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
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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