一种磁盘阵列的格式化方法、装置、设备和介质与流程

本发明涉及数据存储，特别是涉及一种磁盘阵列的格式化方法、装置、设备和介质。

背景技术：

1、随着工业互联网和人工智能技术的蓬勃发展，企业对存储数据安全性和存储性能的要求也越来越严苛。以三维（three dimensions，3d）打印机为例，每台3d打印机每天产生的数据就高达几十太字节（terabyte，tb）。再以银行举例，各个银行所生产的储户信息数据也是巨大的。如何对这些数据进行存储、如何提升数据存储的安全性以及提高数据存储的读写性能已然成为企业发展面临的重大挑战。

2、随着近些年芯片技术的快速发展，各大存储公司都陆续使用硬独立冗余磁盘阵列（redundant array of independent disks，raid）存储服务器取代软raid存储服务器，硬raid存储服务器中最重要的组成单元便是raid卡。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阵列的芯片。

3、主机用户在操作raid卡时，先创建多个raid阵列，然后创建多个逻辑卷。主机用户在执行完删除逻辑卷的操作后，为了将逻辑卷中的数据彻底抹去以保证绝对的数据安全，通常会对逻辑卷再执行卷格式化操作，因此逻辑卷的删除操作以及格式化操作频率较高。卷的格式化操作是为了完全销毁逻辑卷中的内容，目前常采用的手段是先向逻辑卷对应到raid阵列中的磁盘区域写1、然后写随机数、最后写0，从而完成格式化操作。但是这样写三遍数据会严重影响raid阵列中逻辑卷的格式化效率。

4、可见，如何提升磁盘阵列的格式化效率，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种磁盘阵列的格式化方法、装置、设备和介质，可以提升磁盘阵列的格式化效率。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种磁盘阵列的格式化方法，包括：

3、在获取到目标逻辑卷的格式化指令的情况下，依据所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性；

4、基于数据属性与格式化规则的对应关系，确定出所述目标数据属性匹配的目标格式化规则；其中，不同格式化规则对应的格式化速率不同；

5、按照所述目标格式化规则对所述目标逻辑卷进行格式化操作。

6、一方面，所述依据所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性包括：

7、读取所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数；

8、根据所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的倍数关系，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性。

9、一方面，所述根据所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的倍数关系，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性包括：

10、计算所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的比值；

11、查询设定的比值范围和数据属性的对应关系，确定出所述比值匹配的目标数据属性。

12、一方面，所述数据属性包括n种类型的数据属性；其中，n为大于或等于2的正整数；

13、每种数据属性所对应的比值范围与其所匹配的格式化规则的格式化速率呈正相关。

14、一方面，所述数据属性包括第一热数据、第二热数据和第三热数据；

15、相应的，所述查询设定的比值范围和数据属性的对应关系，确定出所述比值匹配的目标数据属性包括：

16、在所述比值大于或等于第一阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第一热数据；

17、在所述比值大于或等于第二阈值并且小于第一阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第二热数据；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

18、在所述比值小于第二阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第三热数据。

19、一方面，所述基于数据属性与格式化规则的对应关系，确定出所述目标数据属性匹配的目标格式化规则包括：

20、在所述目标数据属性为第一热数据的情况下，选取第一格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；

21、在所述目标数据属性为第二热数据的情况下，选取第二格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；

22、所述目标数据属性为第三热数据的情况下，选取第三格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；其中，所述第一格式化速率高于所述第二格式化速率，所述第二格式化速率高于所述第三格式化速率。

23、一方面，所述按照所述目标格式化规则对所述目标逻辑卷进行格式化操作包括：

24、在所述目标格式化规则为第一格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷进行单次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述单次写操作为写零操作、写一操作或写随机数操作；

25、在所述目标格式化规则为第二格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷依次进行双次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述双次写操作为写随机数操作和写零操作；或者为写一操作和写零操作；

26、在所述目标格式化规则为第三格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷进行三次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述三次写操作为写随机数操作、写一操作和写零操作；并且写零操作为第三次写操作。

27、一方面，针对于所述数据属性与格式化规则的对应关系的建立过程，所述方法包括：

28、基于所述目标逻辑卷在历史时间段内访问次数的变化范围，确定出所述目标逻辑卷的数据属性的类型，以及每种类型的数据属性所匹配的比值范围；

29、依据所述每种类型的数据属性所匹配的比值范围，从建立的格式化规则库中选取出格式化速率与每种比值范围呈正相关的格式化规则；

30、建立所述目标逻辑卷的数据属性的类型及其匹配的格式化规则的对应关系。

31、一方面，所述格式化规则库按照格式化速率降序的顺序排列依次包含写零操作，写一操作，写随机数操作，写一操作和写零操作，写随机数操作和写零操作，写随机数操作和写一操作，写随机数操作、写一操作和写零操作。

32、一方面，还包括：

33、在获取到目标逻辑卷的格式化指令的情况下，获取所述目标逻辑卷的数据访问时间间隔；

34、依据所述数据访问时间间隔以及所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性。

35、一方面，所述依据所述数据访问时间间隔以及所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性包括：

36、读取所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数；

37、计算所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的比值；

38、查询预先设定的比值范围、数据访问时间间隔范围和数据属性之间的对应关系，确定出所述比值以及所述数据访问时间间隔匹配的目标数据属性。

39、一方面，在所述依据所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性之前，还包括：

40、在获取到逻辑卷创建命令的情况下，从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点。

41、一方面，在所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点之后，还包括：

42、按照建立的定时器，周期性查询所述数据属性节点中记录的当前访问次数；

43、依据所述当前访问次数，更新所述逻辑卷的数据属性。

44、一方面，所述全局空闲数据属性节点链表包含多个数据属性节点；每个数据属性节点包含有属性数据字段和访问次数字段；

45、相应的，在所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点之后，还包括：

46、基于每个所述数据属性节点中属性数据字段记录的指针，读取所述指针所指向的元数据表中记录的条带访问次数；

47、将所述元数据表中所有所述条带访问次数的累加和值写入所述元数据表的访问次数字段。

48、一方面，每个数据属性节点还包含有指向前一个数据属性节点的前指针和指向后一个数据属性节点的后指针。

49、一方面，所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点包括：

50、从全局空闲数据属性节点链表的头部截取与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点，使得取出的数据属性节点从所述全局空闲数据属性节点链表中删除。

51、一方面，所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点包括：

52、从全局空闲数据属性节点链表中未标记已读标识的位置开始读取与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点，并对已读取的数据属性节点设置已读标识。

53、一方面，针对于所述目标逻辑卷的格式化指令的获取过程，该方法包括：

54、获取命令行界面接收到的目标逻辑卷的格式化指令。

55、一方面，针对于所述目标逻辑卷的格式化指令的获取过程，该方法包括：

56、获取图形化界面接收到的目标逻辑卷的格式化指令。

57、本发明实施例还提供了一种磁盘阵列的格式化装置，包括属性确定单元、规则确定单元和格式化单元；

58、所述属性确定单元，用于在获取到目标逻辑卷的格式化指令的情况下，依据所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性；

59、所述规则确定单元，用于基于数据属性与格式化规则的对应关系，确定出所述目标数据属性匹配的目标格式化规则；其中，不同格式化规则对应的格式化速率不同；

60、所述格式化单元，用于按照所述目标格式化规则对所述目标逻辑卷进行格式化操作。

61、一方面，所述属性确定单元用于读取所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数；根据所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的倍数关系，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性。

62、一方面，所述属性确定单元包括计算子单元和查询子单元；

63、所述计算子单元，用于计算所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的比值；

64、所述查询子单元，用于查询设定的比值范围和数据属性的对应关系，确定出所述比值匹配的目标数据属性。

65、一方面，所述数据属性包括n种类型的数据属性；其中，n为大于或等于2的正整数；

66、每种数据属性所对应的比值范围与其所匹配的格式化规则的格式化速率呈正相关。

67、一方面，所述数据属性包括第一热数据、第二热数据和第三热数据；

68、相应的，所述查询子单元用于在所述比值大于或等于第一阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第一热数据；

69、在所述比值大于或等于第二阈值并且小于第一阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第二热数据；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

70、在所述比值小于第二阈值的情况下，判定所述目标数据属性为第三热数据。

71、一方面，所述规则确定单元包括第一选取子单元、第二选取子单元和第三选取子单元；

72、所述第一选取子单元，用于在所述目标数据属性为第一热数据的情况下，选取第一格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；

73、所述第二选取子单元，用于在所述目标数据属性为第二热数据的情况下，选取第二格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；

74、所述第三选取子单元，用于所述目标数据属性为第三热数据的情况下，选取第三格式化速率所对应的格式化操作方式以作为目标格式化规则；其中，所述第一格式化速率高于所述第二格式化速率，所述第二格式化速率高于所述第三格式化速率。

75、一方面，所述格式化单元包括单次写子单元、双次写子单元和三次写子单元；

76、所述单次写子单元，用于在所述目标格式化规则为第一格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷进行单次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述单次写操作为写零操作、写一操作或写随机数操作；

77、所述双次写子单元，用于在所述目标格式化规则为第二格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷依次进行双次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述双次写操作为写随机数操作和写零操作；或者为写一操作和写零操作；

78、所述三次写子单元，用于在所述目标格式化规则为第三格式化速率所对应的格式化操作方式的情况下，对所述目标逻辑卷进行三次写操作，以完成所述目标逻辑卷的格式化；其中，所述三次写操作为写随机数操作、写一操作和写零操作；并且写零操作为第三次写操作。

79、一方面，针对于所述数据属性与格式化规则的对应关系的建立过程，所述装置包括范围确定单元、选取单元和建立单元；

80、所述范围确定单元，用于基于所述目标逻辑卷在历史时间段内访问次数的变化范围，确定出所述目标逻辑卷的数据属性的类型，以及每种类型的数据属性所匹配的比值范围；

81、所述选取单元，用于依据所述每种类型的数据属性所匹配的比值范围，从建立的格式化规则库中选取出格式化速率与每种比值范围呈正相关的格式化规则；

82、所述建立单元，用于建立所述目标逻辑卷的数据属性的类型及其匹配的格式化规则的对应关系。

83、一方面，所述格式化规则库按照格式化速率降序的顺序排列依次包含写零操作，写一操作，写随机数操作，写一操作和写零操作，写随机数操作和写零操作，写随机数操作和写一操作，写随机数操作、写一操作和写零操作。

84、一方面，还包括获取单元；

85、所述获取单元，用于在获取到目标逻辑卷的格式化指令的情况下，获取所述目标逻辑卷的数据访问时间间隔；

86、所述属性确定单元，用于依据所述数据访问时间间隔以及所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出所述目标逻辑卷的目标数据属性。

87、一方面，所述属性确定单元用于读取所述目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数；

88、计算所述目标逻辑卷的访问次数与所述目标逻辑卷包含的条带数的比值；

89、查询预先设定的比值范围、数据访问时间间隔范围和数据属性之间的对应关系，确定出所述比值以及所述数据访问时间间隔匹配的目标数据属性。

90、一方面，还包括取出单元；

91、所述取出单元，用于在获取到逻辑卷创建命令的情况下，从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点。

92、一方面，还包括查询单元和更新单元；

93、所述查询单元，用于在所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点之后，按照建立的定时器，周期性查询所述数据属性节点中记录的当前访问次数；

94、所述更新单元，用于依据所述当前访问次数，更新所述逻辑卷的数据属性。

95、一方面，所述全局空闲数据属性节点链表包含多个数据属性节点；每个数据属性节点包含有属性数据字段和访问次数字段；

96、所述装置还包括读取单元和写入单元；

97、所述读取单元，用于在所述从全局空闲数据属性节点链表中取出与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点之后，基于每个所述数据属性节点中属性数据字段记录的指针，读取所述指针所指向的元数据表中记录的条带访问次数；

98、所述写入单元，用于将所述元数据表中所有所述条带访问次数的累加和值写入所述元数据表的访问次数字段。

99、一方面，每个数据属性节点还包含有指向前一个数据属性节点的前指针和指向后一个数据属性节点的后指针。

100、一方面，所述取出单元用于从全局空闲数据属性节点链表的头部截取与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点，使得取出的数据属性节点从所述全局空闲数据属性节点链表中删除。

101、一方面，所述取出单元用于从全局空闲数据属性节点链表中未标记已读标识的位置开始读取与所需创建的逻辑卷个数匹配的数据属性节点，并对已读取的数据属性节点设置已读标识。

102、一方面，针对于所述目标逻辑卷的格式化指令的获取过程，该装置包括指令获取单元；

103、所述指令获取单元，用于获取命令行界面接收到的目标逻辑卷的格式化指令。

104、一方面，针对于所述目标逻辑卷的格式化指令的获取过程，该装置包括指令获取单元；

105、所述指令获取单元，用于获取图形化界面接收到的目标逻辑卷的格式化指令。

106、本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

107、存储器，用于存储计算机程序；

108、处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述磁盘阵列的格式化方法的步骤。

109、本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述磁盘阵列的格式化方法的步骤。

110、由上述技术方案可以看出，在获取到目标逻辑卷的格式化指令的情况下，依据目标逻辑卷所对应的目标数据属性节点中记录的访问次数，确定出目标逻辑卷的目标数据属性。访问次数可以反映出目标逻辑卷的访问热度，访问热度越高说明目标逻辑卷被使用的频次越高，该种情况下只需对目标逻辑卷执行简单的格式化操作，便可以保证目标逻辑卷上数据的安全性。在本发明中可以针对不同的数据属性设置各自对应的格式化规则，每种格式化规则对应的格式化速率不同。在确定出目标逻辑卷的目标数据属性后，基于数据属性与格式化规则的对应关系，可以确定出目标数据属性匹配的目标格式化规则。按照目标格式化规则对目标逻辑卷进行格式化操作。本发明有益效果在于通过逻辑卷的数据属性来确定逻辑卷格式化速率，在保证磁盘阵列整体性能和数据安全性的同时，可以最大程度的提升磁盘阵列的格式化效率。