廉价磁盘冗余阵列RAID5卷快速扩容方法

摘要

廉价磁盘冗余阵列RAID5卷快速扩容方法属于信息存储技术领域，其特征在于：将数据重分布I/O由逻辑上的顺序改变为物理上的顺序，通过单个I/O访问多个物理上连续的数据块，从而增加数据重分布I/O的大小，同时减少其个数。元数据懒惰更新，直到对数据可靠性的威胁出现时才更新元数据。既显著减少了元数据的更新次数，又严格保证了数据可靠性。监测RAID5卷所承担的负载，自适应地用一个简单逻辑阀来调控数据迁移速率。这样可以自适应地全面满足数据重分布速度和应用I/O性能两个需求。实验表明：在多种真实负载下，本发明比传统方法在用户响应时间和数据重分布时间上两个性能指标上都有十分显著的提高。

主权项

1. 廉价磁盘冗余阵列RAID5卷快速扩容方法，其特征在于：所述方法是在有廉价磁盘冗余阵列功能的主机或阵列系统上依次按以下步骤实现的：步骤(1)：数据块的聚合访问步骤(1.1)：以异步I/O操作方式同时通过单个I/O操作读取多个在m块磁盘物理分布上连续的数据块，并存入内存；步骤(1.2)：把n块磁盘加入一个由m块磁盘组成的RAID5卷中时，调整数据块指针来实现数据块的重新分布：扩容前，一个数据块x分布在第x mod m号磁盘的第x/m块物理数据块上，扩容后分布在第x mod(m+n)号磁盘的第x/(m+n)块物理数据块上；步骤(1.3)：计算机计算新的数据组织的校验数据块；步骤(1.4)：以异步I/O操作方式同时通过单个I/O操作写入在步骤(1.2)所述的物理分布上连续的数据块；步骤(2)：元数据的懒惰更新步骤(2.1)：一旦聚合窗口中的所有数据块都已经移动完，聚合窗口向前滑动一个聚合窗口大小，所述的聚合窗口是指通过一组异步I/O操作读进内存的数据块集合，而滑动窗口用来描述RAID5卷上一段连续空间的映射信息；步骤(2.2)：元数据不被更新，直到下面两个状态之一出现时，更新元数据：当聚合窗口到达当前滑动窗口边界时，更新元数据并且初始化一个新的滑动窗口，当一个用户写请求到达一个地址区域，但所述的地址区域的数据已经移动但元数据尚未更新时，更新元数据，而且初始化一个新的滑动窗口，此时才服务用户写请求；步骤(2.3)：直到第一个聚合窗口中的所有数据块都已被移动，数据重分布状态切换到初始状态；步骤(3)：基于逻辑阀的速率控制步骤(3.1)：监测所述RAID5卷所承担的应用I/O负载；步骤(3.2)：在一个设定的时间周期内，当系统发生拥塞，或者服务时间超过临界值的应用I/O占本周期内所有应用I/O的比例大于设定的百分比，则判断当前负载为高负载，否则，为低负载；步骤(3.3)：当前周期内负载为轻时，下一周期执行数据重分布，当前周期内负载为重时，下一周期不执行数据重分布。