl、數(shù)據(jù)C2、數(shù)據(jù)C3及對應(yīng)數(shù)據(jù)C的兩個獨立的奇偶校驗信息Cp及Cq，并分別將Cl、C2、C3、Cp及Cq寫入磁盤驅(qū)動器21、23、25、27及29中。數(shù)據(jù)D將分組成數(shù)據(jù)D1、數(shù)據(jù)D2、數(shù)據(jù)D3及對應(yīng)數(shù)據(jù)D的兩個獨立的奇偶校驗信息Dp及Dq，并分別將Dl、D2、D3、Dp及Dq寫入磁盤驅(qū)動器21、23、25、27及29中。而當(dāng)數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)20其中任意一個或兩個磁盤驅(qū)動器出現(xiàn)故障時，只要將故障磁盤驅(qū)動器更換后，再利用之前此段扇區(qū)的前端與后端穿插的奇偶校驗信息Ap、Bp、Cp、Dp、Aq、Bq、Cq、Dq,即可推算回故障磁盤驅(qū)動器的內(nèi)容，而達成數(shù)據(jù)保護的目的。
[0009]然而，RAID-6磁盤陣列模式需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間和額外的校驗計算，相對于RAID-5磁盤陣列模式有更大的系統(tǒng)操作量和計算量，其寫入效能因而不佳。又，盡管RAID-6磁盤陣列模式可以在一個或兩個磁盤驅(qū)動器損毀后，到更換新磁盤驅(qū)動器期間對新寫入的數(shù)據(jù)進行保護，但其數(shù)據(jù)保護機制(或稱:數(shù)據(jù)保護單元)需要較其他機制長的計算時間，且同樣在未更新?lián)p毀磁盤驅(qū)動器之前，磁盤驅(qū)動器損毀后所新寫入數(shù)據(jù)也得不到數(shù)據(jù)保護的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的主要目的，在于提供一種數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)，可在一磁盤驅(qū)動器損毀的情況下，持續(xù)不間斷的對一新寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的保護，直至損毀磁盤陣列被修復(fù)或抽換為止，以此以提高新寫入數(shù)據(jù)的保護功能。
[0011]本發(fā)明次要目的，在于提供一種數(shù)據(jù)儲存方法，可通過各磁盤陣列本身的數(shù)據(jù)保護單元，在某一磁盤陣列損毀的情況下，其他正常磁盤陣列持續(xù)不間斷的對一新寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)保護，直至損毀磁盤陣列被修復(fù)或抽換為止，以此不僅可提高新寫入數(shù)據(jù)的保護功能，又可同時維持系統(tǒng)的儲存效能。
[0012]為了達到以上目的，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)，包括:復(fù)數(shù)個磁盤陣列，每一個磁盤陣列由復(fù)數(shù)個磁盤驅(qū)動器所組成，且每一個磁盤陣列皆具有一相對應(yīng)的數(shù)據(jù)保護單元；及一控制器，連接該些磁盤陣列及一數(shù)據(jù)對應(yīng)表，控制器可對該些磁盤陣列中的實體儲存位置以建立一索引數(shù)據(jù)，并將該索引數(shù)據(jù)儲存至數(shù)據(jù)對應(yīng)表中，控制器根據(jù)數(shù)據(jù)對應(yīng)表中的索引數(shù)據(jù)對該些磁盤陣列進行數(shù)據(jù)的寫入與讀取，當(dāng)其中一個磁盤陣列中的一磁盤驅(qū)動器損毀時，可定義該磁盤陣列為一損毀磁盤陣列，而無磁盤驅(qū)動器損毀的磁盤陣列則定義為至少一正常磁盤陣列，控制器控制并停止將一新寫入數(shù)據(jù)寫入該損毀磁盤陣列，而將該新寫入數(shù)據(jù)寫入正常磁盤陣列中，該新寫入數(shù)據(jù)則受到該正常磁盤陣列的數(shù)據(jù)保護單元的數(shù)據(jù)保護。
[0013]為了達到以上目的，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)儲存方法，包括下列步驟:一控制器對復(fù)數(shù)個磁盤陣列中的實體儲存位置建立一索引數(shù)據(jù)，而每一個磁盤陣列皆具有一相對應(yīng)的數(shù)據(jù)保護單元；控制器將該索引數(shù)據(jù)儲存至一數(shù)據(jù)對應(yīng)表中；控制器根據(jù)數(shù)據(jù)對應(yīng)表中的索引數(shù)據(jù)對該些磁盤陣列進行數(shù)據(jù)的寫入與讀?。划?dāng)其中一個磁盤陣列中的一磁盤驅(qū)動器損毀時，定義為一損毀磁盤陣列，而無磁盤驅(qū)動器損毀的磁盤陣列則定義為至少一正常磁盤陣列，控制器停止將一新寫入數(shù)據(jù)寫入該損毀磁盤陣列；及控制器將該新寫入數(shù)據(jù)寫入正常磁盤陣列中，該新寫入數(shù)據(jù)則受到該正常磁盤陣列的數(shù)據(jù)保護單元的數(shù)據(jù)保護。
[0014]為了達到以上目的，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)儲存方法，包括下列步驟:一控制器連接復(fù)數(shù)個磁盤陣列