虚拟磁盘驱动系统和方法技术方案

提供了能够动态分配数据的磁盘驱动器系统和方法。该磁盘驱动器系统可包括含有存储池的ＲＡＩＤ子系统以及含有至少一个磁盘存储系统控制器的磁盘管理器，该存储池例如维护ＲＡＩＤ自由列表的存储页池或维护ＲＡＩＤ空列表的磁盘存储块矩阵。ＲＡＩＤ子系统和磁盘管理器基于ＲＡＩＤ－磁盘映射跨存储池和多个磁盘驱动器动态地分配数据。ＲＡＩＤ子系统和磁盘管理器确定是否需要另外的磁盘驱动器，且如果需要另外的磁盘驱动器则发送通知。动态数据分配和数据分级管理允许用户在稍后需要时获取磁盘驱动器。动态数据分配也允许对用于存储的虚拟卷池的快照／时间点副本的有效数据存储，用于数据备份、恢复等的即时数据重放和数据即时融合，远程数据存储以及数据分级管理等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及磁盘驱动器系统和方法，尤其设计具有诸如动态数据分配和 磁盘驱动器虚拟化等能力的磁盘驱动器系统。
技术介绍
现有的磁盘驱动器系统是以这样的一种方式来设计的使得虚拟巻数据存储 空间与具有特定大小和位置的物理磁盘静态地相关联以供存储数据。这些磁盘驱动器系统需要了解和监视/控制数据存储空间的虚拟巻的精确位置和大小以便存储数据。另外，系统经常需要更大的数据存储空间，以便添加更多的RAID设备。然而， 通常这些附加的RAID设备是昂贵的，且在实际需要额外的数据存储空间之前并不是所需的。图14A示出了包含与具有特定大小和位置的物理磁盘相关联的虚拟巻数据存 储空间以供存储、读/写和/或恢复数据的现有磁盘驱动器系统。磁盘驱动器系统基 于数据存储空间的虚拟巻的特定位置和大小来静态地分配数据。结果是，将不使用 清空的数据存储空间，而预先获取额外的、有时是昂贵的数据存储设备，例如RAID 设备以供存储、读/写和/或恢复系统中的数据。稍后，才需要和/或使用这些额外的 数据存储空间。从而，存在对改进的磁盘驱动系统和方法的需求。还存在对有效的、动态数 据分配和磁盘驱动器空间和时间管理系统和方法的需求。
技术实现思路
本专利技术提供能够动态分配数据的改进的磁盘驱动器系统和方法。该磁盘驱动5器系统可包括含有磁盘存储块的矩阵的RAID子系统以及含有至少一个磁盘存储系统控制器的磁盘管理器。RAID子系统和磁盘管理器基于RAID—磁盘映射跨磁 盘存储块的矩阵和多个磁盘驱动器来动态地分配数据。RAID子系统和磁盘管理器 确定是否需要另外的磁盘驱动器，且如果需要另外的磁盘驱动器则发送通知。动态 数据分配允许用户在稍后当需要时获取磁盘驱动器。动态数据分配也允许对磁盘存 储块的虚拟巻矩阵或池的快照/时间点副本的有效数据存储，用于数据备份、恢复 等的即时数据重放和数据即时融合，远程数据存储以及数据分级管理(data progression)等。由于将在稍后购买更便宜的磁盘驱动器，因此数据分级管理也允 许推迟购买更便宜的磁盘驱动器。在一个实施例中，提供虚拟巻或磁盘存储块的矩阵或池与物理磁盘相关联。 虚拟巻或磁盘存储块的矩阵或池是由多个磁盘存储系统控制器动态地监视/控制 的。在一个实施例中，每一虚拟巻的大小可以是默认的或可由用户预定义，而每一 虚拟巻的位置默认为空。在分配数据之前，虚拟巻为空。可在矩阵或池的任何网格 中分配数据(例如， 一旦在网格中分配数据，即为该网格中的一个"点")。 一旦 删除该数据，该虚拟巻再次可用，指示为"空"。因此，可在需求的基础上在稍后 获取额外的数据存储空间以及有时是昂贵的磁盘存储设备，例如RAID设备。在一个实施例中，磁盘管理器可管理多个磁盘存储系统控制器，多个冗余磁 盘存储系统控制器可被实现来覆盖被操作的磁盘存储系统控制器上的故障。在一个实施例中，RAID子系统包括各RAID类型中至少一个的组合，RAID 类型诸如RAID-0、 RAID-1、 RAID-5和RAID-IO。可以理解，可在替换的RAID 子系统中使用其它RAID类型，诸如RAID-3、 RAID-4、 RAID-6和RAID-7等。本专利技术也提供动态数据分配方法，它包括以下步骤提供逻辑块或磁盘存储 块的默认大小，使得RAID子系统的磁盘空间形成磁盘存储块的矩阵；在该磁盘存 储块的矩阵中写数据和分配数据；基于RAID子系统的磁盘空间的历史占用率确定 RAID子系统的磁盘空间的占用率；确定是否需要额外的磁盘驱动器；且如果需要 额外的磁盘驱动器则向RAID子系统发送通知。在一个实施例中，通知是通过电子 邮件发送的。本专利技术的磁盘驱动器系统的优点之一是，RAID子系统能够跨虚拟数量的磁盘 使用RAID技术。其余的存储空间可供自由使用。通过监视存储空间和确定RAID 子系统的存储空间的占用率，用户不必获取昂贵但购买时无用的大量驱动器。因此， 当实际需要驱动器时添加驱动器以满足存储空间的渐增需求将显著地减少磁盘驱动器的总成本。同时，基本上改进了对磁盘使用的效率。本专利技术的另一优点是，该磁盘存储系统控制器对任何计算机文件系统是通用 的，而不仅用于特定计算机文件系统。本专利技术也提供数据即时重放的方法。在一个实施例中，数据即时重放方法包 括以下步骤提供逻辑块或磁盘存储块的默认大小，使得RAID子系统的磁盘空间 形成存储页池或磁盘存储块的矩阵；以预定的时间间隔自动生成存储页池的巻的快 照或磁盘存储块的矩阵的快照；以及存储存储页池或磁盘存储块的矩阵的快照或增 量的地址索引，使得磁盘存储块矩阵的快照或增量可通过所存储的地址索引来即时 定位。数据即时重放方法以用户定义的时间间隔、用户配置的动态时戳(例如，每 隔几分钟或几小时等)或由服务器指示的时间自动生成RAID子系统的快照。万一 出现系统故障或病毒攻击，这些加时戳的虚拟快照允许大约数分钟或小时内等的数 据即时重放和数据即时恢复。该技术也被称为即时重放融合，即，及时地融合崩溃 或攻击前不久的数据，且可即时使用崩溃或攻击之前所存储的快照用于将来的操 作。在一个实施例中，可在本地RAID子系统或在远程RAID子系统中存储快照， 使得如果由于例如恐怖袭击等而发生主要系统崩溃时，数据的完整性不受影响，且 可即时恢复数据。数据即时重放方法的另一优点是，快照可用于测试，而同时系统保持其操作。 实时数据可用于实时测试。本专利技术也提供数据即时重放的系统，它包括RAID子系统和具有至少一个磁 盘存储系统控制器的磁盘管理器。在一个实施例中，RAID子系统和磁盘管理器基 于RAID —磁盘映射跨多个驱动器的磁盘空间自动分配数据，其中RAID子系统的 磁盘空间形成磁盘存储块的矩阵。磁盘存储系统控制器以预定的时间间隔自动生成 磁盘存储块的矩阵的快照，并存储磁盘存储块的矩阵的快照或增量的地址索引，使 得可通过所存储的地址索引即时定位磁盘存储块的矩阵的该快照或增量。在一个实施例中，磁盘存储系统控制器从磁盘存储块的矩阵的快照中监视数 据使用的频率，并应用老化规则，使得较少使用或访问的数据被移至较不昂贵的 RAID子系统中。类似地，当位于较不昂贵的RAID子系统中的数据要被更频繁地 使用时，控制器将该数据移动至较昂贵的RAID子系统中。从而，用户能够选择所 期望的RAID子系统公文包来满足其自身的存储需求。从而，磁盘驱动器系统的成7本可显著地减少，并由用户动态控制。通过以下详细描述，对本领域的技术人员而言，本专利技术的这些和其它特征和 优点将是显而易见的，在详细描述中示出和描述了本专利技术的说明性实施例，包括用 于实施本专利技术的所构想的最佳模式。可以认识到，本专利技术可在各种明显的方面中修 改，但均不背离本专利技术的精神和范围。从而，附图和详细描述将被示为本质上是说 明性而非限制性的。附图说明图1示出了根据本专利技术的原理的计算机环境中的磁盘驱动器系统的一个实施例。图2示出了根据本专利技术的原理，具有用于磁盘驱动器的RAID子系统的存储 页池的动态数据分配的一个实施例。图2A示出了磁盘驱动器系统的RAID子系统中的常规数据分配。图2B示出了根据本专利技术的原理的磁盘驱动器系统的RAID子系统中的数据分配。图2C示出了根据本专利技术的原理的动态数据分配方法。图3A和3B是根据本专利技术的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据融合方法，包括以下步骤：　从多个ＲＡＩＤ设备生成至少一个虚拟卷的磁盘空间块；　分配所述至少一个虚拟卷的磁盘空间块；　向所分配的磁盘空间块写数据；　以预定的时间间隔对所述至少一个虚拟卷的每一个自动生成快照；以及 　存储每个快照的地址索引，使得能够通过存储的地址索引来即时定位所述至少一个虚拟卷的每个快照。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：PE索兰，JP圭德，LE阿兹曼，MJ克莱姆，
申请(专利权)人：克姆佩棱特科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]