CN115951845A - 一种磁盘管理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种磁盘管理方法、装置、设备及存储介质，涉及存储技术领域。该方法包括：获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。利用门限和门限指针通过门限移动算法管理磁盘阵列卡中所有磁盘的下挂操作，只需占用门限域和门限指针大小的资源，有效降低内存资源占用率，并且加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。

Description

一种磁盘管理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种磁盘管理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着工业互联网的迅猛发展，越来越多的数据需要安全、可靠的存储在数据中心，因此存储技术在现在的工业互联网时代显得尤为重要。随着需要存储的数据量越来越大，单台存储服务器上运行的数据也日益增多，当单台存储服务器在容量和安全性上不足以支撑***业务时，就需要将多个存储服务器以某种特定方式组合起来，对外作为一个存储***来使用，才可满足实际需要。存储***的最小管理单元是RAID阵列（即RedundantArrayofIndependentDisks，磁盘阵列，该阵列是由很多块独立的磁盘组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘***效能，利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个磁盘上），存储***中各个存储服务器都以RAID阵列来管理磁盘，因此RAID技术是存储领域中的重要技术，目前包括RAID级别0、1、5、6、10、50、60，它们使用条带、镜像和校验来保证数据可靠性，并通过阵列中多个磁盘驱动并发处理I/O（Input/Output，输入/输出）以提高RAID阵列的I/O性能。

过去存储服务器中都使用软RAID存储技术，存储中的一些算法、数据管理以及一些功能都交给软件管理和实现，整个过程没有硬件参与，由于没有硬件分担RAID阵列几何空间管理等等复杂功能，因此过去存储服务器的存储性能较低。而近些年随着半导体芯片的高速发展，硬RAID存储技术（RAID卡，磁盘阵列卡）也应运而生，RAID卡是为了提高存储中心的I/O性能和数据安全性而在软RAID存储技术基础上提出的硬RAID存储技术，顾名思义硬RAID存储技术就是将软RAID存储技术中的一些算法、数据管理以及一些功能都交给硬件管理和实现，以达到提高存储***的I/O性能和数据安全性。物理连接层面来讲，RAID卡就是实现将存储服务器连接的磁盘按照RAID级别组织成多个RAID阵列的功能板卡，技术人员将一个或多个RAID卡通过存储服务器预留的PCIe插槽插到存储服务器上供用户使用。

大型存储中心的存储容量是巨大的，单个磁盘的容量是非常有限的，因此目前部署在大型存储服务器的RAID卡需要下挂几十万个磁盘。RAID卡管理下挂几十万个磁盘的过程会消耗大量时间，导致用户体验下降，并且在前台紧急I/O任务情况下存在RAID卡管理下挂磁盘出错的风险。目前业界技术在RAID卡下挂磁盘的管理采用Bit位组织方式，这是一个由比特位（Bit）组成的一维线性表，其中每个Bit代表一个磁盘。这种Bit位组织方式在大型大容量RAID阵列中存在不足，Bit位组织方式会占用大量内存资源，会导致大型存储中心中每个RAID卡在管理下挂磁盘时需要很长时间，当用户增加RAID卡时，会消耗更多时间。当用户需要RAID卡管理1PB容量的存储空间，假如一个磁盘有16G容量，因此RAID卡需要管理1PB/16G个磁盘即管理65536个磁盘，根据一个磁盘对应一位则需要65536位，换算为（65536/8）个8192个字节，由此得出需要8192个字节的内存空间来存放Bit位，8192个字节占用大量内存资源空间，导致RAID卡管理下挂的磁盘过程变慢，影响用户在RAID卡执行的业务，致使用户使用RAID卡的体验下降。即Bit位组织方式消耗大量的内存资源，不仅导致RAID卡启动时管理下挂磁盘耗时增加而且会降低用户使用RAID卡的体验感，并且在前台紧急I/O任务情况下存在RAID卡管理下挂磁盘出错的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磁盘管理方法、装置、设备及介质，能够有效降低内存资源占用率，加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种磁盘管理方法，包括：

获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；

将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；

在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

可选的，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后，移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次进行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成的过程中，包括：

确定所述门限的移动次数以及所述门限指针的偏移量；

根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成。

可选的，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成之前，还包括：

根据磁盘阵列卡的容量确定所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量。

可选的，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成，包括：

根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数和所述偏移量，确定所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量；

若所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量等于所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，则判定所述磁盘阵列卡中所有磁盘均下挂完成。

可选的，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，包括：

根据当前所述门限指针指向的比特位中的符号，判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕；所述门限中的比特位用于表征对应的磁盘是否被下挂。

可选的，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还包括：

若是当前所述门限指针指向的磁盘未下挂完毕，则对当前所述门限指针指向的磁盘执行下挂操作。

可选的，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还包括：

若当前所述门限指针指向的磁盘已下挂完毕，移动所述门限指针指向下一个比特位。

可选的，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的过程中，还包括：

根据所述门限指针在门限内的偏移量与所述门限占用的比特位数量之间的大小关系，判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成。

可选的，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，包括：

若当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成，则移动所述门限以使所述门限对应的比特位都清零。

可选的，所述判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成之后，还包括：

若当前门限内对应的所有磁盘存在没有下挂完成的磁盘，则继续执行所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的步骤。

可选的，所述获取门限域，包括：

从内存申请目标字节大小的第一无符号数据；

将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域。

可选的，所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域，包括：

通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域的操作。

可选的，所述将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，利用门限指针对当前门限内对应的磁盘依次进行下挂操作之前，还包括：

从内存申请目标字节大小的第二无符号数据，并将所述第二无符号数据作为门限指针。

可选的，所述将所述第二无符号数据作为门限指针，包括：

通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第二无符号数据作为门限指针的操作。

可选的，所述根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限，包括：

根据所述门限域的大小，通过宏定义方式定义针对磁盘阵列卡的门限；

相应的，所述种磁盘管理方法，还包括：

通过修改所述宏定义中的字符串修改所述门限。

可选的，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，包括：

确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

将所述门限指针调整至门限内的第一个比特位，根据所述逻辑设备号从所述起始下挂磁盘处执行下挂操作。

可选的，所述确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号，包括：

若获取到用户发送的目标逻辑设备号，将所述目标逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

若未获取到用户发送的目标逻辑设备号，则将首个逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号。

第二方面，本申请公开了一种磁盘管理装置，包括：

门限确定模块，用于获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；

下挂模块，用于将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；

门限移动模块，用于在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的磁盘管理方法。

第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现前述的磁盘管理方法。

本申请中，获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。可见，利用门限和门限指针通过门限移动算法管理磁盘阵列卡中所有磁盘的下挂操作，只需占用门限域和门限指针大小的资源，有效降低内存资源占用率，并且加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种磁盘管理方法流程图；

图2为本申请提供的一种具体的存储***中RAID卡结构图；

图3为本申请提供的一种具体的磁盘管理方法流程图；

图4为本申请提供的一种具体的磁盘管理方法流程图；

图5为本申请提供的一种磁盘管理装置结构示意图；

图6为本申请提供的一种电子设备结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，在RAID卡下挂磁盘的管理采用Bit位组织方式，这种Bit位组织方式在大型大容量RAID阵列中存在不足，Bit位组织方式会占用大量内存资源，会导致大型存储中心中每个RAID卡在管理下挂磁盘时需要很长时间，当用户增加RAID卡时，会消耗更多时间。为克服上述技术问题，本申请提出一种磁盘管理方法，能够有效降低内存资源占用率，加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。

本申请实施例公开了一种磁盘管理方法，参见图1所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S11：获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限。

本实施例中，首先获取门限域，然后根据门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限，上述门限域具体可以为基于预留的目标字节大小的无符号数据生成的。具体的，上述获取门限域，可以包括：从内存申请目标字节大小的第一无符号数据；将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域。例如，将第一个无符号四字节数据展开成32个Bit位，用这32个Bit位形成单次能管理32个磁盘的门限阈。

本实施例中，所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域，可以包括：通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域的操作。

可以理解的是，例如图2所示为存储***中RAID卡的结构图，110指示的磁盘管理硬件模块，RAID卡中固件层包括驱动程序、RAID卡内核、文件***、管理监控***、磁盘管理硬件模块等等，RAID卡内核和文件***可以提供对文件和逻辑单元号访问的功能，以及对这些功能的管，RAID卡中固件层的驱动程序和处理器执行一些程序指令，用于处理主机I/O请求。如图2所示，130指示的磁盘组1构成1号RAID阵列，磁盘组2构成2号RAID阵列，以此类推，磁盘组N构成N号RAID阵列。1号RAID阵列、2号RAID阵列......N号RAID阵列一起构成RAID组。140指示的RAID卡控制器负责RAID卡中的软件处理功能，由RAID卡控制器专门实现软件功能，硬件模块执行一些算法、数据管理以及其他一些功能，以此实现软硬分离，硬件和软件各自独立、平行工作，通过软硬分离***架构设计提高RAID卡管理下挂磁盘的性能。本实施例中，客户端用户输入RAID卡需要下挂的所有磁盘，直到RAID卡完成下挂所有磁盘后返回给用户。例如，磁盘管理硬件模块将第一个无符号四字节数据展开成32个Bit位，用32个Bit位形成管理32个磁盘的门限阈，磁盘管理硬件模块将第二个无符号四字节数据作为门限指针使用。

采用软硬分离的设计思路，硬件和软件各自独立、平行工作，并在硬件中新增磁盘管理硬件模块，RAID卡控制器负责软件功能，通过软硬分离***架构设计提高RAID卡执行下挂磁盘任务过程中数据安全性和I/O性能。

本实施例中，所述根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限，可以包括：根据所述门限域的大小，通过宏定义方式定义针对磁盘阵列卡的门限；相应的，所述种磁盘管理方法，还可以包括：通过修改所述宏定义中的字符串修改所述门限。宏定义又称为宏代换、宏替换，简称“宏”，格式为“#define标识符字符串”，其中的标识符就是所谓的符号常量，也称为“宏名”，使用宏定义后便于统一修改，如若底层编码中包含多处门限值，需要修改门限时直接修改一次定义中的字符串即可。

步骤S12：将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作。

本实施例中，将上述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，上述门限指针的大小与门限相同，具体也可以为基于预留的目标字节大小的无符号数据生成的。具体的，所述将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，利用门限指针对当前门限内对应的磁盘依次进行下挂操作之前，还可以包括：从内存申请目标字节大小的第二无符号数据，并将所述第二无符号数据作为门限指针。如一个无符号四字节数据展开成32个Bit位，用32个Bit位形成管理32个磁盘的门限阈，另一个无符号四字节数据是门限指针。

本实施例中，所述将所述第二无符号数据作为门限指针，可以包括：通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第二无符号数据作为门限指针的操作。即磁盘管理硬件模块将第二个无符号数据作为门限指针使用，由此通过两个无符号数据跟踪RAID卡中所有下挂的磁盘。即在RAID卡中新增磁盘管理硬件模块，该模块维护用到的两个目标字节大小的无符号数据，

以32个Bit位为例，32个Bit位是管理门限阈内需要执行下挂任务的32个磁盘的位图，门限指针DoorPointer是指向需要执行下挂任务的磁盘。用PK_Bit_DOOR作为宏定义的门限大小，默认为32，因为此时采用32个Bit位的门限阈；当然也可以使用无符号八字节数据，这样就是将无符号八字节数据展开后64个Bit位的门限阈，那么相应的PK_Bit_DOOR宏定义的门限大小为64。如下所示为32个Bit位门限：

；

本实施例中，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作之后，还可以包括：修改下挂磁盘对应的比特位的内容。即每下挂一个磁盘后，将该磁盘对应在门限中的比特位上的内容进行修改，如采用0表征未下挂1表征下挂，或用1表征未下挂0表征下挂。

本实施例中，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，可以包括：根据当前所述门限指针指向的比特位中的符号，判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕；所述门限中的比特位用于表征对应的磁盘是否被下挂。即在执行磁盘下挂前，根据当前门限指针指向的比特位中的符号判断对应的磁盘是否已经执行了下挂操作，再根据判断结果执行相应的操作。

本实施例中，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还可以包括：若是当前所述门限指针指向的磁盘未下挂完毕，则对当前所述门限指针指向的磁盘执行下挂操作。本实施例中，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还可以包括：若当前所述门限指针指向的磁盘已下挂完毕，移动所述门限指针指向下一个比特位。即若当前门限指针指向的磁盘未执行下挂，则对该磁盘进行下挂，若已经下挂则移动门限指针指向下一个比特位，以便对下一个磁盘进行下挂。

本实施例中，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的过程中，还可以包括：根据所述门限指针在门限内的偏移量与所述门限占用的比特位数量之间的大小关系，判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成。本实施例中，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，可以包括：若当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成，则移动所述门限以使所述门限对应的比特位都清零。本实施例中，所述判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成之后，还可以包括：若当前门限内对应的所有磁盘存在没有下挂完成的磁盘，则继续执行所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的步骤。

即针对大量的待下挂磁盘，本实施例中通过门限每次框选一部分，依次对磁盘进行下挂，因此需要判断当前门限内对应的磁盘是否全部下挂，若是则清零门限以执行下一部分磁盘的下挂。具体通过查看门限指针在门限内的偏移量与门限占用的比特位数量之间的大小关系，判断门限指针是否遍历当前门限的所有比特位。也就是说，RAID卡一次下挂PK_Bit_DOOR宏定义门限内的所有磁盘，当该门限的所有磁盘下挂完成后，移动该门限，然后对移动后门限内的所有磁盘执行下挂任务，以此循环，直至RAID卡将用户指定需要下挂的磁盘都下挂完毕为止。

步骤S13：在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

即通过移动门限并在每次门限移动后通过移动门限指针对遍历所有磁盘，实现对磁盘阵列卡中所有磁盘的下挂操作。

本实施例中，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后，移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次进行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成的过程中，包括以下步骤：

S131：确定所述门限的移动次数以及所述门限指针的偏移量；

S132：根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成。

本实施例中，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成之前，还可以包括：根据磁盘阵列卡的容量确定所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量。具体的磁盘阵列卡所需的总容量与单个磁盘容量的比值作为磁盘阵列卡内磁盘的总数量。

本实施例中，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成，可以包括：根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数和所述偏移量，确定所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量；若所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量等于所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，则判定所述磁盘阵列卡中所有磁盘均下挂完成。即根据门限占用的比特位的数量与门限移动次数的乘积，结合在当前门限内门限指针的偏移量，得到磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量，当磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量等于磁盘阵列卡内磁盘的总数量，则可以判定磁盘阵列卡中所有磁盘均下挂完成。

由上可见，本实施例中获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。可见，利用门限和门限指针通过门限移动算法管理磁盘阵列卡中所有磁盘的下挂操作，只需占用门限域和门限指针大小的资源，有效降低内存资源占用率，并且加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。

本申请实施例公开了一种具体的磁盘管理方法，参见图3所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S21：获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限。

步骤S22：将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号。

即首先明确出起始下挂磁盘的逻辑设备号，即RAID卡需要下挂的第一个磁盘。

本实施例中，所述确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号，可以包括：若获取到用户发送的目标逻辑设备号，将所述目标逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；若未获取到用户发送的目标逻辑设备号，则将首个逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号。即若用户没有特定从哪个磁盘开始则可以从逻辑设备号为零的磁盘开始下挂，若用户设定了起始下挂磁盘的逻辑设备号，则可认为之前的磁盘已经下挂，因此从该磁盘开始下挂即可。

步骤S23：将所述门限指针调整至门限内的第一个比特位，根据所述逻辑设备号从所述起始下挂磁盘处执行下挂操作。

即起始下挂磁盘对应为首个磁盘中第一个比特位，从此处开始执行下挂。

步骤S24：在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

其中，关于上述步骤S21、S24的具体过程可以参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。

由上可见，本实施例中将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；将所述门限指针调整至门限内的第一个比特位，根据所述逻辑设备号从所述起始下挂磁盘处执行下挂操作，由此通过逻辑设备号明确下挂的起始位置。

例如图4所示为一种具体的磁盘管理方法，主要步骤如下：

第一步：从内存中申请两个无符号四字节数据，并将RAID卡需要下挂的第一个磁盘的ldn号（logicdevicenumber，用来表征磁盘的逻辑设备号）保存在内存中。

第二步：从RAID卡需要下挂的第一个磁盘处设置第一个门限，例如定义执行磁盘下挂任务的第一个门限为PK_Bit_DOOR宏定义门限。定义PK_Bit_DOOR为32。

第三步：输入RAID卡执行第一个下挂任务磁盘的ldn号，并根据RAID卡容量求解RAID卡需要下挂的磁盘数量。

第四步：设置DoorPointer门限指针指向门限内的第一个Bit位，并判断DoorPointer门限指针指向的Bit位是否为1，为1则跳过该Bit位然后将门限指针移动到下一个Bit位，为0则执行该Bit位标识的磁盘的下挂任务，执行完毕后移动到下一个Bit位。

第五步：DoorPointer门限指针每移动一位，都需判断门限偏移量，即判断门限偏移量是否等于PK_Bit_DOOR值，等于则对门限进行一个32位的移动，同时将DoorPointer门限指针移动到门限头部（门限头部指门限内的第一个Bit位）。对第四步和第五步进一步解释为：磁盘管理硬件模块将第一个无符号四字节数据初始化为0，这样该数据展开成32个Bit位后每个Bit位都为0，因此第一个门限内的所有磁盘都需要执行下挂任务，当第一个门限内的32个Bit位都变为0后即32块磁盘都执行完下挂任务后，对门限进行一个32位的移动是将第一个无符号四字节数据赋值为零，然后将DoorPointer门限指针指向该门限内的第一个Bit位开始执行第五步中所述内容。

第六步：根据第三步求得的磁盘数和门限移动的次数以及DoorPointer门限指针的偏移，判断RAID卡下挂磁盘任务是否执行完毕。

综上所述，采用编程语言进行算法实现，设计将门限与位图相结合，利用门限和门限指针的快速高效特点，占用的内存资源情况是两个无符号四字节数据，大幅度降低内存资源占用率，同时在不增加硬件的情况下，能够提升RAID卡执行下挂磁盘任务的效率，增加公司在RAID卡市场的核心竞争力；在不增加硬件，能够保证数据安全、提升RAID卡执行下挂磁盘任务的效率、减小RAID卡启动时下挂磁盘的时间长度而且提高用户使用RAID卡的体验感，同时在前台紧急I/O任务情况下降低RAID卡管理下挂磁盘出错的风险。

相应的，本申请实施例还公开了一种磁盘管理装置，参见图5所示，该装置包括：

门限确定模块11，用于获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；

下挂模块12，用于将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；

门限移动模块13，用于在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

由上可见，本实施例中获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。可见，利用门限和门限指针通过门限移动算法管理磁盘阵列卡中所有磁盘的下挂操作，只需占用门限域和门限指针大小的资源，有效降低内存资源占用率，并且加快磁盘阵列卡执行下挂磁盘任务的速度。

在一些具体实施例中，所述门限移动模块13具体可以包括：

偏移量确定单元，用于确定所述门限的移动次数以及所述门限指针的偏移量；

下挂完成判断单元，用于根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成。

在一些具体实施例中，所述磁盘管理装置具体可以包括：

磁盘总数确定单元，用于根据磁盘阵列卡的容量确定所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量。

在一些具体实施例中，所述下挂完成判断单元具体可以包括：

已下挂磁盘数量确定单元，用于根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数和所述偏移量，确定所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量；

下挂完成判定单元，用于若所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量等于所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，则判定所述磁盘阵列卡中所有磁盘均下挂完成。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

磁盘下挂判断单元，用于根据当前所述门限指针指向的比特位中的符号，判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕；所述门限中的比特位用于表征对应的磁盘是否被下挂。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

下挂单元，用于在判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，若是当前所述门限指针指向的磁盘未下挂完毕，则对当前所述门限指针指向的磁盘执行下挂操作。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

指针移动单元，用于在判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，若当前所述门限指针指向的磁盘已下挂完毕，移动所述门限指针指向下一个比特位。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

门限内磁盘下挂完成判断单元，用于根据所述门限指针在门限内的偏移量与所述门限占用的比特位数量之间的大小关系，判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成。

在一些具体实施例中，所述门限移动模块13具体可以包括：

移动单元，用于若当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成，则移动所述门限以使所述门限对应的比特位都清零。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

下挂单元，用于在判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成之后，若当前门限内对应的所有磁盘存在没有下挂完成的磁盘，则继续执行所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的步骤。

在一些具体实施例中，所述门限确定模块11具体可以包括：

第一无符号数据获取单元，用于从内存申请目标字节大小的第一无符号数据；

门限域确定单元，用于将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域。

在一些具体实施例中，所述门限域确定单元还用于通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域的操作。

在一些具体实施例中，所述门限确定模块11具体可以包括：

第二无符号数据获取单元，用于从内存申请目标字节大小的第二无符号数据，并将所述第二无符号数据作为门限指针。

在一些具体实施例中，所述第二无符号数据获取单元还用于通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第二无符号数据作为门限指针的操作。

在一些具体实施例中，所述门限确定模块11具体可以包括：

门限定义单元，用于根据所述门限域的大小，通过宏定义方式定义针对磁盘阵列卡的门限；

在一些具体实施例中，所述磁盘管理装置，还包括：

门限修改单元，用于通过修改所述宏定义中的字符串修改所述门限。

在一些具体实施例中，所述下挂模块12具体可以包括：

逻辑设备号确定单元，用于确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

指针位置调整单元，用于将所述门限指针调整至门限内的第一个比特位，根据所述逻辑设备号从所述起始下挂磁盘处执行下挂操作。

在一些具体实施例中，所述逻辑设备号确定单元具体可以包括：

第一逻辑设备号确定单元，用于若获取到用户发送的目标逻辑设备号，将所述目标逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

第二逻辑设备号确定单元，用于若未获取到用户发送的目标逻辑设备号，则将首个逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号。

进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，参见图6所示，图中的内容不能被认为是对本申请的使用范围的任何限制。

图6为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的磁盘管理方法中的相关步骤。

本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。

另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作***221、计算机程序222及包括门限在内的数据223等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

其中，操作***221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，以实现处理器21对存储器22中海量数据223的运算与处理，其可以是WindowsServer、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的磁盘管理方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的磁盘管理方法步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种磁盘管理方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种磁盘管理方法，其特征在于，包括：

获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；

将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；

在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

2.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后，移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次进行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成的过程中，包括：

确定所述门限的移动次数以及所述门限指针的偏移量；

根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成。

3.根据权利要求2所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成之前，还包括：

根据磁盘阵列卡的容量确定所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量。

4.根据权利要求2所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数、所述偏移量以及所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，判断所述磁盘阵列卡中所有磁盘是否均下挂完成，包括：

根据所述门限占用的比特位的数量、所述移动次数和所述偏移量，确定所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量；

若所述磁盘阵列卡中已执行下挂操作的磁盘数量等于所述磁盘阵列卡内磁盘的总数量，则判定所述磁盘阵列卡中所有磁盘均下挂完成。

5.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，包括：

根据当前所述门限指针指向的比特位中的符号，判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕；所述门限中的比特位用于表征对应的磁盘是否被下挂。

6.根据权利要求5所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还包括：

若是当前所述门限指针指向的磁盘未下挂完毕，则对当前所述门限指针指向的磁盘执行下挂操作。

7.根据权利要求5所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述判断当前所述门限指针指向的磁盘是否下挂完毕之后，还包括：

若当前所述门限指针指向的磁盘已下挂完毕，移动所述门限指针指向下一个比特位。

8.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的过程中，还包括：

根据所述门限指针在门限内的偏移量与所述门限占用的比特位数量之间的大小关系，判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成。

9.根据权利要求8所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，包括：

若当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成，则移动所述门限以使所述门限对应的比特位都清零。

10.根据权利要求8所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述判断当前门限内对应的所有磁盘是否均下挂完成之后，还包括：

若当前门限内对应的所有磁盘存在没有下挂完成的磁盘，则继续执行所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作的步骤。

11.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述获取门限域，包括：

从内存申请目标字节大小的第一无符号数据；

将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域。

12.根据权利要求11所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域，包括：

通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第一无符号数据展开得到对应的目标数量比特位，基于所述目标数量比特位得到门限域的操作。

13.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，利用门限指针对当前门限内对应的磁盘依次进行下挂操作之前，还包括：

从内存申请目标字节大小的第二无符号数据，并将所述第二无符号数据作为门限指针。

14.根据权利要求13所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述将所述第二无符号数据作为门限指针，包括：

通过所述磁盘阵列卡内固件层的磁盘管理硬件模块，执行所述将所述第二无符号数据作为门限指针的操作。

15.根据权利要求1所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限，包括：

根据所述门限域的大小，通过宏定义方式定义针对磁盘阵列卡的门限；

相应的，所述种磁盘管理方法，还包括：

通过修改所述宏定义中的字符串修改所述门限。

16.根据权利要求1至15任一项所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，包括：

确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

将所述门限指针调整至门限内的第一个比特位，根据所述逻辑设备号从所述起始下挂磁盘处执行下挂操作。

17.根据权利要求16所述的磁盘管理方法，其特征在于，所述确定所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号，包括：

若获取到用户发送的目标逻辑设备号，将所述目标逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号；

若未获取到用户发送的目标逻辑设备号，则将首个逻辑设备号作为所述磁盘阵列卡中起始下挂磁盘的逻辑设备号。

18.一种磁盘管理装置，其特征在于，包括：

门限确定模块，用于获取门限域，根据所述门限域的大小定义针对磁盘阵列卡的门限；

下挂模块，用于将所述门限包含的比特位作为磁盘的位图，通过在所述门限内移动门限指针对当前门限内对应的磁盘依次执行下挂操作；

门限移动模块，用于在当前门限内对应的所有磁盘均下挂完成后移动所述门限，并利用门限指针对移动后门限内对应的磁盘依次执行下挂操作，直至所述磁盘阵列卡中所有磁盘下挂完成。

19.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至17任一项所述的磁盘管理方法。

20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；其中计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至17任一项所述的磁盘管理方法。

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