基于RAID6的磁盘阵列数据恢复方法和装置与流程

本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

独立冗余磁盘阵列(redundantarrayofindependentdisks，以下简称raid，是通过一个磁盘控制器来控制多个磁盘的相互连接，使多个磁盘的读写同步，减少错误。raid被广泛的应用在磁盘阵列上，其中，raid6为raid技术的级别标准，全称为带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘(independentdatadiskswithtwoindependentdistributedparityschemes)。

现有的raid6磁盘阵列模型其冗余度为2，即允许两块盘同时损坏而不影响数据的完整性，当有两块磁盘损坏后，可以有两块热备盘顶替坏掉的盘，进而转化为成员盘，但是raid6无法实现同时坏三块盘的故障场景，当同时出现三块坏盘时，raid将无法访问，且通过raid本身无法完成数据的修复，数据面临丢失。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题提供一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法、装置、计算机设备和存储介质。

根据本发明的一方面，提供了一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法，所述方法包括：

利用第一新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定第一损坏磁盘已损坏扇形区的地址偏移量；

根据所述地址偏移量读取第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区以确认是否损坏；

响应于所述第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区未损坏，则利用磁盘阵列中除第一损坏磁盘以外的磁盘的所述地址偏移量对应扇形区进行校验，以得到所述第一损坏磁盘已损坏扇形区的恢复数据；

将所述恢复数据写入所述第一新磁盘的所述地址偏移量对应的扇形区内，以得到恢复的第一损坏磁盘。

在其中一个实施例中，所述利用第一新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定所述第一损坏磁盘已损坏扇形区的地址偏移量的步骤包括：

利用第一读取指令读取所述第一损坏磁盘的全部扇区数据；

响应于所述第一读取指令返回成功，则将读取的数据写入所述第一新磁盘；

响应于所述第一读取指令返回失败，则获取当前扇形区的信息，并根据所述当前扇形区的信息确定所述地址偏移量。

在其中一个实施例中，所述响应于所述第一读取指令返回失败，则获取当前扇形区的信息，并根据所述当前扇形区的信息确定所述地址偏移量的步骤包括：

根据所述第一读取指令获取第一读取速率；

响应于所述第一读取速率大于预设读取速率，则利用第二读取指令重新读取当前扇形区的信息，其中，所述第二读取指令的读取速率为预设读取速率；

响应于所述第二读取指令返回失败，则重新获取当前扇形区的信息，并根据重新获取的当前扇形区的信息确定所述地址偏移量。

在其中一个实施例中，所述预设读取速率为512字节每秒。

在其中一个实施例中，所述利用磁盘阵列中除第一损坏磁盘以外的磁盘的所述地址偏移量对应扇形区数行校验，以得到所述第一损坏磁盘已损坏扇形区的恢复数据的步骤包括：

利用所述地址偏移量、磁盘阵列的磁盘个数、每块磁盘的数据开始扇区和磁盘阵列的块大小确定第一校验码的第一分布位置；

利用所述第一分布位置和磁盘个数确定第二校验码的第二分布位置；

利用所述第一分布位置、所述第二分布位置和预设公式计算所述恢复数据。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

分别利用恢复的第一损坏磁盘、第二新磁盘和第三新磁盘替代所述第一损坏磁盘、第二损坏磁盘和第三损坏磁盘；以及

启动raid，并利用预设数据恢复指令重构第二新磁盘和第三新磁盘的数据，以得到恢复的第二损坏磁盘和恢复的第三损坏磁盘。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复装置，所述装置包括：

磁盘克隆模块，用于利用第一新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定第一损坏磁盘已损坏扇形区的地址偏移量；

数据读取模块，用于根据所述地址偏移量读取第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区以确认是否损坏；

数据恢复模块，用于响应于所述第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区未损坏，则利用磁盘阵列中除第一损坏磁盘以外的磁盘的所述地址偏移量对应扇形区进行校验，以得到所述第一损坏磁盘已损坏扇形区的恢复数据；

数据写入模块，用于将所述恢复数据写入所述第一新磁盘的所述地址偏移量对应的扇形区内，以得到恢复的第一损坏磁盘。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：

磁盘替换模块，用于分别利用恢复的第一损坏磁盘、第二新磁盘和第三新磁盘替代所述第一损坏磁盘、第二损坏磁盘和第三损坏磁盘；以及

所述数据写入模块还用于启动raid，并利用预设数据恢复指令重构第二新磁盘和第三新磁盘的数据，以得到恢复的第二损坏磁盘和恢复的第三损坏磁盘。

根据本发明的另一方面，提个了一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复装置，所述装置包括：

本发明的又一方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：

至少一个处理器；以及

存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行前述的基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法。

本发明的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行前述的基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法。

上述基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法、装置、计算机设备和存储介质，通过新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定已损坏扇形区的地址偏移量，并在不超过两块磁盘损坏相同扇形区的情况下使用第二损坏磁盘和第三损坏磁盘以及剩余磁盘对应区的数据进行校验，从而恢复出第一损坏磁盘的数据，实现了三块磁盘损坏情况下的磁盘数据恢复，有效的提高了使用磁盘阵列存储数据的安全性和可靠性。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明一个实施例中一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法流程示意图；

图2为一个实施例中具有六块磁盘的raid6结构图；

图3为本发明另一个实施例中一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法流程示意图；

图4为本发明另一个实施例中步骤100的子流程示意图；

图5为本发明又一个实施例中步骤130的子流程示意图；

图6位本发明另一个实施例中步骤300的子流程示意图；

图7为本发明另一个实施例中一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复装置的结构示意图；

图8为本发明另一个实施例中算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

在一个实施例中请参照图1所示，本发明提供了一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法，具体的该方法包括以下步骤：

s100，利用第一新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定第一损坏磁盘已损坏扇形区的地址偏移量。

其中，第一新磁盘是指该磁盘的任何一块扇形区均未损坏且能够正常读取的磁盘；克隆是指将一个磁盘的数据写入另一个磁盘中，例如将第一损坏磁盘的数据写入任意一个新磁盘，已损坏扇形区的数据在克隆时无需写入新磁盘。

s200，根据地址偏移量读取第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区以确认是否损坏。

s300，响应于第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区未损坏，则利用磁盘阵列中除第一损坏磁盘以外的磁盘的地址偏移量对应扇形区进行校验，以得到第一损坏磁盘已损坏扇形区的恢复数据。

其中，第二损坏磁盘和所述第三损坏磁盘损坏的区可以相同也可以不同，本实施例不对其进行限定。

s400，将恢复数据写入第一新磁盘的地址偏移量对应的扇形区内，以得到恢复的第一损坏磁盘。

上述基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法，通过新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定已损坏扇形区的地址偏移量，并在不超过两块磁盘损坏相同扇形区的情况下使用第二损坏磁盘和第三损坏磁盘以及剩余磁盘对应区的数据进行校验，从而恢复出第一损坏磁盘的数据，实现了三块磁盘损坏情况下的磁盘数据恢复，有效的提高了使用磁盘阵列存储数据的安全性和可靠性。

在另一个实施例中请参照图2所示，为了便于理解本发明本实施例以具有六块磁盘举例说明，假设disk1即为第一损坏磁盘，disk2和disk3分别为第二新磁盘和第三新磁盘，disk4、disk5和disk6均未损坏，在前述实施例的基础上恢复了disk1的磁盘数据得到了恢复的第一损坏磁盘，进一步请参照图3所示，该方法还包括以下步骤：

s500，利用恢复的第一损坏磁盘、第二新磁盘和第三新磁盘替代第一损坏磁盘、第二损坏磁盘和第三损坏磁盘。

其中，第二新磁盘和第三新磁盘均未能够正常读写的磁盘，具体实施过程中两者的盘符可以分别记为sdp和sdq，恢复的第一损坏磁盘的盘符可记为sdx。

s600，启动raid，并利用预设数据恢复指令重构第二新磁盘和第三新磁盘的数据，以得到恢复的第二损坏磁盘和恢复的第三损坏磁盘。

具体的预设数据恢复指令为“mdadm–a/dev/md0/dev/sdq；mdadm–a/dev/md0/dev/sdp”，执行该指令后raid自动进行数据重构到新磁盘sdp和sdq中。

上述基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法，通过利用前一步骤中恢复的第一损坏磁盘替换掉其中一个损坏磁盘，使得raid能够启动，从而进一步使用raid进行剩余两块损坏磁盘的数据重构。

在又一个实施例中，请参照图4所示，前述步骤100具有包括以下子步骤：

s110，利用第一读取指令读取第一损坏磁盘的全部扇区数据。

s120，响应于第一读取指令返回成功，则将读取的数据写入第一新磁盘。

其中，读取指令采用的是read函数；例如施过程中同时打开disk1和sdx两块磁盘，可以1兆每秒的速度的大块读disk1的数据，如果read函数返回成功，则将读到数据以相同的磁盘地址偏移量写入到sdx中；需要特殊说明的是每个读取指令都配置有读写速度，本实施例中的读取速度也可以是其他现有读写速度，此处仅用于举例说明。

s130，响应于第一读取指令返回失败，则获取当前扇形区的信息，并根据当前扇形区的信息确定地址偏移量。具体的请参照图5所示，前述步骤130具体包括以下子步骤：

s131，根据第一读取指令获取第一读取速率。

s132，响应于第一读取速率大于预设读取速率，则利用第二读取指令重新读取当前扇形区的信息，其中，第二读取指令的读取速率为预设读取速率。较佳的，预设读取速率为512字节每秒。

s133，响应于第二读取指令返回失败，则重新获取当前扇形区的信息，并根据重新获取的当前扇形区的信息确定地址偏移量。

举例来说，若read函数返回失败，则改用512字节(即一个扇区大小)去读这失败的1m大小的数据，在以512字节读disk1的时候，如果read函数返回成功，则将数据写入到sdx中，如果read函数返回失败，则将此扇区的地址偏移量记录到日志文件recover.log中，此扇区是需要恢复数据的扇区，也就是disk1损坏的扇区。

上述基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法，通过使用较快的读写速率读写为未损坏的扇形区数据，再利用较慢的读写速度准确的找出损坏的扇形区，不仅能够准确查找出损坏的扇形区，而且还兼顾了磁盘未损坏区的读写效率。

在又一个实施例中，请参照图6所示，前述步骤300包括以下子步骤：

s310，利用地址偏移量、磁盘阵列的磁盘个数、每块磁盘的数据开始扇区和磁盘阵列的块大小确定第一校验码的第一分布位置。具体的在实施过程中利用下述公式1得到第一分布位置。

公式1：

disknup＝cfg->raiddisknumber-(nsectorindex-cfg->mdstartsector)/cfg->chunksize％cfg->raiddisknumber-1；

其中，disknup为第一校验码的第一分布位置；raiddisknumber为raid6成员盘的个数；nsectorindex为扇区地址；mdstartsector为每块盘的数据开始扇区；chunksize为磁盘阵列的块大小；“+”为异或运算。

s320，利用第一分布位置和磁盘个数确定第二校验码的第二分布位置。具体的在实施过程中利用下述公式2得到第二分布位置。

公式2：disknuq＝(disknup+1)％cfg->raiddisknumber；其中，disknuq为第二校验码的第二分布位置。

s330，根据第一分布位置、第二分布位置和预设公式计算恢复数据。具体的预设公式包括：

公式3：p＝x1+x2+x3+x4；

公式4：q＝kx1+kx2+kx3+kx4；

其中，p、x1、x2、x3、x4和q分别为disk1、disk2，disk3，disk4和disk5对应的条带上存储的数据，计算出disk1上的数据值后，将该数据写到sdx磁盘相同位置扇区中，则此disk1的全部扇区的数据恢复完成，sdx磁盘可替代第一损坏磁盘即disk1，可以理解的是如果disk2至disk6中某一个条带损坏，同理每个磁盘的p、q、x5-x9、x10-x14、x15-x19，以及x20-x24都采用上述方式计算出数据。

应该理解的是，虽然图1、及图3-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、及图3-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在又一个实施例中，请参照图7所示，提供了一种基于raid6的磁盘阵列数据恢复装置70，该装置包括：

磁盘克隆模块71，用于利用第一新磁盘克隆第一损坏磁盘，并确定第一损坏磁盘已损坏扇形区的地址偏移量；

数据读取模块72，用于利用地址偏移量确定第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区是否损坏；

数据恢复模块73，用于响应于第二损坏磁盘和第三损坏磁盘的对应扇形区未损坏，则利用磁盘阵列中除第一损坏磁盘以外的磁盘的地址偏移量对应扇形区进行校验，以得到第一损坏磁盘已损坏扇形区的恢复数据；

数据写入模块74，用于将恢复数据写入第一新磁盘的地址偏移量对应的扇形区内，以得到恢复的第一损坏磁盘。

在另一个实施例中，所示装置70还包括：

磁盘替换模块，用于分别利用恢复的第一损坏磁盘、第二新磁盘和第三新磁盘替代第一损坏磁盘、第二损坏磁盘和第三损坏磁盘；以及

数据写入模块74还用于启动raid，并利用预设数据恢复指令重构第二新磁盘和第三新磁盘的数据，以得到恢复的第二损坏磁盘和恢复的第三损坏磁盘。

需要说明的是，关于基于raid6的磁盘阵列数据恢复装置70的具体限定可以参见上文中对于基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法的限定，在此不再赘述。上述装置70中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在又一个实施例中，请参照图提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现以上所述的基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上所述的基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，基于raid6的磁盘阵列数据恢复方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(ram)，该ram可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，ram可以以多种形式获得，比如同步ram(dram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddrsdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、以及直接rambusram(drram)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在ram存储器、快闪存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。