專利名稱：一種用于數(shù)據(jù)恢復(fù)及自修復(fù)的raid卡設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于數(shù)據(jù)恢復(fù)及自修復(fù)的raid卡設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在大型存儲設(shè)備在各行各業(yè)的使用已經(jīng)越來越廣泛了，存儲設(shè)備上使用的磁盤以單盤的形式存在的現(xiàn)象也越來越少見，絕大部分在往磁盤來寫數(shù)據(jù)之前會把多塊磁盤新建成raid，這樣既擴(kuò)大了存儲塊得容量，也提高了讀寫速度(raidl除外)，也有的提高了安全性(raidO除外)。Raid有硬件raid和軟件raid兩種,硬件raid是使用專門的raid卡對磁盤進(jìn)行管理；軟件raid使用操作系統(tǒng)的raid模塊對磁盤進(jìn)行管理，其作用相當(dāng)于一個raid卡硬件。使用軟件raid成本相對較低,但是增加了系統(tǒng)cpu的負(fù)擔(dān),會耗費(fèi)大量的cpu帶寬。而使用raid卡管理磁盤,相對來講能較大的提高存儲的性能,降低系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，這在將來的存儲系統(tǒng)設(shè)計的時候會越來越多的使用?，F(xiàn)行的raid卡在設(shè)計上有缺陷，主要體現(xiàn)在使用raid卡以后，系統(tǒng)不能直接的與磁盤進(jìn)行交互，這兩者之間必須通過raid卡才能通信，也即raid對系統(tǒng)而言把底部的磁盤進(jìn)行了屏蔽。這會在raid數(shù)據(jù)盤出現(xiàn)問題，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候帶了麻煩，或者raid系統(tǒng)需要人為干預(yù)的時候也將不容易實現(xiàn)。在raid出現(xiàn)故障的時候(如raid5系統(tǒng)出現(xiàn)一塊盤掉盤)，如果在開始設(shè)置了熱備盤,raid會重建。raid重建的過程中，會嚴(yán)重影響raid的IO性能。這主要是raid重建的時候，會占用大量的IO帶寬，而且易出現(xiàn)重建不成功的情況。在很多情況下，raid掉盤后，raid重建的時候,管理員會把存儲業(yè)務(wù)斷開,這固然可以使存儲在raid重建的時候更不容易出錯，但是對于大型的數(shù)據(jù)中心來說，把業(yè)務(wù)斷開可能會影響很多用戶的工作?，F(xiàn)在的raid在重建的時候，一般都是把原先的故障盤完全替換，全盤重建，費(fèi)時較多，而有時raid掉線并不是磁盤出現(xiàn)了無法使用的錯誤，有可能僅僅是磁盤在讀寫數(shù)據(jù)的時候出現(xiàn)了超時，以至于raid卡沒能在規(guī)定的時間內(nèi)接收到磁盤的恢復(fù)，使raid以為該磁盤出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，而使磁盤掉線。對于磁盤掉線，進(jìn)行raid重建問題，應(yīng)該分清楚磁盤出現(xiàn)故障的嚴(yán)重程度，然后再選擇是否重建或者如何重建。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于數(shù)據(jù)恢復(fù)及自修復(fù)的raid卡設(shè)計方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的，具體步驟如下:
(一)在raid出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要人為干預(yù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)時，raid系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)交互，為了達(dá)到方便數(shù)據(jù)恢復(fù)工作更好的進(jìn)行，raid板卡添加功能設(shè)計如下:
a、對于raid系統(tǒng)在正常運(yùn)行的時候，操作系統(tǒng)不需要與磁盤交互，只是在出現(xiàn)故障的時候，操作系統(tǒng)才需要與磁盤進(jìn)行交互，對于這種情況，raid卡把與系統(tǒng)cpu連接的接口設(shè)計成復(fù)用端口；
b、該復(fù)用端口用如下方法實現(xiàn)，使用撥接開關(guān)進(jìn)行切換，當(dāng)將開關(guān)撥到某一位置時，操作系統(tǒng)看不到底部的磁盤，只能看到raid,系統(tǒng)不能對接在raid卡上的磁盤進(jìn)行操作，當(dāng)開關(guān)撥到另一位置時，操作系統(tǒng)同時看到raid以及raid卡上的各個磁盤，并且能對磁盤通過相關(guān)軟件進(jìn)行操作；
C、在數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件基本在windows系統(tǒng)下運(yùn)行，在數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師實施數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，只需要把相關(guān)軟件安裝上去，在本機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)相關(guān)操作，以便盡可能地保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全；
d、對于使用unix，Iinux操作系統(tǒng)的設(shè)備，存儲上的數(shù)據(jù)盤需要與外界數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的計算設(shè)備相連，為了方便數(shù)據(jù)恢復(fù)，raid卡最好能提供對外的如USB的相關(guān)接口，該接口在平時不允許對設(shè)備進(jìn)行連接，它的對外工作與否，應(yīng)使用撥接開關(guān)控制，當(dāng)需要raid卡通過USB接口對外連接時，通過撥接開關(guān)斷開raid卡與主機(jī)一切邏輯連接；
通過上述措施，raid系統(tǒng)在raid —旦崩潰需要進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候就能提供很大的方便；
(二)在raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤時，raid系統(tǒng)維護(hù)一個有寫操作的條帶列表，raid系統(tǒng)自行快速重建，包括如下步驟；
a、對于raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤之后，在沒有設(shè)置熱備盤的情況下，raid會出現(xiàn)降級，這時掉線盤不會進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，所有的數(shù)據(jù)的讀寫由其他盤承擔(dān)，并且開始維護(hù)一個列表，并記錄從掉盤開始的raid各條帶的寫情況；
b、由于在很多情況下，磁盤掉盤并不是磁盤出現(xiàn)嚴(yán)重問題，有可能是磁盤在做IO操作的是沒有來得及響應(yīng)，以至于raid系統(tǒng)誤判該盤已經(jīng)不能正常工作了 ；
C、因此為了減少投資，raid系統(tǒng)盡快回復(fù)正常，raid卡應(yīng)該保持對掉線盤進(jìn)行喚醒操作，如果在喚醒多次后，磁盤依然沒有正確回應(yīng)，這時raid卡應(yīng)該把該磁盤當(dāng)成出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，后續(xù)管理員應(yīng)該讓該盤完全脫離raid，并把掉盤情況，喚醒情況，相關(guān)故障診斷情況，采取的措施寫入raid卡日志及系統(tǒng)日志，同時把以前維護(hù)的掉盤開始的raid各條帶的寫記錄情況清除；
d、如果喚醒通過，raid卡應(yīng)該把原來掉線的磁盤與其他成員盤一起工作，承擔(dān)數(shù)據(jù)的讀寫，即新寫入的數(shù)據(jù)寫入raid當(dāng)中所有的磁盤，原來掉線期間的數(shù)據(jù)，根據(jù)raid卡維護(hù)的列表通過讀改寫的方式重新進(jìn)行寫入所有的盤，這樣就避免需要重新添加新盤，全盤重建的情況；
Raid需要維護(hù)的列表就是掉盤時間段具體有哪些條帶組中的條帶內(nèi)容進(jìn)行了改變，假設(shè)當(dāng)raid完成了條帶組4的寫入,然后磁盤3出現(xiàn)掉盤,這時raid5會降級成raidO,繼續(xù)的把數(shù)據(jù)寫入磁盤I和磁盤2用P表示校驗條帶,如PO表示O號條帶組的校驗條帶,條帶組η及以后表示raid通過磁盤喚醒,磁盤3又重新加入到raid當(dāng)中，并且一起與其他盤一起進(jìn)行了數(shù)據(jù)存儲，這樣也就是只有條帶組4到條帶組η之間的條帶組需要進(jìn)行恢復(fù)，因此根據(jù)條帶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把掉盤時間段的數(shù)據(jù)重建就行了，這樣就大大節(jié)省了 raid重建的時間；
(三)快速raid重建過程實現(xiàn)，raid系統(tǒng)是根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行讀寫調(diào)度，以便前端系統(tǒng)與存儲交互時能繼續(xù)正常進(jìn)行，具體重建步驟如下:
a、raid重建是否啟動需要對現(xiàn)在raid的io情況進(jìn)行監(jiān)測,如果現(xiàn)階段raid的IO很繁忙，則暫時停止重建，也即raid重建的IO優(yōu)先級放在最低；
b、當(dāng)raid的io相對比較空閑的時候,raid卡系統(tǒng)根據(jù)前面維護(hù)的條帶寫列表找出在raid掉盤期間那些條帶進(jìn)行了改變，然后讀出其中的一個條帶組中原來運(yùn)行良好的磁盤中的數(shù)據(jù)，由于原來的raid類型是raid5,掉盤以后raid會降級,變成raidO,因此剩余的那些盤的條帶當(dāng)中存儲的全部都是數(shù)據(jù)，沒有校驗數(shù)據(jù)；
C、如果要恢復(fù)整個raid5系統(tǒng)，必須確定在一個條帶組當(dāng)中，哪個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，這需要掃描前面的條帶組，得出raid系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底是左同步，左異步，右同步，右異步，常規(guī)還是非常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)形式，最后確定出條帶組中哪個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，最后確定出該raid的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，如要確定需要重建部分的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，確定出校驗條帶如何存放，如能夠掃描前面的4個條帶組，就能得出這是常規(guī)左異步結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也能根據(jù)raid開始設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),計算出各個條帶組的數(shù)據(jù)存放方式；
d、確定出了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式后，對剛才讀取的數(shù)據(jù)計算出校驗數(shù)據(jù)，完成后把各條帶數(shù)據(jù)按照前面確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式寫入磁盤，這樣就完成了維護(hù)列表當(dāng)中的一個條帶組數(shù)據(jù)的重建，重建完成后還需要把該條帶組從維護(hù)的數(shù)據(jù)列表當(dāng)中刪除；
e、按照前面的步驟進(jìn)行下一個條帶組的重建過程，直到維護(hù)列表中的條帶組全部恢復(fù)完成。本發(fā)明的有益效果:通過本發(fā)明的方法可以在硬件raid卡與計算機(jī)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)出現(xiàn)損壞的時候如何更好的交互以方便后面的數(shù)據(jù)修復(fù)，以及在數(shù)據(jù)修復(fù)期間如何提高修復(fù)速度。


圖1是raid板卡結(jié)構(gòu)示意 圖2是raid5掉盤并被喚醒情況示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明主要從3個方面提出用于數(shù)據(jù)恢復(fù)和自修復(fù)的raid系統(tǒng)實現(xiàn)方法。(一)實現(xiàn)在raid出現(xiàn)嚴(yán)重故障，需要人為干預(yù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)時，raid系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)交互。為了達(dá)到方便數(shù)據(jù)恢復(fù)工作更好的進(jìn)行，raid板卡添加功能設(shè)計
a、對于raid系統(tǒng)在正常運(yùn)行的時候，操作系統(tǒng)不需要與磁盤交互，只是在出現(xiàn)故障的時候，操作系統(tǒng)才需要與磁盤進(jìn)行交互。對于這種情況，raid卡可以把與系統(tǒng)cpu連接的接口設(shè)計成復(fù)用端口；
b、該復(fù)用端口可以用如下方法實現(xiàn)，使用撥接開關(guān)(或者相關(guān)類似方法)，當(dāng)撥接開關(guān)撥到某一位置(假設(shè)為A位置)時，操作系統(tǒng)看不到底部的磁盤，只能看到raid，系統(tǒng)不能對接在raid卡上的磁盤進(jìn)行操作。當(dāng)開關(guān)撥到另一位置(假設(shè)為B位置)時，操作系統(tǒng)可以同時看到raid以及raid卡上的各個磁盤,并且能對磁盤通過相關(guān)軟件進(jìn)行操作；
C、上面的設(shè)計方式對于windows系統(tǒng)比較實用，在數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件基本在windows系統(tǒng)下運(yùn)行，在數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師設(shè)施數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，只需要把相關(guān)軟件安裝上去，在本機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)相關(guān)操作。這可以盡可能的保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全； d、因為現(xiàn)在很多服務(wù)器，存儲等設(shè)備的操作系統(tǒng)都是unix，Iinux等操作系統(tǒng)，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件暫時不能在上面運(yùn)行。而已在很多時候存儲上的數(shù)據(jù)盤還是需要與外界數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的計算設(shè)備相連，為了數(shù)據(jù)恢復(fù)的方便，raid卡最好能提供對外的如USB等相關(guān)接口。該接口在平時不允許對進(jìn)行連接，它的對外工作與否也使用通過上面提到的撥接開關(guān)控制。當(dāng)撥接開關(guān)撥到假設(shè)為C位置時raid卡可以通過USB接口對外連接，并且斷開raid卡與主機(jī)一切邏輯連接。這樣對于raid系統(tǒng)就可以在raid —旦崩潰需要進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候提供很大的方便。(二)在raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤，raid系統(tǒng)維護(hù)一個有寫操作的條帶列表，根據(jù)數(shù)據(jù)的有raid系統(tǒng)自行快速重建。(以raid5為例，因為raid5現(xiàn)在使用比較多，安全性，性能各方面相對都比較好。)
a、對于raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤(單個盤掉盤)之后，在沒有設(shè)置熱備盤的情況下，raid會出現(xiàn)降級，這時掉線盤不會進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，所有的數(shù)據(jù)的讀寫由其他盤承擔(dān)。并且開始維護(hù)一個列表，并記錄從掉盤開始的raid各條帶的寫情況；
b、由于在很多情況下，磁盤掉盤并不是磁盤出現(xiàn)嚴(yán)重問題，有可能是磁盤在做IO操作的是沒有來得及響應(yīng)，以至于raid系統(tǒng)以為該盤已經(jīng)不能正常工作了 ；
C、因此為了減少投資，raid系統(tǒng)盡快回復(fù)正常，raid卡應(yīng)該保持對掉線盤進(jìn)行喚醒操作，如果在喚醒多次后，比如5次，磁盤依然沒有正確回應(yīng)，這時raid卡應(yīng)該把該磁盤當(dāng)成出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，讓該盤完全脫離raid，并把掉盤情況，喚醒情況，相關(guān)故障診斷情況，后續(xù)管理員應(yīng)該采取的措施寫入raid卡日志及系統(tǒng)日志。同時把以前維護(hù)的掉盤開始的raid各條帶的寫記錄情況清除；
d、如果喚醒通過，raid卡應(yīng)該把原來掉線的磁盤與其他成員盤一起工作，承擔(dān)數(shù)據(jù)的讀寫。即新寫入的數(shù)據(jù)寫入raid當(dāng)中所有的磁盤，原來掉線期間的數(shù)據(jù)，根據(jù)raid卡維護(hù)的列表通過讀改寫的方式重新進(jìn)行寫入所有的盤。這樣就避免需要重新添加新盤，全盤重建的情況。如圖2，Raid需要維護(hù)的列表就是掉盤時間段具體有哪些條帶組中的條帶內(nèi)容進(jìn)行了改變。假設(shè)當(dāng)raid完成了條帶組4的寫入，然后磁盤3出現(xiàn)掉盤，這是raid5會降級成raidO,繼續(xù)的把數(shù)據(jù)寫入磁盤I和磁盤2。圖2中P表示校驗條帶,如PO表示O號條帶組的校驗條帶。表格里的數(shù)字表示條帶邏輯順序。條帶組η及以后表示raid通過磁盤喚醒，磁盤3又重新加入到raid當(dāng)中，并且一起與其他盤一起進(jìn)行了數(shù)據(jù)存儲，這樣也就是只有條帶組4到條帶組η之間的條帶組需要進(jìn)行恢復(fù)，因此根據(jù)條帶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把掉盤時間段的數(shù)據(jù)重建就行了，這樣就大大節(jié)省了 raid重建的時間。(三)快速raid重建過程的具體重建步驟:實現(xiàn)raid系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行讀寫調(diào)度，以便前端系統(tǒng)與存儲交互時能繼續(xù)正常進(jìn)行。(該重建與現(xiàn)在常用的raid全盤重建是不同的)
a、raid重建是否啟動需要對現(xiàn)在raid的io情況進(jìn)行監(jiān)測,如果現(xiàn)階段raid的IO很繁忙，則暫時停止重建。也即raid重建的IO優(yōu)先級放在最低；
b、當(dāng)raid的io相對比較空閑的時候,raid卡系統(tǒng)根據(jù)前面維護(hù)的條帶寫列表找出在raid掉盤期間那些條帶進(jìn)行了改變，然后讀出其中的一個條帶組中原來運(yùn)行良好的磁盤中的數(shù)據(jù)。由于原來的raid類型是raid5,掉盤以后raid會降級,變成raidO,因此剩余的那些盤的條帶當(dāng)中存儲的全部都是數(shù)據(jù)，沒有校驗數(shù)據(jù)；
C、如果要恢復(fù)整個raid5系統(tǒng),必須確定在一個條帶組當(dāng)中，那個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，這需要掃描前面的條帶組，得出raid系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底是左同步，左異步，右同步，右異步，常規(guī)還是非常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)形式，最后確定出條帶組中哪個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，最后確定出該raid的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式。如圖2所示，如要確定需要重建部分的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，確定出校驗條帶如何存放，如可以掃描前面的4個條帶組，就可以得出這是常規(guī)左異步結(jié)構(gòu)。當(dāng)然也可以根據(jù)raid開始設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，計算出各個條帶組的數(shù)據(jù)存放方式；
d、確定出了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式后，對剛才讀取的數(shù)據(jù)計算出校驗數(shù)據(jù)，完成后把各條帶數(shù)據(jù)按照前面確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式寫入磁盤。這樣就完成了維護(hù)列表當(dāng)中的一個條帶組數(shù)據(jù)的重建，重建完成后還需要把該條帶組從維護(hù)的數(shù)據(jù)列表當(dāng)中刪除；
e、按照前面的步驟進(jìn)行下一個條帶組的重建過程，直到維護(hù)列表中的條帶組全部恢復(fù)完成。除本發(fā)明的說明書公開的技術(shù)特征外均為本專業(yè)技術(shù)人員的公職技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)據(jù)恢復(fù)及自修復(fù)的raid卡設(shè)計方法，其特征在于，具體步驟如下: (一)在raid出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要人為干預(yù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)時，raid系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)交互，為了達(dá)到方便數(shù)據(jù)恢復(fù)工作更好的進(jìn)行，raid板卡添加功能設(shè)計如下: a、對于raid系統(tǒng)在正常運(yùn)行的時候，操作系統(tǒng)不需要與磁盤交互，只是在出現(xiàn)故障的時候，操作系統(tǒng)才需要與磁盤進(jìn)行交互，對于這種情況，raid卡把與系統(tǒng)cpu連接的接口設(shè)計成復(fù)用端口； b、該復(fù)用端口用如下方法實現(xiàn)，使用撥接開關(guān)進(jìn)行切換，當(dāng)將開關(guān)撥到某一位置時，操作系統(tǒng)看不到底部的磁盤，只能看到raid,系統(tǒng)不能對接在raid卡上的磁盤進(jìn)行操作，當(dāng)開關(guān)撥到另一位置時，操作系統(tǒng)同時看到raid以及raid卡上的各個磁盤，并且能對磁盤通過相關(guān)軟件進(jìn)行操作； C、在數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件基本在windows系統(tǒng)下運(yùn)行，在數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師實施數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候，只需要把相關(guān)軟件安裝上去，在本機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)相關(guān)操作，以便盡可能地保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全； d、對于使用unix，Iinux操作系統(tǒng)的設(shè)備，存儲上的數(shù)據(jù)盤需要與外界數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的計算設(shè)備相連，為了方便數(shù)據(jù)恢復(fù)，raid卡最好能提供對外的如USB的相關(guān)接口，該接口在平時不允許對設(shè)備進(jìn)行連接，它的對外工作與否，應(yīng)使用撥接開關(guān)控制，當(dāng)需要raid卡通過USB接口對外連接時，通過撥接開關(guān)斷開raid卡與主機(jī)一切邏輯連接； 通過上述措施，raid系統(tǒng)在raid —旦崩潰需要進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)的時候就能提供很大的方便； (二)在raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤時，raid系統(tǒng)維護(hù)一個有寫操作的條帶列表，raid系統(tǒng)自行快速重建，包括如下步驟； a、對于raid系統(tǒng)出現(xiàn)掉盤之后，在沒有設(shè)置熱備盤的情況下，raid會出現(xiàn)降級，這時掉線盤不會進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，所有的數(shù)據(jù)的讀寫由其他盤承擔(dān)，并且開始維護(hù)一個列表，并記錄從掉盤開始的raid各條帶的寫情況； b、由于在很多情況下，磁盤掉盤并不是磁盤出現(xiàn)嚴(yán)重問題，有可能是磁盤在做IO操作的是沒有來得及響應(yīng)，以至于raid系統(tǒng)誤判該盤已經(jīng)不能正常工作了 ； C、因此為了減少投資，raid系統(tǒng)盡快回復(fù)正常，raid卡應(yīng)該保持對掉線盤進(jìn)行喚醒操作，如果在喚醒多次后，磁盤依然沒有正確回應(yīng)，這時raid卡應(yīng)該把該磁盤當(dāng)成出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，后續(xù)管理員應(yīng)該讓該盤完全脫離raid，并把掉盤情況，喚醒情況，相關(guān)故障診斷情況，采取的措施寫入raid卡日志及系統(tǒng)日志，同時把以前維護(hù)的掉盤開始的raid各條帶的寫記錄情況清除； d、如果喚醒通過，raid卡應(yīng)該把原來掉線的磁盤與其他成員盤一起工作，承擔(dān)數(shù)據(jù)的讀寫，即新寫入的數(shù)據(jù)寫入raid當(dāng)中所有的磁盤，原來掉線期間的數(shù)據(jù)，根據(jù)raid卡維護(hù)的列表通過讀改寫的方式重新進(jìn)行寫入所有的盤，這樣就避免需要重新添加新盤，全盤重建的情況； Raid需要維護(hù)的列表就是掉盤時間段具體有哪些條帶組中的條帶內(nèi)容進(jìn)行了改變，假設(shè)當(dāng)raid完成了條帶組4的寫入,然后磁盤3出現(xiàn)掉盤,這時raid5會降級成raidO,繼續(xù)的把數(shù)據(jù)寫入磁盤I和磁盤2用P表示校驗條帶,如PO表示O號條帶組的校驗條帶,條帶組η及以后表示raid通過磁盤喚醒,磁盤3又重新加入到raid當(dāng)中，并且一起與其他盤一起進(jìn)行了數(shù)據(jù)存儲，這樣也就是只有條帶組4到條帶組η之間的條帶組需要進(jìn)行恢復(fù)，因此根據(jù)條帶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把掉盤時間段的數(shù)據(jù)重建就行了，這樣就大大節(jié)省了 raid重建的時間； (三)快速raid重建過程實現(xiàn)，raid系統(tǒng)是根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行讀寫調(diào)度，以便前端系統(tǒng)與存儲交互時能繼續(xù)正常進(jìn)行，具體重建步驟如下: a、raid重建是否啟動需要對現(xiàn)在raid的io情況進(jìn)行監(jiān)測,如果現(xiàn)階段raid的IO很繁忙，則暫時停止重建，也即raid重建的IO優(yōu)先級放在最低； b、當(dāng)raid的io相對比較空閑的時候,raid卡系統(tǒng)根據(jù)前面維護(hù)的條帶寫列表找出在raid掉盤期間那些條帶進(jìn)行了改變，然后讀出其中的一個條帶組中原來運(yùn)行良好的磁盤中的數(shù)據(jù)，由于原來的raid類型是raid5,掉盤以后raid會降級,變成raidO,因此剩余的那些盤的條帶當(dāng)中存儲的全部都是數(shù)據(jù)，沒有校驗數(shù)據(jù)； C、如果要恢復(fù)整個raid5系統(tǒng)，必須確定在一個條帶組當(dāng)中，哪個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，這需要掃描前面的條帶組，得出raid系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底是左同步，左異步，右同步，右異步，常規(guī)還是非常規(guī)的數(shù)據(jù)存 儲結(jié)構(gòu)形式，最后確定出條帶組中哪個磁盤條帶用來存放校驗數(shù)據(jù)，最后確定出該raid的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，如要確定需要重建部分的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，確定出校驗條帶如何存放，如能夠掃描前面的4個條帶組，就能得出這是常規(guī)左異步結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也能根據(jù)raid開始設(shè)定的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),計算出各個條帶組的數(shù)據(jù)存放方式； d、確定出了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式后，對剛才讀取的數(shù)據(jù)計算出校驗數(shù)據(jù)，完成后把各條帶數(shù)據(jù)按照前面確定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式寫入磁盤，這樣就完成了維護(hù)列表當(dāng)中的一個條帶組數(shù)據(jù)的重建，重建完成后還需要把該條帶組從維護(hù)的數(shù)據(jù)列表當(dāng)中刪除； e、按照前面的步驟進(jìn)行下一個條帶組的重建過程，直到維護(hù)列表中的條帶組全部恢復(fù)完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于數(shù)據(jù)恢復(fù)及自修復(fù)的raid卡設(shè)計方法，具體步驟如下在raid出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要人為干預(yù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)時，raid系統(tǒng)與數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)交互，為了達(dá)到方便數(shù)據(jù)恢復(fù)工作更好的進(jìn)行，raid板卡添加功能設(shè)計如下a、對于raid系統(tǒng)在正常運(yùn)行的時候，操作系統(tǒng)不需要與磁盤交互，只是在出現(xiàn)故障的時候，操作系統(tǒng)才需要與磁盤進(jìn)行交互，對于這種情況，raid卡把與系統(tǒng)cpu連接的接口設(shè)計成復(fù)用端口；b、該復(fù)用端口用如下方法實現(xiàn)，使用撥接開關(guān)進(jìn)行切換，當(dāng)將開關(guān)撥到某一位置時，操作系統(tǒng)看不到底部的磁盤，只能看到raid，系統(tǒng)不能對接在raid卡上的磁盤進(jìn)行操作，當(dāng)開關(guān)撥到另一位置時，操作系統(tǒng)同時看到raid以及raid卡上的各個磁盤，并且能對磁盤通過相關(guān)軟件進(jìn)行操作。
文檔編號G06F11/14GK103116474SQ201310028448
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者肖健明 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司