虛擬磁盤驅動系統和方法技術方案

提供了能夠動態分配數據的磁盤驅動器系統和方法。該磁盤驅動器系統可包括含有存儲池的ＲＡＩＤ子系統以及含有至少一個磁盤存儲系統控制器的磁盤管理器，該存儲池例如維護ＲＡＩＤ自由列表的存儲頁池或維護ＲＡＩＤ空列表的磁盤存儲塊矩陣。ＲＡＩＤ子系統和磁盤管理器基于ＲＡＩＤ－磁盤映射跨存儲池和多個磁盤驅動器動態地分配數據。ＲＡＩＤ子系統和磁盤管理器確定是否需要另外的磁盤驅動器，且如果需要另外的磁盤驅動器則發送通知。動態數據分配和數據分級管理允許用戶在稍后需要時獲取磁盤驅動器。動態數據分配也允許對用于存儲的虛擬卷池的快照／時間點副本的有效數據存儲，用于數據備份、恢復等的即時數據重放和數據即時融合，遠程數據存儲以及數據分級管理等。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般涉及磁盤驅動器系統和方法，尤其設計具有諸如動態數據分配和 磁盤驅動器虛擬化等能力的磁盤驅動器系統。
技術介紹
現有的磁盤驅動器系統是以這樣的一種方式來設計的使得虛擬巻數據存儲 空間與具有特定大小和位置的物理磁盤靜態地相關聯以供存儲數據。這些磁盤驅動 器系統需要了解和監視/控制數據存儲空間的虛擬巻的精確位置和大小以便存儲數據。另外，系統經常需要更大的數據存儲空間，以便添加更多的RAID設備。然而， 通常這些附加的RAID設備是昂貴的，且在實際需要額外的數據存儲空間之前并不 是所需的。附圖說明圖14A示出了包含與具有特定大小和位置的物理磁盤相關聯的虛擬巻數據存 儲空間以供存儲、讀/寫和/或恢復數據的現有磁盤驅動器系統。磁盤驅動器系統基 于數據存儲空間的虛擬巻的特定位置和大小來靜態地分配數據。結果是，將不使用 清空的數據存儲空間，而預先獲取額外的、有時是昂貴的數據存儲設備，例如RAID 設備以供存儲、讀/寫和/或恢復系統中的數據。稍后，才需要和/或使用這些額外的 數據存儲空間。從而，存在對改進的磁盤驅動系統和方法的需求。還存在對有效的、動態數 據分配和磁盤驅動器空間和時間管理系統和方法的需求。
技術實現思路
本專利技術提供能夠動態分配數據的改進的磁盤驅動器系統和方法。該磁盤驅動4器系統可包括含有磁盤存儲塊的矩陣的RAID子系統以及含有至少一個磁盤存儲 系統控制器的磁盤管理器。RAID子系統和磁盤管理器基于RAID—磁盤映射跨磁 盤存儲塊的矩陣和多個磁盤驅動器來動態地分配數據。RAID子系統和磁盤管理器 確定是否需要另外的磁盤驅動器，且如果需要另外的磁盤驅動器則發送通知。動態 數據分配允許用戶在稍后當需要時獲取磁盤驅動器。動態數據分配也允許對磁盤存 儲塊的虛擬巻矩陣或池的快照/時間點副本的有效數據存儲，用于數據備份、恢復 等的即時數據重放和數據即時融合，遠程數據存儲以及數據分級管理(data progression)等。由于將在稍后購買更便宜的磁盤驅動器，因此數據分級管理也允 許推遲購買更便宜的磁盤驅動器。在--個實施例中，提供虛擬巻或磁盤存儲塊的矩陣或池與物理磁盤相關聯。 虛擬巻或磁盤存儲塊的矩陣或池是由多個磁盤存儲系統控制器動態地監視/控制 的。在一個實施例中，每一虛擬巻的大小可以是默認的或可由用戶預定義，而每一 虛擬巻的位置默認為空。在分配數據之前，虛擬巻為空。可在矩陣或池的任何網格 中分配數據(例如， 一旦在網格中分配數據，即為該網格中的一個"點")。 一旦 刪除該數據，該虛擬巻再次可用，指示為"空"。因此，可在需求的基礎上在稍后 獲取額外的數據存儲空間以及有時是昂貴的磁盤存儲設備，例如RAID設備。在一個實施例中，磁盤管理器可管理多個磁盤存儲系統控制器，多個冗余磁 盤存儲系統控制器可被實現來覆蓋被操作的磁盤存儲系統控制器上的故障。在--個實施例中，RAID子系統包括各RAID類型中至少一個的組合，RAID 類型諸如RAID-0、 RAID-1、 RAID-5和RAID-IO。可以理解，可在替換的RAID 子系統中使用其它RAID類型，諸如RAID-3、 RAID-4、 RAID-6和RAID-7等。本專利技術也提供動態數據分配方法，它包括以下步驟.，提供邏輯塊或磁盤存儲 塊的默認大小，使得RAID子系統的磁盤空間形成磁盤存儲塊的矩陣；在該磁盤存 儲塊的矩陣中寫數據和分配數據；基于RAID子系統的磁盤空間的歷史占用率確定 RAID子系統的磁盤空間的占用率；確定是否需要額外的磁盤驅動器；且如果需要 額外的磁盤驅動器則向RAID子系統發送通知。在一個實施例中，通知是通過電子 郵件發送的。本專利技術的磁盤驅動器系統的優點之一是，RAID子系統能夠跨虛擬數量的磁盤 使用RAID技術。其余的存儲空間可供自由使用。通過監視存儲空間和確定RAID 子系統的存儲空間的占用率,用戶不必獲取昂貴但購買時無用的大量驅動器。因此， 當實際需要驅動器時添加驅動器以滿足存儲空間的漸增需求將顯著地減少磁盤驅動器的總成本。同時，基本上改進了對磁盤使用的效率。本專利技術的另一優點是，該磁盤存儲系統控制器對任何計算機文件系統是通用 的，而不僅用于特定計算機文件系統。本專利技術也提供數據即時重放的方法。在一個實施例中，數據即時重放方法包括以下步驟提供邏輯塊或磁盤存儲塊的默認大小，使得RAID子系統的磁盤空間 形成存儲頁池或磁盤存儲塊的矩陣；以預定的時間間隔自動生成存儲頁池的巻的快 照或磁盤存儲塊的矩陣的快照；以及存儲存儲頁池或磁盤存儲塊的矩陣的快照或增 量的地址索引，使得磁盤存儲塊矩陣的快照或增量可通過所存儲的地址索引來即時定位。數據即時重放方法以用戶定義的時間間隔、用戶配置的動態時戳(例如，每 隔幾分鐘或幾小時等)或由服務器指示的時間自動生成RAID子系統的快照。萬一 出現系統故障或病毒攻擊,這些加時戳的虛擬快照允許大約數分鐘或小時內等的數 據即時重放和數據即時恢復。該技術也被稱為即時重放融合，目卩，及時地融合崩潰 或攻擊前不久的數據，且可即時使用崩潰或攻擊之前所存儲的快照用于將來的操 作。在一個實施例中，可在本地RAID子系統或在遠程RAID子系統中存儲快照， 使得如果由于例如恐怖襲擊等而發生主要系統崩潰時，數據的完整性不受影響，且 可即時恢復數據。數據即時重放方法的另一優點是，快照可用于測試，而同時系統保持其操作。 實時數據可用于實時測試。本專利技術也提供數據即時重放的系統，它包括RAID子系統和具有至少一個磁 盤存儲系統控制器的磁盤管理器。在一個實施例中，RAID子系統和磁盤管理器基 于RAID—磁盤映射跨多個驅動器的磁盤空間自動分配數據，其中RAID子系統的 磁盤空間形成磁盤存儲塊的矩陣。磁盤存儲系統控制器以預定的時間間隔自動生成 磁盤存儲塊的矩陣的快照，并存儲磁盤存儲塊的矩陣的快照或增量的地址索引，使 得可通過所存儲的地址索引即時定位磁盤存儲塊的矩陣的該快照或增量。在一個實施例中，磁盤存儲系統控制器從磁盤存儲塊的矩陣的快照中監視數 據使用的頻率，并應用老化規則，使得較少使用或訪問的數據被移至較不昂貴的 RAID子系統中。類似地，當位于較不昂貴的RAID子系統中的數據要被更頻繁地 使用時，控制器將該數據移動至較昂貴的RAID子系統中。從而，用戶能夠選擇所 期望的RAID子系統公文包來滿足其自身的存儲需求。從而，磁盤驅動器系統的成本可顯著地減少，并由用戶動態控制。通過以下詳細描述，對本領域的技術人員而言，本專利技術的這些和其它特征和 優點將是顯而易見的，在詳細描述中示出和描述了本專利技術的說明性實施例，包括用 于實施本專利技術的所構想的最佳模式。可以認識到，本專利技術可在各種明顯的方面中修 改，但均不背離本專利技術的精神和范圍。從而，附圖和詳細描述將被示為本質上是說 明性而非限制性的。附閨說明圖1示出了根據本專利技術的原理的計算機環境中的磁盤驅動器系統的一個實施例。圖2示出了根據本專利技術的原理，具有用于磁盤驅動器的RAID子系統的存儲 頁池的動態數搪分配的一個實施例。圖2A示出了磁盤驅動器系統的RAID子系統中的常規數據分配。配。圖2C示出了根據本專利技術的原理的動態數據分配方法。圖3A和犯是根據本專利技術的原理，RAID子系統的磁盤存儲塊在多個時間間隔處的快照的示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁盤驅動器系統中數據分級管理的方法，包括以下步驟：　確定多個ＲＡＩＤ設備中的每一個的操作成本；　基于所述成本對所述多個ＲＡＩＤ設備中的每一個進行分類；　連續檢查所述多個ＲＡＩＤ設備上的數據，以確定是否有數據要從一個分類 的ＲＡＩＤ設備移動到另一個；以及　將一個分類的ＲＡＩＤ設備上存儲的數據移動到另一個分類的ＲＡＩＤ設備。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：PE索蘭，JP圭德，LE阿茲曼，MJ克萊姆，
申請(專利權)人：克姆佩棱特科技公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]