CN1940849A - Raid系统及其重构/回拷处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种RAID系统，其根据主机的I/O请求访问物理盘，并执行重构/回拷处理，以在不干扰标准I/O处理的情况下实现高速重构/回拷处理。当构成RAID结构的多个盘设备中一个盘设备失效时，根据RAID控制中管理的标准I/O是否存在而改变用于重构RAID的重构/回拷的一次处理量。当存在标准I/O时，则可在不干扰标准I/O处理的情况下执行重构/回拷，并且在不存在标准I/O的静态状态下，指定大于上述状态处理量的处理量，以实现高速重构/回拷处理。

Description

RAID系统及其重构/回拷处理方法
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求于2005年9月30日提交的在先日本专利申请No.2005-286926的优先权，在此通过参考援引其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种RAID(冗余存取独立盘，Redundant Access IndependentDisk)系统及其重构(rebuild)/回拷(copy back)处理方法，该系统冗余地将数据存储到多个盘设备并执行用于重构/回拷数据的重构/回拷处理，其中，当一部分盘设备失效时，利用来自其他盘设备的数据重建冗余结构，更具体地，涉及一种在接收主机的输入/输出(I/O)的情况下重构/回拷数据的RAID系统及其重构/回拷处理方法。
背景技术
近来，随着由计算机处理的各种数据的计算机化，数据存储设备(外部存储设备)变得越来越重要，所述数据存储设备能够独立于执行数据处理的主计算机以高可靠性有效地存储大量数据。
作为这种数据存储设备，使用具有多个盘设备(例如磁盘设备、光盘设备)以及用于控制这些盘设备的盘控制器的盘阵列设备。这种盘阵列设备利用RAID结构实现数据冗余，以便提高可靠性。
在这种盘阵列设备中，如果构成RAID组的盘设备失效或失去冗余，则需要进行冗余恢复。图8是描述用于恢复冗余的RAID 5的重构功能的视图。为了有效维护，除了构成RAID 5的四个盘设备#0、#1、#2和#3外还安装了备用盘设备HS(热备用盘，Hot Spare Disk)。
盘设备组160连接到一对盘控制器110和120。每个盘控制器110/120包括：盘适配器140，用于控制与盘设备组160的接口；控制单元120；以及通道适配器100，用于控制与主机(未示出)的接口。
如果构成RAID 5的四个盘设备中的盘设备#0失效，则将失效的盘设备#0之外的盘设备#1、#2和#3中的数据经由盘适配器140读取到控制单元120的高速缓存(未示出)，并对这些数据执行XOR运算以创建冗余数据。
然后通过盘适配器140将创建的冗余数据写入备用盘设备HS，以恢复冗余。这称为“重构功能”。
图9是描述回拷功能的视图。如果在已经完成图8中的重构操作的状态下用新的盘设备New替换失效的盘设备#0，则进行回拷处理。换句话说，将写入备用盘设备HS的冗余数据重新写到盘设备New。
期望在处理来自主机的I/O请求的同时执行这种重构/回拷处理，已提出了一种平衡这些请求的数量的方法(例如日本特开2004-295860)。
为了在处理来自主机的I/O请求的同时执行重构/回拷处理，不能同时执行一个盘设备单元的所有处理。因此，一次执行的处理量是固定的，而且从标准盘设备读取固定处理量的数据并将其写入写目的盘设备，并且执行一定次数的该操作以完成该盘设备的数据量。
例如，在重构的情况下，从正常盘设备读取数据，除了RAID 1(镜像)之外创建冗余数据，并将冗余数据写入备用盘设备HS或新的盘设备New，而在回拷的情况下，从备用盘设备HS读取数据，并将其写入新的盘设备New。
通常，对于这些操作，一次的处理量是固定的，并且其不会随着RAID组的负载状态而改变。因此，当存在标准I/O时，即施加负载时，在系统调节通过标准I/O(从主机访问)进行的盘访问与通过重构/回拷进行的盘访问之间的平衡的情况下，当在不存在标准I/O的状态下执行重构/回拷处理时，不能充分表现出盘设备的性能。
因而，当不存在标准I/O时，不用说，与预期的盘设备性能相比，完成重构/回拷的时间将变得较长。近来，盘设备的存储能力不断增加，因而减少完成重构/回拷的时间就成为重要的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种RAID系统及其重构/回拷处理方法，以在与主机I/O请求的处理相平衡地处理重构/回拷时，提高重构/回拷处理的性能。
本发明的另一目的是提供一种RAID系统及其重构/回拷处理方法，以在与主机I/O请求的处理相平衡地处理重构/回拷时，减少完成重构/回拷的时间。
本发明的再一目的是提供一种RAID系统及其重构/回拷处理方法，以在减少完成重构/回拷的时间的同时，对重构/回拷和主机I/O请求进行平衡处理。
为了实现上述目的，本发明提供一种RAID系统，其用于根据来自主机的I/O请求访问连接的盘设备，并执行该I/O请求，该RAID系统包括：多个盘设备，其构成RAID；以及控制器，其在多个盘设备中的一个盘设备失效时，该控制器通过分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备或新的盘设备的操作，而执行重构或回拷处理，以重新构建RAID结构，其中，该控制器判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
本发明的用于RAID系统的重构/回拷处理方法包括如下步骤：当构成RAID的多个盘设备中的一个盘设备失效时，通过分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备或新的盘设备的操作，而执行重构或回拷处理，以重新构建RAID结构；判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达；以及当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
在本发明中，优选地，控制器记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间，并将该处理完成时间与当前时间进行比较，以判断标准I/O请求是否未在预定时间内到达。
此外，在本发明中，优选地，控制器执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡，并且根据重构/回拷请求处理的完成而发出下一重构/回拷请求。
此外，在本发明中，优选地，控制器还包括用于管理重构/回拷处理的进度状态的进度表；控制器根据该进度表创建一次重构或回拷处理的请求，并更新该进度表。
此外，在本发明中，优选地，该控制器还包括：RAID控制模块，用于执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡；以及重构/回拷模块，用于查询管理重构/回拷处理的进度状态的进度表，并且根据该重构/回拷请求处理的完成而发出下一重构/回拷请求。
此外，在本发明中，优选地，RAID控制模块记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间，并将该处理完成时间与当前时间进行比较，以判断标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且重构/回拷模块向RAID控制模块查询判断结果，并且如果标准I/O请求未在预定时间内到达，重构/回拷模块通过设置重构/回拷的一次请求处理量而发出该重构/回拷请求，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
此外，在本发明中，优选地，如果标准I/O请求未在预定时间内到达，控制器将重构或回拷处理的一次请求处理量设置为I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量的多倍。
此外，在本发明中，优选地，该控制器还包括：第一接口电路，用于控制与主机的接口；第二接口电路，用于控制与多个盘设备的接口；以及控制单元，连接到该第一接口电路和第二接口电路，用于执行标准I/O处理和重构或回拷处理；并且其中，该控制单元判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且如果标准I/O请求未在预定时间内到达，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
此外，在本发明中，优选地，当构成RAID的多个盘设备中的一个盘设备失效时，控制器分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备的操作来重新构建RAID结构，然后通过分部分地多次执行从该备用盘设备读取数据并将数据写入替代失效盘设备的新盘设备的操作来执行回拷处理。
此外，在本发明中，优选地，控制单元还包括高速缓存，其用于存储盘设备的一部分数据；并且其中，所述控制单元请求来自主机的I/O请求中的一个不能使用该高速缓存的1/O请求作为标准I/O。
在本发明中，重构/回拷的一次处理量随着RAID控制中管理的标准I/O的存在而改变，因此，如果存在标准I/O，则可在不干扰标准I/O处理的情况下执行重构/回拷，并且在不存在标准I/O的静态状态下，指定大于上述处理量的处理量，以实现高速重构/回拷处理。
附图说明
图1是描述根据本发明实施例的盘阵列设备的框图；
图2是描述图1中的控制模块的框图；
图3是描述图1和图2中的控制模块的固件的功能框图；
图4是描述图3中的固件的细节的框图；
图5是描述根据本发明实施例的重构/回拷处理的流程图；
图6是描述图5中的处理的时序图；
图7是描述图5中的处理的视图；
图8是描述传统的重构处理的视图；以及
图9是描述传统的回拷处理的视图。
具体实施方式
现在，将按照盘阵列设备(RAID系统)、线程结构(thread configuration)、重构/回拷处理以及其他实施例的顺序描述本发明的实施例。
盘阵列设备：
图1是描述根据本发明实施例的盘阵列设备的框图，而图2是描述图1中的控制模块的框图。
图1示出了具有两个控制模块的小型盘阵列设备的实例，但是本发明也可以通过相同的方式而应用到具有四个控制模块的中型盘阵列设备以及具有八个控制模块的大型盘阵列设备。
如图1所示，盘阵列设备包括：多个盘盒2-0到2-3，其具有多个用于保存数据的盘设备；以及多个(在本实施例中为两个)控制模块4-0到4-1，其安装在主计算机(数据处理设备，未示出)与多个盘盒2-0到2-3之间。
控制模块4-0到4-1中的每一个包括控制器40、通道适配器(第一接口部件：图1中的CA)41、盘适配器(第二接口部件：图1中的DA)42a和42b以及DMA(直接存储器存取)引擎(通信部件：图1中的DMA)43。
将参考图1和图2描述控制模块4-0到4-1。控制器40基于来自主计算机的处理请求(读请求或写请求)而执行读/写处理，控制器40具有存储器40b和控制单元40a。
存储器40b具有高速缓存区和工作区，其中高速缓存区作为多个盘的高速缓存，其用于保存盘盒2-0到2-3的多个盘中保存的一部分数据。
控制单元40a控制存储器40b、通道适配器41、盘适配器42以及DMA43。因此，控制单元40a具有一个或多个(图2中为两个)CPU 400和410，以及存储器控制器420。存储器控制器420控制存储器40b的读/写，并切换路径。
存储器控制器420经由存储器总线434连接到存储器40b，经由CPU总线430和432连接到CPU 400和410，并且存储器控制器420还经由四信道高速串行总线(例如PCI-Express)440和442连接到盘适配器42a和42b。
以同样的方式，存储器控制器420经由四信道高速串行总线(例如PCI-Express)443、444、445和446连接到通道适配器41(在本实施例中为四个通道适配器41a、41b、41c和41d)，并经由四信道高速串行总线(例如PCI-Express)447和448连接到DMA 43(在本实施例中为两个DMA：43-a和43-b)。
该高速串行总线，例如PCI-Express，以包的形式进行通信，并且即使信号线路的数量减少了，也可通过创建串行总线的多个信道而以低延迟和高响应速度，即以较短的等待时间进行通信。
通道适配器41a到41d是与主计算机的接口，并且通道适配器41a到41d分别连接到不同的计算机。此外，优选地，通道适配器41a到41d分别经由总线连接到主计算机的相应接口部件，例如光纤通道或以太网，并且在这种情况下，将光纤或同轴电缆用作总线。
各个通道适配器41a到41d被构建为各个控制模块4-0到4-1的一部分。这些通道适配器41a到41d作为相应主机和控制模块4-0到4-3之间的接口部件，支持多种协议。
此处，安装的协议随主计算机而不同，因此各个通道适配器41a到41d安装在与控制器40的印刷电路板不同的印刷电路板上，其中控制器40是控制模块4-0到4-1的主要单元，从而当需要时可以容易地替换各个通道适配器41a到41d。
例如，通道适配器41a到41d所支持的主机协议为支持光纤通道和以太网的iSCSI(因特网小型计算机系统接口)。
各个通道适配器41a到41d经由总线直接连接到控制器40，其中该总线例如为PCI-Express总线，其被设计用于连接LSI(大规模集成电路)和印刷电路板。由此，可以实现各个通道适配器41a到41d与控制器40之间所需的高吞吐量。
盘适配器42a和42b是盘盒2-0到2-3与各个盘驱动器的接口，并且其连接到盘盒2-0到2-3，且在该实例中具有四个FC(光纤通道)端口。
各个盘适配器42a到42b经由总线直接连接到控制器40，其中该总线例如为PCI-Express总线，其被设计用于连接LSI(大规模集成电路)和印刷电路板。由此，可以实现各个盘适配器42a和42b与控制器40之间所需的高吞吐量。
如图1所示，各个盘盒2-0到2-3具有多个(例如15个)盘驱动器200，各盘驱动器具有两个端口。在盘盒2-0到2-3中，各个盘驱动器200的每一个端口经由一对FC电缆连接到两个端口，其中所述一对FC电缆从所述两个端口引出。
所述两个端口用于将各个控制模块4-0到4-1的各个盘适配器42a和42b连接到所有的盘盒2-0到2-3。换句话说，各个控制模块4-0到4-1的盘适配器42a连接到盘盒2-0到2-3。以同样的方式，各个控制模块4-0到4-1的盘适配器42b连接到盘盒2-0到2-3。
通过这种结构，各个控制模块4-0到4-1可以经由任意路径而通过任意盘适配器42a和42b访问所有的盘盒(盘驱动器)2-0到2-3。
例如，各个盘适配器42a/42b与相应的盘盒2-0到2-3经由光纤通道连接，并且在这种情况下，由于模块不同所以使用光缆。
如图1所示，DMA引擎43用于使各个控制模块4-0到4-1相互通信，并且其负责与其他控制模块的通信和数据传输处理。各个控制模块4-0到4-1的各个DMA引擎43被构建为各个控制模块4-0到4-1的一部分，并安装在控制器40的印刷电路板上，其中控制器40为各个控制模块4-0到4-1的主要单元。通过上述高速串行总线，DMA引擎43直接与控制器40连接，并且其还与其他控制模块4-0到4-1的DMA引擎43相互通信。
通过这种结构，各个控制模块4-0到4-1的各个DMA引擎43执行通信和数据传输处理(例如镜像处理)，所述通信和数据传输处理的产生是基于各DMA引擎43连接的控制器40与其他控制模块4-0到4-1的控制器40之间的主机所发出的访问请求。
如图2所示，各个控制模块4-0到4-7的DMA引擎43由多个(在该实例中为两个)DMA引擎43-a和43-b构成。并且例如图2所示，这两个DMA引擎43-a和43-b中的每一个经由PCI-Express总线连接到控制器40。换句话说，在控制模块4-0到4-1之间(即在控制模块4-0到4-1的控制器40之间)进行通信和数据传输(DMA)处理的情况下，数据传输量较大，因此期望减少通信控制所需的时间，从而需要高吞吐量和较短的等待时间(高响应速度)。为此，如图1和图2所示，各个控制模块4-0到4-1的DMA引擎43经由利用高速串行传输(PCI-Express或Rapid-IO)的总线连接，该总线设计为同时满足高吞吐量和较短的等待时间。
PCI-Express和Rapid-IO使用2.5Gbps高速串行传输，并且将称作LVDS(低压差分信号)的低幅差分接口用于PCI-Express和Rapid-IO的总线接口。
线程结构：
现在将描述CPU 400(410)执行的软件的程序模块(称为线程)。图3是CPU 400(410)执行的软件的线程的框图，而图4是其中一部分的详细视图。如图3所示，软件模块包括内核/调度程序(schedule)600、I/O控制模块602、内部CM通信驱动程序604、内部CPU通信驱动程序606、系统控制模块608以及网络驱动程序610。
内核/调度程序600为诸如MS-DOS之类的操作系统。I/O控制模块602还包括CM-CA驱动程序620、基本模块640以及CM-DA驱动程序630。CM-CA驱动程序620是用于驱动CA(通道适配器)41的驱动程序。
基本模块640包括：前端，其还包括用于管理源的源线程(源控制模块)642、用于执行复制处理的复制线程(复制控制模块)646以及用于控制存储器40b的高速缓存的高速缓存线程(高速缓存控制模块)648；以及后端，其还包括用于执行RAID结构控制的RAID线程(RAID控制模块)632，以及OVSM线程(OVSM控制模块)634。
OVSM线程634执行下述的重构/回拷处理。维护代理(maintenanceagent)612向OVSM线程634发送各种通知。CM-DA驱动程序630是用于驱动DA(盘适配器)42的驱动程序。内部CM通信驱动程序604与另一CM(控制模块)通信，并且内部CPU通信驱动程序606与另一CPU 410通信。
系统控制模块608还包括结构管理模块652。结构管理模块652经由网络驱动程序610根据服务控制器46的规范，在存储器40b中创建结构定义表，其中包括用于结构定义的RLU(Raid逻辑单元)表。服务控制器46(图1中未示出)对于各个CM是通用的。
盘驱动器200安装在连接到DA 42的盘盒2-0到2-3中，盘驱动器200分为系统盘200-1和用户盘200-2，并且结构定义表存储在系统盘200-1中。
源模块642和RAID模块632查询结构定义表，并将LUN(逻辑单元号)从主机转换为物理盘的PLBA(物理块地址)，并访问物理盘200。
如图4所示，OVSM线程634还包括用于管理重构/回拷进度的重构/回拷模块634-1。重构/回拷模块634-1向下述的RAID控制模块632请求每一次的重构/回拷处理，接收RAID控制模块632的响应，并记录重构/回拷的进度。
另一方面，RAID控制模块632需要缓冲器以临时存储数据(后面称为数据缓冲器)，并指示对盘设备进行读或写。特别地，对于重构/回拷处理，RAID控制模块632负责如下处理，即从盘设备读取数据、将数据存储在数据缓冲器中并将数据缓冲器的内容写入盘设备。
RAID控制模块632包括：标准I/O完成时间记录部632-1，用于记录上次标准I/O完成的时间；以及标准I/O存在判断模块632-2，用于比较标准I/O完成时间记录部632-1的时间和当前时间，例如判断是否相差5秒。
OVSM模块634包括：重构/回拷模块634-1(重构模块634-2和回拷模块634-3)，用于向RAID控制模块632请求实际的(actual)重构/回拷处理；以及处理量改变模块634-4，用于当请求实际的处理时，调用标准I/O存在判断模块632-2的判断结果，并根据该结果改变实际处理的一次处理量。
重构/回拷模块634-1查询进度表410和默认存储部414，确定实际处理的一次处理量，并请求实际的处理，其中进度表410用于存储在存储器40b中创建的起始LBA，而默认存储部分414用于存储处理量的默认值。
通过这种结构，向RAID控制模块632请求每一次的实际重构/回拷处理，OVSM模块634向RAID控制模块632确认是否存在标准I/O(从上次标准I/O消失起，是否已经过了5秒或更长时间)，并接收结果，以及改变将传送到RAID控制模块632的实际重构/回拷处理的参数(一次处理量)。
此处，采用5秒或更长时间来判断是否存在标准I/O，这是为了防止在存在I/O的时间和不存在I/O的时间交替重复的情况下出现识别错误。换句话说，在标准I/O偶然(on occasion)到达的情况下，即使重构/回拷改变时，标准I/O未出现，也可能在重构/回拷开始后即刻产生标准I/O。这种情况可归类为存在标准I/O的情况，从而不等待标准I/O的处理。
重构/回拷处理：
图5是描述根据本发明实施例的重构/回拷处理的流程图，图6是重构/回拷处理的时序图，图7是描述重构/回拷处理的操作的视图。
现在将参考图6和图7描述图5中的重构/回拷处理。
(S10)首先，在开始重构/回拷时，OVSM模块634确认从RAID控制模块632接收到完成响应。
(S12)然后OVSM 634的重构/回拷模块634-1查询存储器40b的重构/回拷进度表410的起始RLBA。如图7所示，如果重构/回拷处理的目标为RAID结构中的LBA(逻辑块地址)“000”到“nnn”，则将下一重构/回拷处理的目标数据的起始RLBA记录在起始RLBA中。
(S14)重构/回拷模块634-1根据进度表410的起始RLBA判断是否已经完成对所有目标RLU(Raid逻辑单元)的处理。如果重构/回拷模块634-1判断已经完成对所有RLU的处理，则处理结束。
(S16)另一方面，如果重构/回拷模块634-1判断未完成对所有目标RLU的处理，重构/回拷模块向RAID控制模块632查询是否存在标准I/O。如图4中所述，RAID控制模块632判断从上次标准I/O消失起是否经过5秒或更长时间。
(S18)重构/回拷模块634-1基于RAID控制模块632的响应确认是否存在标准I/O，如果存在标准I/O，则将处理的一次处理量设置为存储器40b的默认值，如图6所示的回拷1。如果不存在标准I/O，则将处理的一次处理量设置为存储器40b的默认值的两倍，如图6所示的回拷2。
(S20)然后重构/回拷模块634-1向RAID控制模块632请求具有起始RLBA和已设置的处理量的实际处理。重构/回拷模块634-1还通过将处理量与起始RLBA相加而计算下一起始RLBA，并将进度表410更新到算出的RLBA。然后处理返回到步骤S10。
通过这种方式，考虑存在标准I/O的状态(下面称为动态状态)和不存在标准I/O的状态(下面称为静态状态)，并且在静态状态中增加一次处理量。如果一次处理量较大，则重构/回拷处理较快，但是对标准I/O的影响也增大。
因而，在动态状态的情况下，设定不会干扰标准I/O处理的处理量，而在静态状态的情况下，设定大于上述处理量的处理量(例如，从盘性能角度考虑，处理量优选为物理盘驱动器的一个轨道(track)的量或者更多)。为了指定处理量，当从OVSM模块634向RAID控制模块632请求实际的重构/回拷处理时，可以简单改变参数。
在图3所示主机的访问处理中，当CA 41接收到来自主机的读取请求时，CA 41经由CM-CA驱动程序620将该读取请求通知源模块642，并且源模块642接受该读取请求。
源模块642请求高速缓存模块648判断这是否是一次高速缓存命中。高速缓存模块648检测目标主机LUN的LBA(OLBA)数据是否存在于存储器40b的高速缓存区中，并且如果数据存在(命中)，则高速缓存模块648读取存储器40b的OLBA(主机逻辑块地址)数据，并经由CM-CA驱动程序620将数据从CA 41传送到主机。
另一方面，如果高速缓存模块648判断目标主机LU的LBA(OLBA)数据未存在于存储器40b的高速缓存区中(未命中)，则高速缓存模块648向后端的RAID控制模块632发送从物理盘读取数据的请求。RAID模块632将请求处理的主机LUN的LBA(OLBA)转换为RAID组的LBA(RLBA)。
然后，RAID控制模块632将RAID组的LBA(RLBA)转换为虚拟盘的LBA(DLBA)。然后，RAID控制模块632将请求处理的虚拟盘的LBA(DLBA)转换为物理盘的LBA(PLBA)。该处理取决于RAID结构(例如，RAID 1，RAID 5)而不同。
然后，RAID模块632根据请求处理的物理盘的LBA(PLBA)来确定盘盒RAID和插槽，并向物理盘200的LBA(PLBA)发送读取请求。换句话说，RAID模块632经由CM-DA驱动程序630而将对物理盘的读取请求发送到相应的DA 42，并经由盘适配器42访问该物理盘。
从物理盘读取数据，高速缓存模块648经由DA 42将数据存储到存储器40b的高速缓存区，并且当完成读取时，源模块642经由CM-CA驱动程序620将该读取的数据从CA 41传送到主机，然后处理结束。
对于主机的写处理，写入的数据被一次存储到存储器40b的高速缓存区中，然后根据内部写回调度程序而将写入的数据写回到物理盘。对于写回处理，在未命中后的处理中执行利用结构定义表的地址转换处理。
此外，RAID控制模块632根据预定的I/O比例，对接受的诸如主机I/O和内部I/O(例如写回)之类的标准I/O以及接受的重构/回拷请求排列优先次序，并根据该优先次序向较低层中的CM-DA模块630请求处理。
通过这种方式，重构/回拷的一次处理量随着由RAID控制管理的标准I/O是否存在而改变，因此，如果存在标准I/O，则可在不干扰标准I/O处理的情况下执行重构/回拷，并且在静态状态下，指定大于上述处理量的处理量，以便实现高速重构/回拷处理。
此外，RAID控制模块632执行记录前一标准I/O完成时间的标准I/O出现判断处理，将该时间与当前时间进行比较，并判断是否相差例如5秒或更长时间，因此，重构/回拷模块634-1可以在通过查询而容易地更改处理量的情况下进行重构/回拷处理。
其他实施例：
在上述实施例中，描述了具有图1所示结构的盘阵列设备，但是本发明也可应用到具有其他结构的盘阵列设备中。物理盘可以是磁盘、光盘、磁光盘以及各种存储设备。
此外，在上述实施例中监视标准I/O出现的时间为5秒，但是也可以是其他的监视时间，并且可利用OVSM模块执行对I/O是否存在的判断。在上述实施例中将处理量改为默认值的两倍，但是也可以采用其他倍数，例如1.5，并且可以根据标准I/O是否存在而单独设置处理量。
以上通过实施例描述了本发明，但是在本发明的主要特征的范围内可以各种方式修改本发明，并且这些变化形式不应排除在本发明的范围之外。
如上所述，重构/回拷处理的一次处理量随着由RAID控制管理的标准I/O是否存在而改变，因此，如果存在标准I/O，则可在不干扰标准I/O处理的情况下执行重构/回拷，并且在不存在标准I/O的静态状态下，指定大于上述处理量的处理量，以实现高速重构/回拷处理。

Claims (20)

1.一种RAID系统，其用于根据来自主机的I/O请求访问连接的盘设备，并执行该I/O请求，该RAID系统包括：
多个盘设备，其构成RAID；以及
控制器，其在多个盘设备中的一个盘设备失效时，该控制器通过分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备或新的盘设备的操作，而执行重构或回拷处理，以重新构建RAID结构，
其中，该控制器判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
2.如权利要求1所述的RAID系统，
其中，控制器记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间，并将该处理完成时间与当前时间进行比较，以判断标准I/O请求是否未在预定时间内到达。
3.如权利要求1所述的RAID系统，
其中，控制器执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡，并且根据重构/回拷请求处理的完成而发出下一重构/回拷请求。
4.如权利要求1所述的RAID系统，
其中，控制器还包括用于管理重构/回拷处理的进度状态的进度表；并且
其中，控制器根据该进度表创建一次重构或回拷处理的请求，并更新该进度表。
5.如权利要求3所述的RAID系统，其中该控制器还包括：
RAID控制模块，用于执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡；以及
重构/回拷模块，用于查询管理重构/回拷处理的进度状态的进度表，并且根据该重构/回拷请求处理的完成而发出下一重构/回拷请求。
6.如权利要求5所述的RAID系统，
其中，RAID控制模块记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间，并将该处理完成时间与当前时间进行比较，以判断标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且
重构/回拷模块向RAID控制模块查询判断结果，并且当标准I/O请求未在预定时间内到达时，重构/回拷模块通过设置重构/回拷的一次请求处理量而发出该重构/回拷请求，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
7.如权利要求1所述的RAID系统，其中当标准I/O请求未在预定时间内到达时，控制器将重构或回拷处理的一次请求处理量设置为I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量的多倍。
8.如权利要求1所述的RAID系统，其中该控制器还包括：
第一接口电路，用于控制与主机的接口；
第二接口电路，用于控制与多个盘设备的接口；以及
控制单元，连接到该第一接口电路和第二接口电路，用于执行标准I/O处理和重构或回拷处理；并且
其中，该控制单元判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达，并且当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
9.如权利要求1所述的RAID系统，
其中，当构成RAID的多个盘设备中的一个盘设备失效时，控制器分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备的操作来重新构建RAID结构，然后通过分部分地多次执行从该备用盘设备读取数据并将数据写入替代失效盘设备的新盘设备的操作来执行回拷处理。
10.如权利要求5所述的RAID系统，其中控制单元还包括高速缓存，其用于存储盘设备的一部分数据；并且
其中，所述控制单元请求来自主机的I/O请求中的一个不能使用该高速缓存的I/O请求作为标准I/O。
11.一种用于RAID系统的重构/回拷处理方法，该RAID系统用于根据来自主机的I/O请求访问连接的盘设备，并执行该I/O请求，该方法包括如下步骤：
当构成RAID的多个盘设备中的一个盘设备失效时，通过分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备或新的盘设备的操作，而执行重构或回拷处理，以重新构建RAID结构；
判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达；以及
当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
12.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，其中该判断步骤还包括如下步骤：
记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间；以及
将该处理完成时间与当前时间进行比较以判断标准I/O请求是否在预定时间内到达。
13.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，还包括如下步骤：执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡；
其中，执行重构/回拷处理的步骤还包括如下步骤：根据重构/回拷请求处理的完成发出下一重构/回拷请求。
14.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，其中执行重构/回拷处理的步骤还包括如下步骤：
查询用于管理重构/回拷的进度状态的进度表，并创建一次重构或回拷处理的请求；以及
更新进度表。
15.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，还包括如下步骤：由RAID控制模块执行标准I/O请求和一次重构/回拷请求的平衡；
其中，该处理步骤还包括如下步骤：根据该重构/回拷请求处理的完成查询管理重构/回拷处理的进度状态的进度表，并向RAID控制模块发出下一重构/回拷请求。
16.如权利要求15所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，其中该判断步骤还包括如下步骤：
由RAID控制模块记录每次标准I/O请求的处理完成时该标准I/O请求的处理完成时间；以及
将该处理完成时间与当前时间进行比较以判断标准I/O请求是否未在预定时间内到达；并且
其中，发出重构/回拷请求的步骤还包括如下步骤：
向RAID控制模块查询判断结果；以及
当标准I/O请求未在预定时间内到达时，通过设置重构或回拷处理的一次请求处理量而发出重构/回拷请求，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
17.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，其中该设置步骤还包括如下步骤：当标准I/O请求未在预定时间内到达时，将重构或回拷处理的一次请求处理量设置为标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量的多倍。
18.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，
其中，该判断步骤还包括如下步骤：由控制单元判断包含来自主机的I/O请求在内的标准I/O请求是否未在预定时间内到达，该控制单元连接到用于控制与主机的接口的第一接口电路和用于控制与多个盘设备的接口的第二接口电路，该控制单元用于执行标准I/O处理和重构或回拷处理；并且
该设置步骤还包括如下步骤：当标准I/O请求未在预定时间内到达时，为分部分地多次执行的重构或回拷处理设置一次请求处理量，其中设置的处理量大于标准I/O请求在预定时间内到达的情况下的处理量。
19.如权利要求11所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，其中执行重构/回拷处理的步骤还包括：
当构成RAID的多个盘设备中的一个盘设备失效时，通过分部分地多次执行从失效盘设备以外的盘设备读取数据并将数据写入备用盘设备的操作来重新构建RAID结构的重构处理步骤；以及
在执行重构处理之后，通过分部分地多次执行从备用盘设备读取数据并将数据写入替代失效盘设备的新盘设备的操作来执行回拷处理的步骤。
20.如权利要求15所述的用于RAID系统的重构/回拷处理方法，还包括如下步骤：请求来自主机的I/O请求中的一个不能使用高速缓存的I/O请求作为标准I/O，其中该高速缓存存储盘设备的一部分数据。
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