基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際應(yīng)用中，磁盤經(jīng)常因?yàn)檫\(yùn)輸，安裝，使用環(huán)境等原因產(chǎn)生壞道。傳統(tǒng)的磁盤容錯技術(shù)有:通過smart工具來預(yù)測磁盤使用壽命，然后通過告警模塊通知人工替換。當(dāng)磁盤出現(xiàn)部分壞道時(shí)，將錯誤直接反饋到用戶層導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。為了提高磁盤的容錯可用性，業(yè)界產(chǎn)生了磁盤容錯的壞塊重定向技術(shù)。首先要支持實(shí)時(shí)探測壞塊，當(dāng)寫1返回特定的錯誤碼，或者重試N次都失敗，則可確定為壞塊。當(dāng)有壞塊時(shí)，在內(nèi)存中建立壞塊重定向索引，將壞塊重新定位到磁盤預(yù)留區(qū)的壞塊重定向數(shù)據(jù)區(qū)中，若寫入成功，則同步壞塊重定向索引到磁盤的壞塊重定向索引區(qū)中。
[0003]通過smart工具來監(jiān)控磁盤，只能預(yù)測；必須通過人工干預(yù)；局部錯誤會反饋到用戶層，期望用戶層有糾錯能力；傳統(tǒng)的壞塊重定向技術(shù)引入了復(fù)雜的流程，可能帶來性能和穩(wěn)定性問題；并且還不支持雙控制器的壞塊重定向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法及裝置，解決了傳統(tǒng)的壞塊重定向技術(shù)帶來系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性降低的問題。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法，包括:
[0006]在1與磁盤之間引入VSD層；
[0007]根據(jù)所述VSD中的壞塊重定向索引，并將所述壞塊重定向索引的目標(biāo)地址重定向到所述磁盤中未發(fā)生壞塊的區(qū)域。
[0008]可選的，所述在1與磁盤之間引入VSD層，包括:
[0009]對所述VSD層進(jìn)行分核，以使不同條帶組的1分配在不同的CPU核上。
[0010]可選的，所述方法還包括:
[0011 ] 在所述VSD層加入雙控異步1鎖，使得所述磁盤中的第一控制器與第二控制器按照順序進(jìn)行壞塊重定向索引。
[0012]可選的，采用ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊。
[0013]可選的，所述采用ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊，包括:
[0014]保存所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最小的索引數(shù)據(jù)塊；
[0015]在所述索引數(shù)據(jù)塊修改時(shí)，若修改失敗，則保留原所述索引數(shù)據(jù)塊的版本；
[0016]對所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最大的進(jìn)行讀操作，版本最小的進(jìn)行寫操作。
[0017]第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向裝置，包括:
[0018]引入模塊，用于在1與磁盤之間引入VSD層；
[0019]壞塊重定向模塊，用于根據(jù)所述VSD中的壞塊重定向索引，并將所述壞塊重定向索引的目標(biāo)地址重定向到所述磁盤中未發(fā)生壞塊的區(qū)域。
[0020]可選的，所述引入模塊，還用于:
[0021]對所述VSD層進(jìn)行分核，以使不同條帶組的1分配在不同的CPU核上。
[0022]可選的，所述裝置還包括:
[0023]雙控異步1鎖模塊，用于在所述VSD層加入雙控異步1鎖，使得所述磁盤中的第一控制器與第二控制器按照順序進(jìn)行壞塊重定向索引。
[0024]可選的，所述裝置通過ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊。
[0025]可選的，所述通過ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊，包括:
[0026]保存所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最小的索引數(shù)據(jù)塊；
[0027]在所述索引數(shù)據(jù)塊修改時(shí)，若修改失敗，則保留原所述索引數(shù)據(jù)塊的版本；
[0028]對所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最大的進(jìn)行讀操作，版本最小的進(jìn)行寫操作。
[0029]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法及裝置，通過在1與磁盤之間引入VSD層；根據(jù)所述VSD中的壞塊重定向索引，并將所述壞塊重定向索引的目標(biāo)地址指向所述磁盤中未發(fā)生壞塊的區(qū)域解決了傳統(tǒng)的壞塊重定向技術(shù)帶來系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性降低的問題。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法的流程示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖，對發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]圖1示出了一種基于虛擬磁盤的壞塊重定向方法，如圖1所示，該方法包括:
[0034]101、在1與磁盤之間引入虛擬磁盤Virtual Storage Disk(簡稱VSD)層；
[0035]具體的對所述VSD層進(jìn)行分核，以使不同條帶組的1分配在不同的CPU核上。
[0036]102、根據(jù)所述VSD中的壞塊重定向索引，并將所述壞塊重定向索引的目標(biāo)地址重定向到所述磁盤中未發(fā)生壞塊的區(qū)域。
[0037]在具體應(yīng)用中，所述方法還包括圖1中未示出的步驟103:
[0038]103、在所述VSD層加入雙控異步1鎖，使得所述磁盤中的第一控制器與第二控制器按照順序進(jìn)行壞塊重定向索引。
[0039]在具體應(yīng)用中，本方法采用ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊。
[0040]上述采用ping-pong模式保存索引數(shù)據(jù)塊，包括:
[0041]保存所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最小的索引數(shù)據(jù)塊；
[0042]在所述索引數(shù)據(jù)塊修改時(shí)，若修改失敗，則保留原所述索引數(shù)據(jù)塊的版本；
[0043]對所述索引數(shù)據(jù)塊中版本最大的進(jìn)行讀操作，版本最小的進(jìn)行寫操作。
[0044]為了更清楚的說明上述方法，通過下述實(shí)施例來進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0045]為了讓raid更好的記錄各種狀態(tài)，適應(yīng)各種磁盤，引入了虛擬磁盤VSD層。VSD將磁盤的幾何空間做了重新劃分，分為保留區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。保留區(qū)由超級塊區(qū)，bitmap索引區(qū)，壞塊重定向索引區(qū)，壞塊重定向數(shù)據(jù)區(qū)等組成。
[0046]上層的1要到達(dá)Disk,要通過VSD層轉(zhuǎn)發(fā)，在VSD層做壞塊重定向，就可以做到與具體OS，Disk無關(guān)，具有很高的兼容性和擴(kuò)展性。
[0047]在VSD上做了分核設(shè)定，不同條帶組的1分配在不同CPU核上進(jìn)行，則VSD處理1的壞塊重定向過程中，訪問的索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)相對每個(gè)CPU核獨(dú)立，不存在數(shù)據(jù)共享訪問的鎖沖突，而且數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量小。
[0048]內(nèi)存中采用Per_CPU的range_rb_tree (范圍紅黑樹)來保存壞塊重定向索引，通過range_rb_tree的接口進(jìn)行l(wèi)oad，查找，更新，delete。由于Per_CPU架構(gòu)不用spin_lock鎖，則每次正常1只增加一個(gè)range_rb_tree的查找過程，只有幾條指令(由rb_tree的深度決定)，所以不會影響性能。
[0049]range_rb_tree的節(jié)點(diǎn)為4k字節(jié)的數(shù)據(jù)塊地址映射，相對每個(gè)扇區(qū)大小(512字節(jié))來說做了放大，但可以大大簡化(內(nèi)存管理和流程的)復(fù)雜性。
[0050]當(dāng)探測到壞塊(4k范圍)時(shí)啟動雙控的壞塊重定向過程:
[0051]a)首先要通過雙控異步1鎖來保護(hù)壞塊重定向過程不會重入。在壞塊重定向過程，插入磁盤產(chǎn)生plugin事件處理過程等需要修改Per_CPU range_rb_tree的過程，都需要加載雙控異步1鎖來保護(hù)。
[0052]b)拿到雙控異步1鎖的回調(diào)中執(zhí)行dc_bbr_work:獲取新的重定向塊，若滿了，貝Ij報(bào)告錯誤；修改b1發(fā)送到重定向后的數(shù)據(jù)塊；同步保存重定向索引到磁盤的保留區(qū)；發(fā)送同步重定向請求到對端控制器，同步重定向索引數(shù)據(jù)保證兩端索引數(shù)據(jù)一致(用于保證處理各種雙控切換事件發(fā)生后的壞塊重定向索引正確性)。當(dāng)所有異步過程產(chǎn)生的task引用都完畢后，dc_bbr_task才完畢，雙控重定向過程完成。
[0053]c)同步到對端的過程要處理雙控的斷開切單，加入切雙等事件。
[0054]具體工作流程:
[0055]1、因?yàn)橥粩?shù)據(jù)塊會都在一端依次寫，另一端可能依次讀，而不是都由一端來依次讀寫，所以pcpu_bbr_map在修改的時(shí)候必須同步到對端。
[0056]a)同步過程中不需要spin_lock or mutex保護(hù)共享資源.首先pcpu模式下對tree的修改不會產(chǎn)生程序crash,而1沖突正確性由上層保證。
[0057]b)同步過程的雙控沖突需要1_mutex的保護(hù)機(jī)制。
[0058]2、attach的時(shí)候需要讀disk
[0059]a)從磁盤reload bbr索引的時(shí)候，pcpu_bbr_map都裝載區(qū)塊