CN102999399A - 一种jbod阵列自动恢复存储的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种JBOD阵列自动恢复存储的方法，该方法包括:步骤A、判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障；步骤B、如果磁盘出现故障，则根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于该故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的删除，对于该故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，则更新该录像数据区对应的索引区；向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到该JBOD阵列中；在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。本发明可以避免手动更换磁盘不及时导致的录像丢失，在一些无人值守的地方可减少人工维护次数。

Description

一种JBOD阵列自动恢复存储的方法和装置
技术领域
本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种JBOD阵列自动恢复存储的方法和装置。
背景技术
JBOD（Just a Bunch Of Disks，磁盘簇）又叫做“简单磁盘捆绑”，是最近几年提出的一种存储阵列类型，在监控存储领域得到广泛应用。
如图1所示，四个硬盘组成一个JBOD阵列。这四个物理磁盘一个一个的串联在一起，从而提供一个大的逻辑磁盘。在存储数据的时候，数据简单的从第一个硬盘开始存储。当第一个硬盘的存储空间用完之后，再往后面的硬盘中存储数据。
在监控存储应用中，JBOD存储设备最大的优势在于其部署成本低，要比硬件RAID方案低许多。现在市场上常见的JBOD设备经常是将硬盘存放在一个机柜中，将多块硬盘合并到共享电源和风扇的机柜里，而不需要额外的硬件，管理起来也比较简单，所以这是一个相对低廉的存储设备，很受企业的青睐。
虽然JBOD有上述优势，但是其也存在很大的不足。最大的不足之处就在于磁盘数据缺乏冗余保护。如果阵列某一块或者多块磁盘损坏的话，该磁盘上的数据就会永远丢失，无法恢复。
同时，由于JBOD阵列缺乏热备盘自动替换故障盘的机制，在用户未手工将故障盘替换新盘的情况下，该故障盘上的所有存储资源的录像数据将会持续丢失。
JBOD阵列设备在磁盘故障之后，上报磁盘故障告警到对存储设备进行维护管理的用户界面上，或者以故障告警灯闪烁等其他方式，通知用户手工进行故障磁盘替换。用户察觉到阵列的磁盘故障之后，手工进行故障磁盘替换。
在一些无人值守的地方或者时间点（比如深夜），即使设备上报磁盘故障告警或者故障告警灯闪烁，用户也未必能够及时对JBOD阵列的故障磁盘进行手工替换，导致该故障磁盘上的存储资源的录像数据长时间丢失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种JBOD阵列自动恢复存储的方法，该方法包括:步骤A、判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障；步骤B、如果磁盘出现故障，则根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于该故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的删除，对于该故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，则更新该录像数据区对应的索引区；向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到该JBOD阵列中；在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
优选地，该方法在步骤A之后还包括：
步骤B1、在磁盘出现故障时，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的控制命令以将该故障磁盘从JBOD阵列中移除。
优选地，该方法在步骤B之后还包括：步骤C、删除故障磁盘的存储资源分布表，并建立热备盘的存储资源分布表。
优选地，该方法在步骤A和步骤B之间还包括：步骤A1、在磁盘出现故障后，判断JBOD阵列是否存在空闲的局部热备盘或者JBOD阵列所在的存储设备是否存在空闲的全局热备盘，如果存在，则执行步骤B，否则流程结束。
优选地，该判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障具体为：周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息，当磁盘状态为FAULTY时判断磁盘发生故障。
本发明还提供一种JBOD阵列自动恢复存储的装置，该装置包括:故障磁盘判断模块，用于判断磁盘是否出现故障；存储资源删除模块，用于在磁盘出现故障后，根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的删除；索引更新模块，用于在磁盘出现故障后，对于故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，更新该录像数据区对应的索引区；热备盘加入模块，用于在磁盘出现故障后，向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到阵列中；存储资源恢复模块，用于在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
优选地，该装置还包括：故障磁盘移除模块，用于在磁盘出现故障时，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的控制命令以将该故障磁盘从阵列中移除。
优选地，该装置还包括：存储资源分布表更新模块，用于删除故障磁盘的存储资源分布表，并建立热备盘的存储资源分布表。
优选地，该装置还包括：空闲热备盘判断模块，用于判断JBOD阵列是否存在空闲的局部热备盘或该JBOD阵列所在的存储设备是否存在空闲的全局热备盘。
优选地，该故障磁盘判断模块，用于周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息，当磁盘状态为FAULTY时判断磁盘发生故障。
与现有技术相比，本发明的技术可以在JBOD阵列中的磁盘出现故障时，避免手动更换磁盘不及时导致的录像丢失，在一些无人值守的地方可减少人工维护次数。
附图说明
图1是一种JBOD阵列示意图。
图2是本发明实施例流程图。
图3是本发明实施例装置逻辑结构图。
具体实施方式
针对背景技术提出的问题，本发明提供一种使用热备盘自动替换故障磁盘，使得新的录像数据能自动恢复存储的方法。以下结合具体实施例进行详细说明。
一种JBOD阵列自动恢复存储方法，该方法包括：
步骤A、判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障；
步骤B、如果磁盘出现故障，则根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于该故障磁盘上存在有索引区的存储资源，删除该存储资源，对于该故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，则更新该录像数据区对应的索引区；向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到该JBOD阵列中；在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
关于JBOD阵列中的磁盘故障的判断，可以通过周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息来进行判断。在内核态，对JBOD阵列下发的所有写IO进行IO响应处理，跟踪所有写IO的处理结果，如果JBOD阵列的某个磁盘出现不可恢复的写IO失败，则将阵列控制块中对应的磁盘状态置为Faulty状态。因此当读取到磁盘的状态信息为Faulty时判断磁盘发生故障。
存储资源分布表可以记录在JBOD阵列所在的存储设备的配置文件中。一般地，在用户完成JBOD阵列的配置管理，并且根据监控***的存储计划完成在该JBOD阵列上的存储资源配置管理后，在存储设备的配置文件中将记录JBOD阵列的磁盘配置以及每个磁盘上的存储资源配置。这里，存储资源是用于存储数据的磁盘空间。在监控领域，监控***为每一个监控录像机分配一段磁盘空间，该磁盘空间对于监控录像机来说就是其存储资源。
图2给出了JBOD阵列出现磁盘故障时，热备盘自动替换JBOD阵列中故障磁盘的例子。
步骤20、判断是否存在空闲的热备盘，如果是，执行步骤21，如果否，流程结束。
首先，判断JBOD阵列当前是否有空闲的局部热备盘；如果没有，再判断JBOD阵列所在的存储设备当前是否有空闲的全局热备盘。如果阵列、设备均没有空闲的热备盘，则退出处理；如果有上述空闲的局部热备盘或者全局热备盘则执行步骤21。
从用户体验佳的角度，可以通过JBOD阵列所在的存储设备的管理界面，让用户选择一个或多个热备盘配置为全局热备盘或者配置为某个JBOD阵列的局部热备盘。局部热备盘指专门给某个JBOD阵列使用的热备盘，全局热备盘指除了给某个JBOD阵列使用外，还给存储设备其它JBOD阵列设置存储设备的RAID阵列使用的热备盘。热备盘的配置数据可以保存在配置文件中。
步骤21、对于故障磁盘上存在索引区的存储资源，删除该存储资源。
步骤22、对于故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，更新录像数据区对应的索引区。
对于存储资源，如果是索引区的索引数据丢失，会造成存储资源的后续录像无法存储；而部分录像数据区的数据丢失，不会影响存储资源的后续录像存储。因此，需要对存储资源在JBOD阵列的磁盘上的索引区、录像数据区的分布进行区分。表1给出了存储资源Res1~Res4在JBOD阵列的磁盘sdb上索引区、录像数据区信息。
  存储资源名   占据空间大小   索引区大小   录像数据区大小
  Res1   200G   0   200G
  Res2   300G   1G   299G
  Res3   300G   1G   299G
  Res4   200G   1G   199G
表1磁盘sdb存储资源分布表
从表1可以看出，存储资源Res1在JBOD阵列的磁盘sdb上没有索引区，只有录像数据区，而存储资源Res2～Res4在磁盘sdb上则存在索引区。每一个存储资源一定存在自身的索引区，所以Res1的索引区一定存在于同一JBOD阵列的另一磁盘上，比如sda上。表2给出了Res1在磁盘sda上分布的一个例子：
  存储资源名   占据空间大小   索引区大小   录像数据区大小
  Res1   100G   1   99G
表2磁盘sda部分存储资源分布表
JBOD阵列的每个磁盘分别形成自身的存储资源分布表，记录磁盘上所有存储资源的分布情况。
当出现磁盘故障的时候，根据该故障磁盘的存储资源分布表，可以针对每个存储资源依次执行以下操作：
对于故障磁盘上分布有索引区的存储资源，通过存储资源删除的IO控制命令，删除该存储资源；对于故障盘上没有索引区、只有录像数据区的存储资源，对该部分录像数据区按照数据丢失的方式、对相关磁盘的索引区的相关索引进行更新，将更新后的索引区下刷到该相关磁盘。
比如说，磁盘sdb出现故障，则根据表1记载的信息，存储资源Res2、Res3、Res4将会被删除，而存储资源Res1在磁盘sdb上的录像数据对应的索引信息将会更新，即磁盘sda上的存储资源Res1的索引区中记录的对应于Res1在磁盘sdb上的录像数据的那部分索引将会被更新。
步骤23：故磁盘障盘从JBOD阵列中移除
对于故障磁盘，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的IO控制命令；JBOD阵列收到该IO控制命令之后，将故障盘从阵列控制块中移除。
步骤24：将热备磁盘加入JBOD阵列
对于热备磁盘，向JBOD阵列下发添加热备磁盘的IO控制命令；JBOD阵列收到该IO控制命令之后，将热备磁盘加入阵列，所加入的磁盘位置为故障盘在阵列中的原来位置。
步骤25：进行存储资源的恢复
根据配置文件的故障磁盘存储资源分布表，对于存在索引区的存储资源，通过存储空间分配的IO控制命令，进行存储资源的添加与激活。
以之前举例的磁盘sdb为例，在本步骤的处理中，存储资源Res2、Res3、Res4将会被重新添加并激活。
在完成上述存储资源的空间分配之后，删除故障磁盘的磁盘存储资源分布表，同时为已加入JBOD阵列的热备磁盘，建立热备磁盘的存储资源分布表。
上述实施例，当JBOD阵列的磁盘故障损坏后，使用空闲磁盘自动替换故障盘。对于在故障磁盘上存在关键索引区的存储资源，由监控***的服务器重新分配存储空间并下发存储计划到前端监控设备，使新的录像数据可以及时恢复存储。对于在故障磁盘上没有关键索引区、只有录像数据区的存储资源，自动更新存储资源的关键索引区的相关索引，在丢失故障磁盘上的部分录像数据的情况下，自动恢复新录像数据的存储。
本发明可以避免手动更换磁盘不及时导致的录像丢失，在一些无人值守的地方可减少人工维护次数。
图3给出了执行本发明方法的一实施例装置的逻辑结构图。该装置包括：故障磁盘判断模块、存储资源删除模块、索引更新模块、热备盘加入模块和存储资源恢复模块。
故障磁盘判断模块，用于判断磁盘是否出现故障。
存储资源删除模块，用于在磁盘出现故障后,根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于故障磁盘上存在有索引区的存储资源，删除该存储资源。
索引更新模块，用于在磁盘出现故障后，对于故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，更新该录像数据区对应的索引区。
热备盘加入模块，用于在磁盘出现故障后，向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到阵列控制块中。
存储资源恢复模块，用于在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
该装置还包括：故障磁盘移除模块，用于在磁盘出现故障时，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的控制命令以将该故障磁盘从阵列中移除。
该装置还包括：存储资源分布表更新模块，用于删除故障磁盘的存储资源分布表，并建立热备盘的存储资源分布表。
该装置还包括：空闲热备盘判断模块，用于判断JBOD阵列是否存在空闲的局部热备盘或该JBOD阵列所在的存储设备是否存在空闲的全局热备盘。
上述故障磁盘判断模块，还用于周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息，当磁盘状态为FAULTY时判断磁盘发生故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种JBOD阵列自动恢复存储的方法，其特征在于，该方法包括:
步骤A、判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障；
步骤B、如果磁盘出现故障，则根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于该故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的删除，对于该故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，则更新该录像数据区对应的索引区；向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到该JBOD阵列中；在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法在步骤A之后还包括：
步骤B1、在磁盘出现故障时，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的控制命令以将该故障磁盘从JBOD阵列中移除。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法在步骤B之后还包括：
步骤C、删除故障磁盘的存储资源分布表，并建立热备盘的存储资源分布表。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法在步骤A和步骤B之间还包括：
步骤A1、在磁盘出现故障后，判断JBOD阵列是否存在空闲的局部热备盘或者JBOD阵列所在的存储设备是否存在空闲的全局热备盘，如果存在，则执行步骤B，否则流程结束。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断JBOD阵列中的磁盘是否出现故障具体为：周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息，当磁盘状态为FAULTY时判断磁盘发生故障。
6.一种JBOD阵列自动恢复存储的装置，其特征在于，该装置包括:
故障磁盘判断模块，用于判断磁盘是否出现故障;
存储资源删除模块，用于在磁盘出现故障后,根据该故障磁盘的存储资源分布表，对于故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的删除;
索引更新模块，用于在磁盘出现故障后，对于故障磁盘上没有索引区但有录像数据区的存储资源，更新该录像数据区对应的索引区;
热备盘加入模块，用于在磁盘出现故障后，向JBOD阵列下发添加热备盘的控制命令以将该热备盘添加到阵列中；
存储资源恢复模块，用于在热备盘加入该JBOD阵列后，对于所述故障磁盘上存在有索引区的存储资源，进行该存储资源的添加与激活。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
故障磁盘移除模块，用于在磁盘出现故障时，向JBOD阵列下发移除故障磁盘的控制命令以将该故障磁盘从阵列中移除。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
存储资源分布表更新模块，用于删除故障磁盘的存储资源分布表，并建立热备盘的存储资源分布表。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
空闲热备盘判断模块，用于判断JBOD阵列是否存在空闲的局部热备盘或该JBOD阵列所在的存储设备是否存在空闲的全局热备盘。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，故障磁盘判断模块，用于周期性的读取JBOD阵列控制块中各磁盘的状态信息，当磁盘状态为FAULTY时判断磁盘发生故障。
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