一种raid5磁盘阵列坏扇区处理方法
【专利摘要】提供一种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法，在创建RAID5磁盘阵列的时候，在每个RAID成员磁盘的超级块中增加4KB的坏块记录空间，用于记录每个成员磁盘中的坏扇区位置，当RAID5磁盘阵列启动的时候，将每个成员磁盘的坏块记录空间的数据映射到内存中，在内存中建立一个坏块表，在执行磁盘扇区写操作时以及在执行磁盘扇区读操作遇到错误时，根据所述内存坏块表中对该磁盘扇区的记录执行相应的操作。提出的所述方法在磁盘中出现坏扇区时不用剔除该磁盘，只是标记出坏扇区，对其不用读写，极大的提高RAID5磁盘阵列的稳定性，延长磁盘阵列使用寿命，提高存储资源利用率，保证数据可靠性。
【专利说明】—种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁盘阵列【技术领域】，具体涉及一种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法。【背景技术】
[0002]RAID技术就是利用容量比较小的磁盘按一定的规则组成一个大容量的磁盘阵列向外提供存储资源，RAID (Redundant Array of Independent Disks)就被称为独立冗余磁盘阵列。
[0003]使用RAID的主要目的有:
[0004]( I)对磁盘上的数据进行冗余存储，实现容错功能。
[0005](2)有I/O请求时，可以对磁盘进行并发访问，提高吞吐率。
[0006]如附图1所示，RAID5支持冗余，在阵列中的所有磁盘上都存储检验信息，其校验和技术是在磁盘条带中采用异或校验，被称作为“采用块交叉访问及校验信息均匀分布”模式。条带是RAID成员盘的存储空间被划分为大小相等的小空间。异或运算特征为A ? B=C==>B ? C=A, A ? C=B。因此，如果A、B为数据块，C为校验块，当B所在的盘失效后，能够通过A和C异或校验计算出B。这是RAID5容错的最基本原理，可以容忍一块磁盘故障。
[0007]RAID5读写操作是以条带为基本单位，条带的宽度为4KB，条带的长度为成员磁盘个数。对于条带中磁盘数据的写操作，都要更新校验盘数据，以确保条带数据的一致性。
[0008]目前RAID5读写操作遇到坏扇区的时候，将有坏扇区的磁盘从RAID5磁盘阵列中剔除，RAID5降级，降级后的RAID5失去了容错能力，但是还可以进行读写操作，其读写操作如附图2和3所示。如果降级后的RAID5其成员盘再遇到坏扇区，会将此坏扇区的磁盘从RAID5阵列中剔除，由于RAID5掉两块盘，整个阵列失效，所有的数据会丢失。
[0009]目前的RAID5技术在磁盘阵列中的两块磁盘中出现坏扇区时，就会导致整个阵列不可用，数据丢失，极大的浪费了存储资源，也不利于数据安全。
【发明内容】
[0010]为了解决上述技术问题，本发明提出了一种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法，可以提高RAID5磁盘阵列的可靠性、稳定性，延长阵列的寿命，提高存储资源利用率。
[0011]一种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法，包括:
[0012]S1:在创建RAID5磁盘阵列的时候，在每个RAID成员磁盘的超级块中增加4KB的坏块记录空间，用于记录每个成员磁盘中的坏扇区位置；
[0013]S2:当RAID5磁盘阵列启动的时候，将每个成员磁盘的坏块记录空间的数据映射到内存中，在内存中建立一个坏块表；
[0014]S3:在执行磁盘扇区写操作时，根据所述内存坏块表中对该磁盘扇区的记录执行相应的操作；
[0015]S4:在执行磁盘扇区读操作时，若遇到扇区读错误，则根据所述内存坏块表中对该磁盘扇区的记录执行相应的操作。
[0016]特别地，所述步骤S3中所述相应的操作具体为先在内存坏块表中查看所述扇区是否已经留有记录，如果确认有所述扇区的记录，就跳过此扇区，将数据写入别的扇区；如果内存坏块表中没有目标扇区的记录，则将数据写入该扇区。
[0017]特别地，所述步骤S4中所述相应的操作具体为:先在内存坏块表中查看目标扇区是否已经留有记录，如果有记录，跳过读取别的扇区；如果没有记录，则通过条带中其余磁盘的数据异或校验获得这块坏扇区上的数据。
[0018]本发明的有益效果是:采用本发明提出的RAID5坏扇区处理方法，在磁盘中出现坏扇区时不用剔除该磁盘，只是标记出坏扇区，对其不用读写，极大的提高RAID5磁盘阵列的稳定性，延长磁盘阵列使用寿命，提高存储资源利用率，保证数据可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是现有技术中的RAID5结构图。
[0020]图2是现有技术中在RAID5降级后，目标扇区在坏盘上的读操作。
[0021]图3是现有技术中在RAID5降级后，目标扇区在坏盘上的写操作。
[0022]图4是本发明提出的RAID5读写遇坏扇区处理方法示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面参照附图4，对本发明的内容以一个具体实例来描述本发明提供的所述方法。
[0024]在创建RAID5磁盘阵列的时候，在每个RAID成员盘的超级块中增加4KB的坏块记录空间，用于记录每个成员盘中的坏扇区位置。每条坏块记录用64bit来表示,最高位表示这条记录是否已经确认，如果最高位置位了，说明这条记录的扇区为坏扇区不可用，反之不是；低9位为此条记录表示的坏扇区的大小；中间54位为坏扇区的起始地址。
[0025]当RAID5磁盘阵列启动的时候，将每个成员磁盘坏块记录空间的数据映射到内存中，在内存中建立一个坏块表。当RAID5写操作的时候，先在内存坏块表中查看目标扇区是否已经留有记录，如果确认有目标扇区的记录，就跳过此扇区，将数据写入别的扇区。如果坏块表中没有目标扇区的记录，就说明此扇区正常，直接刷写。如果写扇区失败，则将这个扇区记录添加到内存坏块表中,标明该扇区为坏扇区不可用。添加坏扇区记录采用二分查找插入法，坏块记录按照坏块的扇区大小排序，可以提高查找检索效率。当RAID5读操作的时候，遇到扇区读错误，先在内存坏块表中查看目标扇区是否已经留有记录，如果有记录，跳过读取别的扇区；如果没有记录，说明这块扇区上有写数据，可以通过条带中其余磁盘的数据异或校验获得这块坏扇区上的数据，并且将获得的数据重新写在发生读操作错误的扇区上，如果写操作也失败就将此坏扇区添加到坏块表中。
[0026]RAID5每个成员盘的内存坏块表会在RAID5更新超级块的时候，同超级块一同刷写到成员磁盘的坏块记录空间中。
[0027]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种RAID5磁盘阵列坏扇区处理方法，其特征在于包括: S1:在创建RAID5磁盘阵列的时候，在每个RAID成员磁盘的超级块中增加4KB的坏块记录空间，用于记录每个成员磁盘中的坏扇区位置； S2:当RAID5磁盘阵列启动的时候，将每个成员磁盘的坏块记录空间的数据映射到内存中，在内存中建立一个坏块表； S3:在执行磁盘扇区写操作时，根据所述内存坏块表中对该磁盘扇区的记录执行相应的操作； S4:在执行磁盘扇区读操作时，若遇到扇区读错误，则根据所述内存坏块表中对该磁盘扇区的记录执行相应的操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步骤S3中所述相应的操作具体为先在内存坏块表中查看所述扇区是否已经留有记录，如果确认有所述扇区的记录，就跳过此扇区，将数据写入别的扇区；如果内存坏块表中没有目标扇区的记录，则将数据写入该扇区。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于: 所述步骤S3还包括，如果写操作失败，则在内存坏块表中添加当前扇区记录。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于: 采用二分查找插入法添加当前扇区记录，并按照扇区的大小在内存坏块表中排序扇区。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步骤S4中所述相应的操作具体为:先在内存坏块表中查看目标扇区是否已经留有记录，如果有记录，跳过读取别的扇区；如果没有记录，则通过条带中其余磁盘的数据异或校验获得这块坏扇区上的数据。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于: 将获得的数据重新写在发生读操作错误的扇区上，如果写操作失败就将在内存坏块表中添加该扇区的记录。
【文档编号】G06F3/06GK103530069SQ201310542533
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】周耀辉, 李伟国 申请人:浪潮(北京)电子信息产业有限公司