專(zhuān)利名稱(chēng)：一種存儲(chǔ)資源的管理方法及管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，尤其涉及一種存儲(chǔ)資源的分層次管理技術(shù)。

背景技術(shù)：
在涉及眾多主機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性和安全 性，同時(shí)為了存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展性和靈活性，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通常來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系 統(tǒng)的作用是為客戶(hù)端PC機(jī)或者服務(wù)器(一般統(tǒng)稱(chēng)為主機(jī)或Host)提供可用的存儲(chǔ)空間。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心是存儲(chǔ)控制器(Controller)，存儲(chǔ)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并把 數(shù)據(jù)寫(xiě)入到后端物理磁盤(pán)中。為提高寫(xiě)物理磁盤(pán)的性能以及提供數(shù)據(jù)冗余性，存儲(chǔ)控制器 通常支持獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列(Raid)技術(shù)，根據(jù)Raid級(jí)別的不同可以提供各種級(jí)別的性能 和可靠度，即可以保證多數(shù)情況下，一個(gè)或者多個(gè)磁盤(pán)的故障的情況下，其內(nèi)的數(shù)據(jù)可以通 過(guò)相應(yīng)的校驗(yàn)算法進(jìn)行恢復(fù)，即通常所說(shuō)的Raid陣列重建。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的前端可以通過(guò) IP網(wǎng)絡(luò)或者FC網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)(Host)相連，為主機(jī)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。在數(shù)據(jù)傳輸方面，以 基于IP承載的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)為例，主機(jī)可以基于標(biāo)準(zhǔn)的ISCSI (互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接 口)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。為方便主機(jī)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，對(duì)主機(jī)屏蔽存儲(chǔ)資源物理上的差異，可以通過(guò)虛擬化技 術(shù)對(duì)物理存儲(chǔ)資源進(jìn)行抽象，在物理層面以上形成面向用戶(hù)主機(jī)的邏輯資源，并且相應(yīng)生 成邏輯資源地址映射表，以記錄邏輯地址與物理地址的映射關(guān)系。對(duì)于用戶(hù)的各種應(yīng)用而言，每種應(yīng)用需要存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)都有生命周期，比如 移動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，每月手機(jī)的話(huà)費(fèi)數(shù)據(jù)可能在數(shù)據(jù)生成后的三個(gè)月內(nèi)被多次訪(fǎng)問(wèn)，在一年內(nèi) 偶爾被訪(fǎng)問(wèn)，再往后可能就無(wú)人問(wèn)津了，成為了歸檔數(shù)據(jù)，但只有當(dāng)它到了規(guī)定的年限，才 能被刪除。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)而言，即使是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，磁盤(pán)類(lèi)型、磁盤(pán)轉(zhuǎn)速等影響 磁盤(pán)的性能，在此基礎(chǔ)上，組成Raid陣列的磁盤(pán)類(lèi)型不同、磁盤(pán)數(shù)目不同、陣列Raid級(jí)別不 同，Raid陣列的性能和可靠性也各不相同。因此出現(xiàn)了數(shù)據(jù)分層存儲(chǔ)的概念。"分層"是 指根據(jù)客戶(hù)端對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，將用戶(hù)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)在 不同的Raid陣列上遷移，即把長(zhǎng)時(shí)間不訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)自動(dòng)遷移到速度較慢、成本較低的Raid 陣列上，如SATA磁盤(pán)，以此來(lái)降低硬件成本；而把那些經(jīng)常被訪(fǎng)問(wèn)或重要的數(shù)據(jù)放在速度 較快、成本較高的Raid陣列上，如SAS磁盤(pán)、SSD磁盤(pán)，以此來(lái)提升性能。同時(shí)數(shù)據(jù)的遷移 是在邏輯資源以下的層面進(jìn)行的，整個(gè)過(guò)程對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)是透明的，系統(tǒng)中的邏輯映射單 元會(huì)根據(jù)遷移的結(jié)果未改變邏輯地址到物理地址的映射。目前比較常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)資源的分層管理技術(shù)有兩種。一種是基于Raid陣列 的段式管理，其層次結(jié)構(gòu)如圖1所示?；镜墓芾聿襟E如下第一步使用磁盤(pán)創(chuàng)建Raid陣 列；第二步使用Raid陣列的空閑段來(lái)創(chuàng)建邏輯資源，一個(gè)Raid陣列上可以創(chuàng)建多個(gè)邏輯 資源，一個(gè)邏輯資源可分布在多個(gè)RAID。在這種管理方式中，Raid陣列和邏輯資源是多對(duì)多的關(guān)系，因此存儲(chǔ)空間管理比較靈活簡(jiǎn)單，為邏輯資源增加新的段即可。基于Raid陣列的段式管理，邏輯資源和Raid陣 列都需要維護(hù)多對(duì)多的資源布局映射關(guān)系，每個(gè)段的大小取決于Raid陣列的空閑物理段 大小和將要?jiǎng)?chuàng)建的邏輯資源大小，段的長(zhǎng)度并不是固定的。然而這種管理技術(shù)存在一定的 弊端。一方面，邏輯資源和Raid陣列上的段較多時(shí)，多次創(chuàng)建、刪除邏輯資源后，將產(chǎn)生大 量的碎片；另一方面，對(duì)于自動(dòng)分層的需求，如果整段遷移，遷移的粒度會(huì)比較大，有可能無(wú) 法在Raid陣列中找到段的大小能夠滿(mǎn)足需求的目標(biāo)段；如果遷移部分?jǐn)?shù)據(jù)，則可能需要將 已有的段再切片，碎片更多，管理更復(fù)雜；總的看來(lái)，基于Raid陣列的段式管理支持自動(dòng)分 層的代價(jià)較大。另一種現(xiàn)有的管理技術(shù)是邏輯資源和Raid陣列合一的管理方式，其層次結(jié)構(gòu)如 圖2所示。其基本管理步驟如下第一步使用磁盤(pán)創(chuàng)建磁盤(pán)組，磁盤(pán)組代表一組磁盤(pán)，不是 Raid陣列實(shí)體；第二步基于磁盤(pán)組創(chuàng)建Raid陣列，創(chuàng)建的Raid陣列實(shí)體也是客戶(hù)端可直 接訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)空間(邏輯資源)。在這種管理方式中，，陣列實(shí)體和邏輯資源實(shí)體合一，數(shù)據(jù)路徑短，性能較優(yōu)。對(duì)于 邏輯資源和Raid陣列合一的管理方式，邏輯資源就是一個(gè)Raid陣列，一個(gè)Raid陣列只能 基于一個(gè)磁盤(pán)組創(chuàng)建，然而這種管理技術(shù)雖然比較簡(jiǎn)化，但其存在若干明顯的技術(shù)問(wèn)題第 一，對(duì)于邏輯資源擴(kuò)容，不管是在同一個(gè)磁盤(pán)組上擴(kuò)容(即同一個(gè)Raid的磁盤(pán)空間不是連 續(xù)分布的)，還是使用不同的磁盤(pán)組擴(kuò)容，都需要在邏輯資源上額外增加一個(gè)虛擬化層，實(shí) 現(xiàn)復(fù)雜；第二，對(duì)于自動(dòng)分層的需求，因?yàn)檫壿嬞Y源管理的最小粒度就是Raid陣列，因此只 能整個(gè)Raid陣列一起遷移，遷移的粒度太大。在此基礎(chǔ)上，一種改進(jìn)方案是，基于邏輯資源 劃分子卷，實(shí)現(xiàn)基于子卷的遷移，這種方案細(xì)化了遷移的粒度，但是需要在已有的邏輯資源 上增加子卷管理層；另外僅在已有的邏輯資源上劃分子卷，沒(méi)有把空閑空間統(tǒng)一管理起來(lái)。 綜上所述，目前用戶(hù)迫切需要一種管理方式簡(jiǎn)單，擴(kuò)容靈活方便并且在自動(dòng)分層的情況下 數(shù)據(jù)的遷移易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)代價(jià)較低的存儲(chǔ)分層管理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種管理方式簡(jiǎn)單，擴(kuò)容靈活方便并且在自動(dòng) 分層的情況下數(shù)據(jù)的遷移易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)代價(jià)較低的存儲(chǔ)分層管理技術(shù)。為達(dá)到上述目的 本發(fā)明提供技術(shù)方案為一種存儲(chǔ)資源的管理方法，其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，其中所述網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)包 括存儲(chǔ)控制器以及多塊磁盤(pán)，且使用磁盤(pán)創(chuàng)建至少第一和第二獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列(Raid陣 列)，所述存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，所述存儲(chǔ)控制器的后端磁盤(pán)端口與所 述磁盤(pán)相連；該方法包括A，根據(jù)預(yù)設(shè)的資源塊大小分別對(duì)上述第一和第二 Raid陣列的可用存儲(chǔ)空間進(jìn)行 分塊，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)針對(duì)上述第一和第二 Raid陣列建立相應(yīng)的塊表，所述塊表用以 記錄上述Raid陣列的每一資源塊是否被占用，其中所述第一和第二 Raid陣列的資源塊大 小不同；B,創(chuàng)建邏輯資源時(shí)為邏輯資源分配至少一個(gè)資源塊，并在邏輯資源占用的Raid 陣列的塊表中將分配給該邏輯資源的資源塊標(biāo)記為占用狀態(tài)；C，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)為上述邏輯資源建立邏輯資源索引表以記錄邏輯資源與其自身分配到的資源塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及邏輯資源分配到的每一資源塊的大??；D，以資源塊為單位對(duì)上述邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操作完成之后更新所 述塊表以及邏輯資源索引表。優(yōu)選地，所述以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理操作具體為以資源塊為單位 為待擴(kuò)容的邏輯資源分配更多的資源塊，并更新用于擴(kuò)容的Raid陣列的塊表以及所述邏 輯資源的邏輯資源索引表；或者以資源塊為單位將邏輯資源內(nèi)的數(shù)據(jù)從一個(gè)Raid陣列遷 移到另一個(gè)Raid陣列上的多個(gè)資源塊上，并更新兩個(gè)Raid陣列的塊表以及所述邏輯資源 索引表。優(yōu)選地，所述步驟D之后還包括E，對(duì)管理操作執(zhí)行相應(yīng)的邏輯地址到物理地址 的映射變更操作。優(yōu)選地，其中第一 Raid陣列資源塊大小是第二 Raid陣列資源塊大小的N倍，其中 N是大于等于2的自然數(shù)。本發(fā)明還提供一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)管理裝置，用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的資源管理 操作，其中網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)控制器以及多塊磁盤(pán)，且使用磁盤(pán)創(chuàng)建至少一個(gè)獨(dú)立冗 余磁盤(pán)陣列(Raid陣列)，所述存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，所述存儲(chǔ)控制器 的后端磁盤(pán)端口與所述磁盤(pán)相連；該管理裝置包括資源塊管理單元，根據(jù)預(yù)設(shè)的資源塊大小分別對(duì)所述第一以及第二 Raid陣列的 可用存儲(chǔ)空間進(jìn)行分塊，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)針對(duì)第一以及第二 Raid陣列建立相應(yīng)的塊 表，所述塊表用以記錄上述Raid陣列的每一資源塊是否被占用，其中第一 Raid陣列的資源 塊大小不同于第二 Raid陣列的資源塊；管理初始化單元，創(chuàng)建邏輯資源時(shí)為邏輯資源分配至少一個(gè)資源塊，并在邏輯資 源占用的Raid陣列的塊表中將分配給該邏輯資源的資源塊標(biāo)記為占用狀態(tài)，并在所述存 儲(chǔ)控制器內(nèi)為上述邏輯資源建立邏輯資源索引表以記錄邏輯資源與其自身分配到的資源 塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及邏輯資源分配到的每一資源塊的大?。还芾聿僮魈幚韱卧?，以資源塊為單位對(duì)上述邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操 作完成之后更新所述塊表以及邏輯資源索引表。優(yōu)選地，所述管理操作處理單元以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理操作具體 為以資源塊為單位為待擴(kuò)容的邏輯資源分配更多的資源塊，并更新用于擴(kuò)容的Raid陣列 的塊表以及所述邏輯資源的邏輯資源索引表；或者以資源塊為單位將邏輯資源內(nèi)的數(shù)據(jù)從 第一 Raid陣列遷移到第二 Raid陣列上的多個(gè)資源塊上，并更新兩個(gè)Raid陣列的塊表以及 所述邏輯資源索引表。優(yōu)選地，還包括邏輯映射單元，用于對(duì)管理操作執(zhí)行相應(yīng)的邏輯地址到物理地址 的映射變更操作。優(yōu)選地，其中所述第一 Raid陣列資源塊大小與第二 Raid陣列資源塊大小的N倍， 其中N是大于等于2的自然數(shù)。


圖1是現(xiàn)有的段式管理結(jié)構(gòu)層次圖。圖2是現(xiàn)有的邏輯資源與Raid陣列合一管理方式的結(jié)構(gòu)層次圖。
圖3是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)管理裝置邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中資源塊分配示意圖。圖5是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中資源塊分配的另一示意圖。圖6是本發(fā)明邏輯資源創(chuàng)建以及擴(kuò)容過(guò)程示意圖。圖7是本發(fā)明邏輯資源數(shù)據(jù)遷移示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明聚焦于存儲(chǔ)資源的管理技術(shù)，其可以解決現(xiàn)有技術(shù)中在存儲(chǔ)資源管理上的 切實(shí)問(wèn)題，同時(shí)能夠跟上層的應(yīng)用以及底層的技術(shù)無(wú)縫融合起來(lái)。本發(fā)明較佳的實(shí)施方式 是采用軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然并不排除一些軟硬件結(jié)合或者固件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以下結(jié)合一 些實(shí)例來(lái)介紹本發(fā)明典型的處理流程。在本發(fā)明中如無(wú)特殊說(shuō)明，而存儲(chǔ)系統(tǒng)即為網(wǎng)絡(luò)存 儲(chǔ)系統(tǒng)，如果沒(méi)有特別說(shuō)明，存儲(chǔ)空間是指邏輯層面上存儲(chǔ)空間。請(qǐng)參考圖3，本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)管理裝置在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中運(yùn)行主要包括以下 步驟步驟101，在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中利用多個(gè)磁盤(pán)創(chuàng)建第一 Raid陣列和第二 Raid陣列； 請(qǐng)對(duì)照?qǐng)D3，這一步驟由陣列初始化單元10 (也可稱(chēng)為陣列管理單元)執(zhí)行；在本實(shí)施方式 中網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中包括存儲(chǔ)控制器以及至少第一及第二獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列(Raid陣列)， 所述存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，所述存儲(chǔ)控制器的后端端口與所述Raid 陣列中的各個(gè)物理磁盤(pán)相連；創(chuàng)建Raid陣列的過(guò)程可以參考現(xiàn)有的Raid技術(shù)，其中本發(fā)明 對(duì)Raid級(jí)別并沒(méi)有特別要求，可以互不相同，只要存儲(chǔ)控制器內(nèi)的Raid模塊支持即可。對(duì) 于擴(kuò)容來(lái)說(shuō)，涉及一個(gè)多個(gè)陣列；而對(duì)于數(shù)據(jù)遷移來(lái)說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)至少涉及兩個(gè)陣列，并且 兩個(gè)在可靠性、成本或者訪(fǎng)問(wèn)速度三種參數(shù)上至少存在一種或者多種差異；當(dāng)然存儲(chǔ)系統(tǒng) 中同樣可能存在多個(gè)其他陣列上述三個(gè)參數(shù)完全相同的。需要說(shuō)明的在本發(fā)明中，與現(xiàn)有 技術(shù)一樣，不同級(jí)別的Raid陣列向用戶(hù)或者管理層提供的相同的存儲(chǔ)空間時(shí)，是需要屏蔽 不同級(jí)別Raid陣列的校驗(yàn)開(kāi)銷(xiāo)上的差異，也就是說(shuō)實(shí)際上占用的磁盤(pán)空間大小并不相同， 但對(duì)于邏輯資源管理操作或者用戶(hù)的操作來(lái)說(shuō)這種差異并不可見(jiàn)。步驟102，根據(jù)預(yù)設(shè)的資源塊大小對(duì)上述第一以及第二 Raid陣列的可用的存儲(chǔ)空 間進(jìn)行分塊，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)建立相應(yīng)的塊表20，所述塊表用以記錄每一資源塊是否 被占用；其中第一和第二 Raid陣列的資源塊的大小不同。作為優(yōu)選的方式，兩個(gè)陣列的資 源塊的大小呈現(xiàn)整數(shù)倍關(guān)系，即第一 Raid陣列的資源塊大小是第二 Raid陣列資源塊大小 的N倍，其中N是大于等于2的自然數(shù)。這一步驟由資源塊管理單元30執(zhí)行。這里預(yù)設(shè)的資 源塊大小，可以是用戶(hù)通過(guò)資源塊管理單元配置的，也可以是軟件事先配置好默認(rèn)參數(shù)。請(qǐng) 參考圖4并結(jié)合圖5，系統(tǒng)需要為陣列初始化單元提供的每個(gè)Raid陣列都維護(hù)相應(yīng)的塊表， 因?yàn)閴K是固定長(zhǎng)度，且由于每個(gè)塊和資源分配相關(guān)的特性是已占用和未占用(即空閑)，因 此實(shí)現(xiàn)上可以使用bitmap表，即一個(gè)bit標(biāo)記一個(gè)塊，一方面可提高檢索效率，另一方面可 節(jié)省塊表占用的空間。請(qǐng)參考圖5，比如將一個(gè)64GB的第一 Raid陣列(arrayl)按照IGB 的塊大小劃分為64塊，arrayl的塊表僅需要8個(gè)字節(jié)的空間。每個(gè)bit位為1的表示該資 源塊已經(jīng)被占用，而0則表示沒(méi)有被占用。再比如將一個(gè)32GB的第二 Raid陣列(array2) 按照512M的塊大小劃分為64 ±夬，第二 Raid陣列的塊表同樣也許需要8個(gè)字節(jié)的空間。每個(gè)bit位為1的表示該資源塊已經(jīng)被占用，而0則表示沒(méi)有被占用。然而，arrayl的資源 塊與array2的資源塊大小可以不呈現(xiàn)整數(shù)倍的關(guān)系，比如說(shuō)一個(gè)為1GB，另一個(gè)為500M，同 樣也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本目的，只不過(guò)會(huì)引入少量的碎片而已。步驟103，創(chuàng)建邏輯資源(LUN)時(shí)為L(zhǎng)UN分配至少一個(gè)資源塊，并在邏輯資源占用 的Raid陣列的塊表中將分配給該邏輯資源的資源塊標(biāo)記為占用狀態(tài)；步驟104，在LUN創(chuàng)建之后，為每個(gè)LUN建立邏輯資源索引表40以記錄邏輯資源與 其自身分配到的資源塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系；步驟103以及步驟104由管理初始化單元50執(zhí)行。請(qǐng)參考圖6，邏輯資源索引表中的前四行記錄了第一 Raid陣列的哪些資源塊被分 配給了 LUN1，以索引標(biāo)記A0B10為例，其表示arrayl的第十個(gè)資源塊，即塊表中第三行從左 到右第三個(gè)位置所表示的資源塊，同時(shí)索引表中還標(biāo)記了該資源塊的大小是1GB。雖然圖6 前四行所示的情形是LUm對(duì)應(yīng)的所有資源塊都在第一 Raid陣列中。很容易理解的是，LUNl 對(duì)應(yīng)的資源塊可以分布在不同的Raid陣列中。如果分配了第二 Raid陣列的資源塊的話(huà)， 則需要在邏輯資源索引表中進(jìn)行同樣的記錄。步驟105，以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操作完成之后更新 所述塊表以及邏輯資源索引表。步驟105由管理操作處理單元60來(lái)執(zhí)行。具體來(lái)說(shuō)，在Raid陣列塊表以及邏輯 索引表創(chuàng)建之后，即可開(kāi)始以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理了。本發(fā)明以最典型的邏 輯資源擴(kuò)容和邏輯資源數(shù)據(jù)遷移為例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于邏輯資源擴(kuò)容需要以資源塊為單位為 待擴(kuò)容的邏輯資源分配更多的資源塊，并更新用于擴(kuò)容的Raid陣列的塊表以及所述邏輯 資源的邏輯資源索引表；對(duì)于數(shù)據(jù)遷移來(lái)說(shuō)，同樣以資源塊為單位將邏輯資源內(nèi)的數(shù)據(jù)從 一個(gè)Raid陣列遷移到另一個(gè)Raid陣列上，并更新兩個(gè)Raid陣列的塊表以及所述邏輯資源 索引表。無(wú)論是邏輯資源擴(kuò)容還是數(shù)據(jù)的遷移，其遵循本發(fā)明基本的管理流程，以上述資 源塊為單位的管理操作模式。同樣請(qǐng)參考圖6，以邏輯資源的擴(kuò)容為例在優(yōu)選的實(shí)施方式下，有擴(kuò)容需求的時(shí)候管理操作處理單元首先要在本步驟要判 斷網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)剩余的可用空間是否滿(mǎn)足擴(kuò)容的需求；如果滿(mǎn)足，繼續(xù)處理；如果不滿(mǎn)足， 提示錯(cuò)誤；顯而易見(jiàn)的是，這里所說(shuō)的可用空間是指所有Raid陣列的可用空間。步驟I、根據(jù)本次擴(kuò)容需要增加的容量，選擇使用哪些Raid陣列進(jìn)行擴(kuò)容，檢索所 選Raid陣列的bitmap表，找到空閑塊(即未被占用的資源塊)，同時(shí)修改邏輯資源的索引 區(qū)，更新所述塊表以及邏輯資源索引表，對(duì)于被使用的資源塊應(yīng)該重新標(biāo)記為已占用，對(duì)于 邏輯資源索引表的更新則需要增加邏輯資源和選用的資源塊的映射關(guān)系，由于第一和第二 Raid陣列的資源塊的大小并不相同，如前所述的那樣同時(shí)還需要記錄選用的資源塊的大 小。步驟II、重復(fù)步驟I直到完成本次擴(kuò)容的需求。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，管理操作處理單元在執(zhí)行擴(kuò)容的過(guò)程中，可以做一些優(yōu)化處 理，比如說(shuō)如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)Raid陣列存在連續(xù)的空閑塊，可在一個(gè)步驟中同時(shí)擴(kuò)容多個(gè)塊， 優(yōu)化效率。圖6虛線(xiàn)部分清晰并形象地表示出對(duì)LUNl擴(kuò)容了 8GB，LU容量從16GB交為 24GB。
請(qǐng)參考圖7，再以邏輯資源的數(shù)據(jù)遷移為例如背景技術(shù)中所提及的那樣，一般來(lái)說(shuō)自動(dòng)分層的基礎(chǔ)是IO統(tǒng)計(jì)，根據(jù)預(yù)設(shè)的策 略或者算法找到訪(fǎng)問(wèn)的熱點(diǎn)(即頻繁訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù))和冷點(diǎn)(即長(zhǎng)時(shí)間不訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù))，然后 根據(jù)預(yù)設(shè)的策略執(zhí)行數(shù)據(jù)遷移。需要說(shuō)明的是，基于IO的統(tǒng)計(jì)只是業(yè)界流行的數(shù)據(jù)分層理 念，然而用戶(hù)對(duì)于數(shù)據(jù)的分層可能并非基于數(shù)據(jù)的冷熱，因此性能統(tǒng)計(jì)僅僅是一種常見(jiàn)的 數(shù)據(jù)遷移依據(jù)，然而用戶(hù)也可不以此為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，因?yàn)橛脩?hù)對(duì)數(shù)據(jù)具有完全的控 制權(quán)。同樣以塊為但未來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)的遷移這種管理操作，本實(shí)施方式在步驟105中管理操 作執(zhí)行單元需要按照塊為單位進(jìn)行性能統(tǒng)計(jì)，區(qū)分出冷點(diǎn)數(shù)據(jù)和熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后按照資源 塊為單元執(zhí)行數(shù)據(jù)遷移，這樣遷移的粒度較小。具體來(lái)說(shuō)在觸發(fā)數(shù)據(jù)遷移的時(shí)候首先根據(jù) 預(yù)設(shè)的策略，找到遷移的目標(biāo)Raid陣列；比如說(shuō)對(duì)于冷點(diǎn)數(shù)據(jù)可以選擇讀寫(xiě)性能和/或成 本較低的Raid陣列作為目標(biāo)Raid陣列，而對(duì)于熱點(diǎn)數(shù)據(jù)可以選擇讀寫(xiě)性能更高的Raid陣 列作為目標(biāo)Raid陣列。然后檢索目標(biāo)Raid陣列的bitmap表，找到空閑塊，標(biāo)記該塊為可用，然后從源塊 同步數(shù)據(jù)到目標(biāo)快；與擴(kuò)容例子一樣的是，如果目標(biāo)Raid陣列存在連續(xù)的空閑塊，可以同 時(shí)遷移多個(gè)塊，優(yōu)化效率。數(shù)據(jù)同步完成后，更新所述塊表以及邏輯資源索引表，具體為修改源Raid陣列和 目標(biāo)Raid陣列的塊表，修改源塊所在Raid陣列的bitmap表，標(biāo)記源塊為空閑塊，才把該塊 的空間釋放出來(lái)，繼續(xù)使用。對(duì)于邏輯資源索引表進(jìn)行修改，使用目標(biāo)資源塊替換源資源 塊的映射關(guān)系。請(qǐng)參考圖7所示，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，判斷LUNl的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)是AlBll和A1B15， 因此把這兩塊的數(shù)據(jù)從第一 Raid陣列(Arrayl)遷移到第二 Raid陣列(Array2)上，對(duì)應(yīng) Array2的第一到第四個(gè)資源塊。由于第二 Raid陣列的資源塊大小是512M，只有第一 Raid 陣列資源塊大小的一半，因此剛好需要用到4個(gè)資源塊。相應(yīng)地，邏輯資源索引表需要對(duì)應(yīng) 為這四個(gè)資源塊進(jìn)行更新記錄對(duì)應(yīng)關(guān)系以及塊的大小。圖7的虛線(xiàn)部分非常形象地展示出 了數(shù)據(jù)遷移的過(guò)程，這里需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，圖7中第二 Raid陣列的塊表是一個(gè)縮略的表 示方式，只示出了其中四行，這對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是容易理解的。數(shù)據(jù)遷移的處 理除了同步數(shù)據(jù)之外，僅需要修改bitmap表中的標(biāo)記和邏輯資源的索引區(qū)，未引入碎片， 也沒(méi)有引入新的管理實(shí)體，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的策略實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)空間的相對(duì)簡(jiǎn)潔和相對(duì)統(tǒng)一的管理。與現(xiàn)有的管理技術(shù)一樣，管理操作會(huì)觸發(fā)更底層的邏輯映射操作，一般的網(wǎng)絡(luò)存 儲(chǔ)系統(tǒng)的邏輯映射單元70都會(huì)為管理操作執(zhí)行相應(yīng)的邏輯地址到物理地址的映射變更操 作。比如說(shuō)，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生遷移時(shí)，邏輯地址到物理地址的映射需要進(jìn)行變更，以使的數(shù)據(jù)遷 移的過(guò)程對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，不影響用戶(hù)的正常讀寫(xiě)操作。以上所述僅僅為本發(fā)明較佳的實(shí)現(xiàn)方式，任何基于本發(fā)明精神所做出的等同的修 改皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
一種存儲(chǔ)資源的管理方法，其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，其中所述網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)控制器以及多塊磁盤(pán)，且使用磁盤(pán)創(chuàng)建至少第一和第二獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列(Raid陣列)，所述存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，所述存儲(chǔ)控制器的后端磁盤(pán)端口與所述磁盤(pán)相連；其特征在于，該方法包括A，根據(jù)預(yù)設(shè)的資源塊大小分別對(duì)上述第一和第二Raid陣列的可用存儲(chǔ)空間進(jìn)行分塊，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)針對(duì)上述第一和第二Raid陣列建立相應(yīng)的塊表，所述塊表用以記錄上述Raid陣列的每一資源塊是否被占用，其中所述第一和第二Raid陣列的資源塊大小不同；B，創(chuàng)建邏輯資源時(shí)為邏輯資源分配至少一個(gè)資源塊，并在邏輯資源占用的Raid陣列的塊表中將分配給該邏輯資源的資源塊標(biāo)記為占用狀態(tài)；C，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)為上述邏輯資源建立邏輯資源索引表以記錄邏輯資源與其自身分配到的資源塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及邏輯資源分配到的每一資源塊的大?。籇，以資源塊為單位對(duì)上述邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操作完成之后更新所述塊表以及邏輯資源索引表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管 理操作具體為以資源塊為單位為待擴(kuò)容的邏輯資源分配更多的資源塊，并更新用于擴(kuò)容 的Raid陣列的塊表以及所述邏輯資源的邏輯資源索引表；或者以資源塊為單位將邏輯資 源內(nèi)的數(shù)據(jù)從一個(gè)Raid陣列遷移到另一個(gè)Raid陣列上的多個(gè)資源塊上，并更新兩個(gè)Raid 陣列的塊表以及所述邏輯資源索引表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D之后還包括E，對(duì)管理操作執(zhí) 行相應(yīng)的邏輯地址到物理地址的映射變更操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的方法，其特征在于，其中第一Raid陣列資源塊大小是第二 Raid陣列資源塊大小的N倍，其中N是大于等于2的自然數(shù)。
5.一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)管理裝置，用于執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的資源管理操作，其中網(wǎng) 絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)控制器以及多塊磁盤(pán)，且使用磁盤(pán)創(chuàng)建至少一個(gè)獨(dú)立冗余磁盤(pán)陣列 (Raid陣列)，所述存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，所述存儲(chǔ)控制器的后端磁盤(pán) 端口與所述磁盤(pán)相連；其特征在于，該管理裝置包括資源塊管理單元，根據(jù)預(yù)設(shè)的資源塊大小分別對(duì)所述第一以及第二 Raid陣列的可用 存儲(chǔ)空間進(jìn)行分塊，在所述存儲(chǔ)控制器內(nèi)針對(duì)第一以及第二 Raid陣列建立相應(yīng)的塊表，所 述塊表用以記錄上述Raid陣列的每一資源塊是否被占用，其中第一 Raid陣列的資源塊大 小不同于第二 Raid陣列的資源塊；管理初始化單元，創(chuàng)建邏輯資源時(shí)為邏輯資源分配至少一個(gè)資源塊，并在邏輯資源占 用的Raid陣列的塊表中將分配給該邏輯資源的資源塊標(biāo)記為占用狀態(tài)，并在所述存儲(chǔ)控 制器內(nèi)為上述邏輯資源建立邏輯資源索引表以記錄邏輯資源與其自身分配到的資源塊的 對(duì)應(yīng)關(guān)系以及邏輯資源分配到的每一資源塊的大??；管理操作處理單元，以資源塊為單位對(duì)上述邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操作完 成之后更新所述塊表以及邏輯資源索引表。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管理裝置，其特征在于，所述管理操作處理單元以資源塊為 單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理操作具體為以資源塊為單位為待擴(kuò)容的邏輯資源分配更多的資源塊，并更新用于擴(kuò)容的Raid陣列的塊表以及所述邏輯資源的邏輯資源索引表；或者以資 源塊為單位將邏輯資源內(nèi)的數(shù)據(jù)從第一 Raid陣列遷移到第二 Raid陣列上的多個(gè)資源塊 上，并更新兩個(gè)Raid陣列的塊表以及所述邏輯資源索引表。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管理裝置，其特征在于，還包括邏輯映射單元，用于對(duì)管理 操作執(zhí)行相應(yīng)的邏輯地址到物理地址的映射變更操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7所述的管理裝置，其特征在于，其中所述第一Raid陣列資源塊大 小與第二 Raid陣列資源塊大小的N倍，其中N是大于等于2的自然數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種存儲(chǔ)資源的管理方法及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)控制器以及多塊磁盤(pán)，且使用磁盤(pán)創(chuàng)建多個(gè)Raid陣列，存儲(chǔ)控制器的前端端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接主機(jī)，后端磁盤(pán)端口與磁盤(pán)相連。本發(fā)明管理機(jī)制是通過(guò)預(yù)設(shè)大小資源塊對(duì)陣列空間進(jìn)行分塊，建立相應(yīng)的塊表用以記錄資源塊是否被占用；創(chuàng)建邏輯資源時(shí)分配資源塊并建立邏輯資源索引表以記錄邏輯資源與資源塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系并記錄資源塊的大??；以資源塊為單位對(duì)邏輯資源進(jìn)行管理操作，并在管理操作完成之后更新所述塊表以及邏輯資源索引表。本發(fā)明管理方法簡(jiǎn)單靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔且成本較低。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101997919SQ20101054507
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者李宏文 申請(qǐng)人:杭州宏杉科技有限公司