CN101625586A - 一种管理存储设备节能的方法、设备和计算机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供管理一种冗余磁盘阵列的方法和一种冗余磁盘阵列及计算机，其中包括：我们提供了一种冗余磁盘阵列节能的方法，映射一存储设备到冗余磁盘阵列中的第一磁盘；判断所述冗余磁盘阵列是否属于读取状态；如果是，使所述第一磁盘进入低功耗状态。一种计算机***，包括计算设备，控制设备，冗余磁盘阵列构成的存储设备，所述冗余磁盘阵列包括至少两个硬盘，所述计算机***还包括至少一存储设备，用映射到所述冗余***中的至少一个硬盘。应用本发明提供的技术，仍有冗余的校验数据，即当一块或者几块磁盘故障后，可以全部恢复。同时读写性能仍然能达到原来的RAID5性能，而且比原来更加省电，从而有效的降低***的总功耗。

Description

一种管理存储设备节能的方法、设备和计算机
技术领域
本发明涉及计算机***存储设备管理技术，特别是指一种管理存储设备节能的方法、设备和计算机。
背景技术
计算机***，特别是其中的服务器***，为了实现快速方位数据以及保存数据校验信息的目的，一般都配置了冗余磁盘阵列(RAID，Redundant Array ofIndependent Disks)，高级RAID配置能够把多个物理磁盘组织起来，形成虚拟大容量的逻辑磁盘，在有限数量的物理磁盘损坏的情况下，通过保存在其他物理磁盘上的数据校验信息来恢复损坏的数据信息，从而有效的维护数据安全。现有技术中，高级RAID配置中的RAID5阵列能够做到两块磁盘同时损坏时，可以完整的恢复数据；RAID6阵列则可以做到3块物理磁盘同时损坏而不丢失数据。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少如下问题：
以RAID5(4块硬盘)为例，其中一块磁盘是其他磁盘的校验盘(实际上校验数据是分部在各个磁盘上，为容易理解这里做简单表示)，实际容量为3块硬盘的容量，然而耗电却是4块盘的电量。磁盘工作时有一个工作功耗(一般是20W)，如果一个机房100台服务器，每台服务器的RAID配置是符合RAID标准的配置，应用现有技术，会造成整个计算机***耗电过多，增加了管理成本。
发明内容
为了解决前述问题，本发明提供一种管理存储设备节能的方法、设备和计算机：
本发明实施例的一个方面，我们提供了一种冗余磁盘阵列节能的方法，其特征在于，包括：
映射一存储设备到冗余磁盘阵列中的第一磁盘；
判断所述冗余磁盘阵列是否属于读取状态；
如果是，使所述第一磁盘进入低功耗状态。
优选地，在使所述第一磁盘进入低功耗状态之后，还包括：
在读取数据时，只读取所述第一磁盘之外的其它磁盘数据；
根据所述其他磁盘数据，利用预设算法还原原始数据。
优选地，在所述使所述第一磁盘进入低功耗状态之后，还包括：
在写入数据时，将数据直接写入所述存储设备中。
优选地，将数据直接写入所述存储设备中之前，还包括，判断所述存储设备的存储状态是否超过一定阈值，如果是，则：
唤醒所述第一磁盘；
将所述存储设备的数据复制到所述第一磁盘；
清空所述存储设备；
使所述第一磁盘进入低功耗状态。
优选地，将数据直接写入所述存储设备中步骤之前，还包括，判断所述第一磁盘的低功耗状态是否超过一定阈值，如果是，则：
唤醒所述第一磁盘；
将所述存储设备的数据复制到所述第一磁盘；
清空所述存储设备；
使所述第一磁盘进入低功耗状态。
优选地，在所述将冗余磁盘阵列中的进入低功耗状态，包括：休眠状态、断电状态等
优选地，所述存储设备为低功耗存储设备，包括闪存，固态硬盘。
优选地，所述的预设算法具体为冗余磁盘整列的标准算法，如异或算法、奇偶校验。
本发明实施例的一个方面，我们提供了一种计算机***，包括计算设备，控制设备，冗余磁盘阵列构成的存储设备，所述冗余磁盘阵列包括至少两个硬盘，其特征在于：
所述计算机***还包括：
至少一存储设备，用映射到所述冗余***中的至少一个硬盘。
优选地，所述存储设备为低功耗存储设备，包括闪存、固态硬盘。
附图说明
图1为现有技术中冗余磁盘阵列RAID5的示意图；
图2为本发明优选实施例虚拟物理磁盘构成示意图；
图3为本发明优选实施例读入数据时的示意图；
图4为本发明优选实施例写入数据时的示意图；
图5为本发明优选实施例从闪存中将数据恢复备份的示意图；
图6为本发明优选实施例示意图；
图7为本发明优选实施例一个流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的优选实施例进行详细描述。
在本发明中，一个较佳的实施例是采用FLASH闪存和一个冗余磁盘中的校验盘映射组成一个虚拟的物理硬盘，代替原来的校验盘，来达到节能的效果。
参考图1，冗余磁盘阵列为RAID5，RAID 5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。以四个硬盘组成的RAID 5为例，在所述RAID5阵列中，有四块硬盘，在数据的存储过程中，为了保证任何一块硬盘坏掉的时候，都可以通过其他三块硬盘恢复所有数据，从而达到服务器数据的安全性。其数据存储方式如图2所示：RAID5采取的方法为图中，P0为D0，D1和D2的奇偶校验信息，其它以此类推。由图中可以看出，RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
RAID 5可以为***提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低。。
可以看出，假如将每个硬盘都用来单独存储数据，而不用来校验数据，所述四个硬盘的业务数据存储容量为：800G。
但是，在现有技术中，为了使得业务数据的安全性更高，在所述四个硬盘中的都有空间用来存储其它硬盘上业务数据的校验信息，这样，所述四块硬盘实际能存储的所述业务数据容量为：600G。也就是有一块硬盘的功耗因为备份的需要而增加。
由上述描述可知，现在技术中由于在每个硬盘上都存储有所述业务数据及所述其它硬盘上业务数据的校验数据，所以，使得在包括有所述四个硬盘的***在实际运行中，就需要给每个所述四个硬盘进行供电。可见，图一中的现有技术存在如下问题：
给800G的容量的四个硬盘供电，但用户实际得到的存储所述业务数据的存储容量却只有：600G。
在本发明的实施例中，提供了一种新的冗余磁盘阵列的存储方法和布局，参考图3所示，继续以RAID5为例，在冗余磁盘阵列101-107中，加入一个低功耗的存储设备201，该存储设备的功耗较传统磁性硬盘有很大的减少，在具体实施时，可以选择闪存盘或者固态硬盘等。用上述闪存盘201与RAID5阵列中的任意一块硬盘盘，在本实施例中，以硬盘107举例说明，映射成为一块虚拟的物理硬盘301，虚拟物理硬盘301的作用和硬盘107一样。通过RAID控制卡，达到虚拟硬盘107的效果。也就是说，***会将虚拟硬盘301当作107来进行数据读写的工作。一般情况下，可以将校验硬盘107休眠或断电，而保持闪存盘201的接通，满足基本数据读写的功能。由于在一般情况下，服务器交换的数据并不是十分巨大，加上技术的不断发展，闪存盘的容量越来越大，闪存盘201基本能够保证一段时间段内的数据缓存的作用。
参考图4所示，在***读取数据时，由于107已经休眠或者断电，***仅仅能从其他三块硬盘101-105上读数据，但是由于方法和现有技术没有区别，读取数据的速度还是与原来相同。同时，由于RAID5冗余磁盘阵列的特性，从磁盘101-105上所读取的数据可以通过硬盘101到105的三组数据异或算法得出所有的完整数据，从而可以看出，休眠硬盘109在读取数据时，完整性和速度的保证。
参考图5所示，在***写入数据时，向三块硬盘101-105和虚拟物理硬盘301同时写入数据，在虚拟物理硬盘301的内部，由于107已经休眠或者断电，其实也就是只在闪存盘201上写数据。此时闪存盘201相当于一个硬盘107的缓存，在硬盘107断电和休眠的时候，将***需要写入107的数据缓存在闪存盘201中，只要缓存的数据量在闪存201本身数据容量范围以内，都可以一直由闪存盘201来缓存数据。闪存盘201上的数据和休眠的硬盘107上的数据之和构成了整个虚拟物理硬盘的数据。
参考如图6所示，当闪存盘201上数据容量超过一定阀值时，如缓存的数据达到闪存容量的80％，或者经过了一段预设的时间时，如24小时，或者特定的时段，如午夜12时，唤醒休眠或断电硬盘107，将闪存201上的数据复制到硬盘107中，保持107的数据同步于其他硬盘。删除闪存盘201里面的缓存数据，然后继续将硬盘107恢复到休眠或断电状态。整个虚拟硬盘又恢复到图3所示的缓存状态。
如图7所示，当101-105中的某块硬盘故障后，启动该休眠或断电硬盘107，进行读写操作或恢复数据操作。然后启动***的热备硬盘，将故障的硬盘换掉，恢复***后，又将硬盘107进入休眠或者断电状态，进入到图3所述缓存状态。。
采用本方案之后的优势是：
仍有冗余的校验数据，即当一块或者几块磁盘故障后，可以全部恢复。同时读写性能仍然能达到原来的RAID5性能，而且比原来更加省电，从而有效的降低***的总功耗。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种管理冗余磁盘阵列的方法，其特征在于，包括：
映射一存储设备到冗余磁盘阵列中的第一磁盘；
判断所述冗余磁盘阵列是否属于读取状态；
如果是，使所述第一磁盘进入低功耗状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使所述第一磁盘进入低功耗状态之后，还包括：
在读取数据时，只读取所述第一磁盘之外的其它磁盘数据；
根据所述其他磁盘数据，利用预设算法还原原始数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述使所述第一磁盘进入低功耗状态之后，还包括：
在写入数据时，将数据直接写入所述存储设备中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将数据直接写入所述存储设备中之前，还包括，判断所述存储设备的存储状态是否超过一定阈值，如果是，则：
唤醒所述第一磁盘；
将所述存储设备的数据复制到所述第一磁盘；
清空所述存储设备；
使所述第一磁盘进入低功耗状态。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将数据直接写入所述存储设备中步骤之前，还包括，判断所述第一磁盘的低功耗状态是否超过一定阈值，如果是，则：
唤醒所述第一磁盘；
将所述存储设备的数据复制到所述第一磁盘；
清空所述存储设备；
使所述第一磁盘进入低功耗状态。
6，根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将冗余磁盘阵列中的进入低功耗状态，包括：休眠状态、断电状态等
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述存储设备为低功耗存储设备，包括闪存，固态硬盘。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的预设算法具体为冗余磁盘整列的标准算法，如异或算法、奇偶校验。
9.一种计算机***，包括计算设备，控制设备，冗余磁盘阵列构成的存储设备，所述冗余磁盘阵列包括至少两个硬盘，其特征在于：
所述计算机***还包括：
至少一存储设备，用映射到所述冗余***中的至少一个硬盘。
10.根据权利要求9所述的计算机，其特征在于
所述存储设备为低功耗存储设备，包括闪存、固态硬盘。
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