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一种存储系统管理方法和装置
技术领域
本发明涉及存储系统技术领域，尤指一种存储系统管理方法和装置。
背景技术
廉价磁盘冗余阵列(RAID，Redundant Array of Inexpensive Disks)技术是目前采用的最广泛的硬盘提升存储性能和数据安全的技术。简单地讲，RAID技术就是利用多个硬盘的组合连成一个阵列，实现以快速、准确和安全的方式来读写磁盘数据，从而达到提高数据的读写速度和安全性。RAID的主要功能是提高网络数据的可用性和存储容量，并将数据有选择性地分布在多个磁盘上，从而提高整个系统的数据吞吐量。
RAID的数据组织方式采用的是分区、分块和条带。其中，分区是一个磁盘上的地址连续的存储块，一个磁盘可以划分为多个分区，每个分区的大小可以不等，有时也称为逻辑磁盘；将一个分区分成多个大小相等、地址相邻的块，这些块称为分块，分块是条带的元素，逻辑磁盘以分块为单位将逻辑磁盘的地址映射到成员磁盘的地址；条带是不同分区上的位置相关的分块的集合，是组织不同分区上的分块的单位。
RAID的冗余技术分为镜像冗余和校验冗余。其中，镜像冗余是一个简单的设备虚拟化技术，每个读写操作都会在两个磁盘上执行，两个磁盘看起来像一个磁盘一样，把写在一个磁盘上的数据另做一份拷贝(即镜像)存储在另一个磁盘上。对镜像数据进行读操作时，可以同时从两个磁盘中读，从而提高了读性能，但进行写操作时，要同时写入两个磁盘中，因此写性能下降了。校验冗余是使用校验算法对同一条带上的数据进行校验，把校验值写入磁盘，当条带中的某个数据块损坏时，通过同一条带的其他数据块和校验值，重新算出被损坏的数据，从而达到冗余的效果。
目前，主要的RAID的阵列类型有JBOD、RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等。各种RAID类型之间的冗余技术不同，性能也存在差异，存储空间的利用率也不同，因此对于不同读写特性的业务，需要使用不同的类型的RAID来达到性能的优化。表1是各种类型的RAID的比较：
 

类型RAID0RAID1RAID10RAID5磁盘数要求大于22大于4的偶数大于3数据保护无每个RAID1阵列中允许有一个磁盘损坏每个RAID10子阵列中允许有一个磁盘损坏允许1个磁盘损坏读性能很高很高高高写性能很高中等中等中等降级读性能无中等高低降级写性能无中等高低空间利用率100％50％50％67％-94％备注RAID0不提供冗余功能，但是它却提供了卓越的吞吐性能性能没有提高，有所下降先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，又提供了数据冗余保护读操作上raid10和raid5是相当的，但是在写性能上，尤其是小写(块大小较小如1KB)性能比raid10差
表1
目前，现有方案中应用服务器访问存储系统的存储资源的步骤如下：
步骤1，选择磁盘，选定RAID类型，并根据所选定的RAID类型创建阵列；
步骤2，在阵列上创建逻辑存储资源，并将所创建的逻辑存储资源分配给不同的应用服务器；
这里，逻辑存储资源由条带组成，如现有技术中的LUN等，对于应用服务器来说其分配到的逻辑存储资源就是它的硬盘，也只有其分配到的逻辑存储资源对该应用服务器是可见可操作的。
步骤3，应用服务器访问所分配的逻辑存储资源，对其进行读写。
可见现有方案中，在创建逻辑存储资源之前必须创建好RAID，然后在RAID上创建对应于不同应用服务器的逻辑存储资源。然而不同的应用服务器对存储的要求不同，如对可靠性的性能要求就有很大的差异，此外，由于各种业务的读写特性的差异，在同一类型的RAID的不同逻辑存储资源上跑不同业务的性能表现也存在很大的差异。
因此，现有的存储系统中的RAID不能为应用服务器提供较好的性能服务。
发明内容
本发明提供了一种存储系统管理方法，该方法使得存储系统中的RAID能够为应用服务器提供较好的性能服务。
本发明还提供了一种存储系统管理装置，该装置使得存储系统中的RAID能够为应用服务器提供较好的性能服务。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开了一种存储系统管理方法，该方法包括：
保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息；
在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源；
对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，根据所获取的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息选择一个RAID类型，并将所选择的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型。
本发明还公开了一种存储系统管理装置，该装置包括：存储模块、管理模块和特性分析模块，其中，
存储模块，用于保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息；
管理模块，用于在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源；对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，接收特性分析模块发送的对应于该逻辑存储资源的RAID类型，并将该接收到的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型；
特性分析模块，用于对每个逻辑存储资源，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，并根据所获取的读写特性以及存储模块中的不同类型RAID的特性信息为该逻辑存储资源选择一个RAID类型；并用于将为每个逻辑存储资源所选择的RAID类型发送给管理模块。
由上述技术方案可见，本发明这种保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息，在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源，对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，根据所获取的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息选择一个RAID类型，并将所选择的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型的技术方案使得存储系统中的RAID能够为应用服务器提供较好的性能服务。
附图说明
图1是本发明实施例一种存储系统管理方法的流程图；
图2是本发明实施例中的一个初始化的磁盘阵列的示意图；
图3是本发明实施例中的逻辑存储资源的一种布局示意图；
图4是本发明实施例中已指定RAID类型的逻辑存储资源更改RAID类型的流程图；
图5是本发明实施例中逻辑存储资源A转换RAID类型前的示意图；
图6是本发明实施例中逻辑存储资源A转换RAID类型后的示意图；
图7是本发明实施例中已指定RAID类型的逻辑存储资源更改RAID类型的第二流程图；
图8是本发明实施例一种存储系统管理装置的组成结构框图。
具体实施方式
图1是本发明实施例一种存储系统管理方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息。
本步骤中，RAID的特性信息可以包括：RAID的读写特性、RAID的空间损耗、RAID所包括的磁盘数与阵列性能的关系的等。例如前述的表1即可以作为本发明实施例中的一个不同类型RAID的特性信息表。
本步骤中的不同类型的RAID的特性信息可以由管理员手动输入存储系统，也可以由存储系统自动收集。
步骤102，在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源。
本步骤中，从存储系统中选择磁盘组成一个阵列，该阵列还没有指定RAID类型。至于选择多少个磁盘组成一个阵列可以根据实际情况而定，例如，根据表1所示的RAID特性信息，由于RAID 10的磁盘要求数是偶数而不能奇数，因此为了兼顾RAID 10选择偶数磁盘组成阵列，当然如果实际情况是不考虑RAID 10，也可以选择奇数磁盘组成阵列；或者还有其他需要考虑的条件都可以作为确定组成阵列的磁盘数量的依据。
本步骤中，还可以对组成阵列的所有磁盘进行初始化，即将组成阵列的所有磁盘的扇区都写0。
图2是本发明实施例中的一个初始化的磁盘阵列的示意图。在图2中选择了4个物理磁盘组成一个阵列。
本步骤中，在选定磁盘组成阵列后，在阵列上为不同应用服务器分别创建逻辑存储资源。这里逻辑存储资源是将阵列上的存储空间在纵向进行划分后的结果，逻辑存储资源由条带组成，如现有技术中的LUN等。此时，还没有将逻辑存储资源真正分配给对应的应用服务器，只是在进行逻辑规划。
本步骤中，在创建逻辑存储资源时，还可以指定逻辑存储资源对存储的基本要求，如是否需要冗余，在阵列降级后是否允许转换成非冗余阵列等。
图3是本发明实施例中的逻辑存储资源的一种布局示意图。如图3所示，在本示意图中分别为三个应用服务器A、B和C创建了逻辑存储资源A、逻辑存储资源B和逻辑存储资源C。本在发明实施例中，可以根据应用服务所需的存储空间的大小在阵列上为其创建相应大小的逻辑存储资源，例如，当一个条带的大小为1G时，如果应用服务器A需要4G的存储空间，则可以为应用服务器A创建由4个条带组成的逻辑存储资源A。
步骤103，对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，根据所获取的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息选择一个RAID类型，并将所选择的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型。
本步骤中，可以通过多种方式获取应用服务器对逻辑存储资源的读写特性信息，如管理员手工输入，应用服务器主动上报等。在本发明的一个实施例中还可以通过分配缓冲区的方式来获取应用服务器对逻辑存储资源的读写特性，具体如下：
在步骤102中为不同应用服务器创建不同的逻辑存储资源后，在存储系统中为每一个逻辑存储资源分配一个缓冲区，使各应用服务器对各自对应的逻辑存储资源的缓冲区进行数据读写，这样，便可以通过统计各应用服务器对各自对应缓冲区所进行的数据读写，获得各应用服务器的对逻辑存储资源的读写特性，如读写比例、读写的块大小等信息。
本步骤中，根据应用服务器的对逻辑存储资源的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息为每个逻辑存储资源选择一个RAID类型，例如，如果应用服务器对一个逻辑存储资源的读写特性是：读写比例为5:1，读写块大小是64KB(大块)，因此根据表1，RAID 10和RAID 5都能提供较好的性能，但是RAID 5的空间利用率比RAID 10高，所以综合考虑后最终选择RAID 5作为该逻辑存储资源的RAID阵列类型。
例如，在图3所述逻辑存储资源布局示意图中，逻辑存储资源A被指定为RAID 5、逻辑存储资源B被指定为RAID 0、而逻辑存储资源C被指定为RAID 10。
本步骤中，指定逻辑存储资源的RAID类型后，对应的应用服务器就可以往该逻辑存储资源中写入数据了。如果前面是以分配缓冲区的方式来获取应用服务器对逻辑存储资源的读写特性的，则在指定逻辑存储资源的RAID类型之后，还进一步将每个缓冲区中的数据转移至对应的逻辑存储资源中。
如上述图1所示的先建立磁盘阵列，然后在磁盘阵列上创建逻辑存储资源，根据应用服务器对逻辑存储资源的读写特性选择相应的RAID类型，以逻辑存储资源为单位指定RAID类型的技术方案，使得不同业务的应用服务器都能够得到较好的读写性能。
在本发明实施例中，根据图1所示的方案为不同的应用服务器分配逻辑存储资源，并指定RAID类型后，还可以根据应用服务器的读写特性的改变而更改对应逻辑存储资源的RAID类型。
图4是本发明实施例中已指定RAID类型的逻辑存储资源更改RAID类型的流程图。如图4所示，包括以下步骤：
步骤401，当触发条件满足时，分析指定逻辑存储资源上的读写特性，即分析指定逻辑存储资源所对应的应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性。
本步骤中，所述触发条件为：该指定逻辑存储资源中的RAID降级，或者在创建该指定逻辑存储资源时指定了定时分析该逻辑存储资源上的读写特性，且定时时间到。以上两种条件之一满足，则对该逻辑存储资源上的读写特性进行分析。
步骤402，判断指定逻辑存储资源所对应的应用服务器对该指定逻辑存储资源的读写特性是否与该指定逻辑存储资源的RAID类型相匹配，是则执行步骤401，否则执行步骤403。
步骤403，根据该对应应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性以及所保存的不同类型RAID的特性信息为该指定逻辑存储资源选择一个新的RAID类型，并判断将该指定逻辑存储资源的RAID类型转换为所选择的新的RAID类型时所需的存储空间是否足够，是则执行步骤404，否则执行步骤401。
本步骤中，由于各种不同类型的RAID对磁盘的利用率不同，因此转换RAID类型时，利用率高的RAID转换为利用率低的RAID时需要额外申请存储空间，如果申请不到额外的存储空间则不能进行转换。
步骤404，将该指定逻辑存储资源的RAID类型转换为所选择的新的RAID类型。
下面以图3中的逻辑存储资源A为例对RAID类型转换进行说明：
图5是本发明实施例中逻辑存储资源A转换RAID类型前的示意图。如图5所示，逻辑存储资源A转换前的RAID类型为RAID 5，其存储的数据中D表示数据，P表示校验值，即以校验冗余方式提高数据的安全性。但是当前逻辑存储资源A上的应用服务器A的读写特性中有很多小写，在RAID5上性能表现不佳，因此需要将逻辑存储资源A的类型转换为RAID 10。由于RAID 5的空间利用率比RAID 10的空间利用率高，因此需要额外申请存储空间。图6是本发明实施例中逻辑存储资源A转换RAID类型后的示意图。从图6可知，RAID 10以镜像冗余方式提高数据的安全性。
在现有技术中，如果应用服务器对逻辑存储资源的访问读写特性发生变化，而该逻辑存储资源所在的RAID对变化后的读写特性不适应，性能表现不好，需要调整时，或者当阵列降级，一时又没有可以更换的磁盘，对业务的读写性能影响也很大时，需要寻找一个满足当前读写特性的RAID，然后由管理员将该资源迁移到新的阵列上。而根据图4所示的方案，在应用服务器的读写特性变化，或阵列降级时，不需要将资源迁移至其他的RAID，而是直接以逻辑存储资源为单位转换RAID类型，使得存储系统的逻辑存储资源的性能最优化，且阵列类型转换时，只涉及逻辑存储资源对应的空间，因此转换时间相对与以整个磁盘为单位进行转换的时间要大大减少。
由于阵列类型转换会影响性能，因此管理员还可以根据实际情况在创建逻辑存储资源时指定该逻辑存储资源在读写过程中是否需要进行读写特性分析以及RAID类型转换，并且还可以指定什么时间进行转换。
在本发明实施例中，根据图1所示的方案为不同的应用服务器分配逻辑存储资源，并指定RAID类型后，还可以根据实际需求，转换逻辑存储资源的阵列类型，以达到动态释放存储空间的目的。
图7是本发明实施例中已指定RAID类型的逻辑存储资源更改RAID类型的第二流程图。如图7所示，包括以下步骤：
步骤701，指定逻辑存储资源中的可用存储空间不足时，触发该逻辑存储资源的对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性分析。
本步骤中，当指定逻辑存储资源中的可用存储空间小于预设值时，例如可用存储空间小于该指定逻辑存储资源的5％时，分析该指定逻辑存储资源上的读写特性。
步骤702，根据该对应应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性以及保存的不同类型RAID的特性信息判断是否存在能够节省存储空间的RAID类型，是则，执行步骤703，否则，不对该指定逻辑存储资源进行RAID类型转换的处理，并返回执行步骤701。
本步骤中，在选择能够节省存储空间的RAID类型时，还可以适当考虑性能是否相当。
步骤703，将指定逻辑存储资源的RAID类型转换为所述可以节省存储空间的RAID类型，从而达到释放空间的目的。
例如：逻辑存储资源C当前的RAID类型为RAID 10，而其上的读写特性为大块读写，因此使用RAID 5也可以提供相当的性能，且RAID 5的空间利用率大于RAID 10，因此如果此时存储系统空间不足，则可以选择将逻辑存储资源C转换为RAID 5。
图7所示的方案可以在尽量减少对性能的影响的前提下，实现存储系统自动进行存储空间的释放。
图8是本发明实施例一种存储系统管理装置的组成结构框图。如图8所示，该装置包括：存储模块801、管理模块802和特性分析模块803，其中：
存储模块801，用于保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息；
管理模块802，用于在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源；对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，接收特性分析模块803发送的对应于该逻辑存储资源的RAID类型，并将该接收到的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型；
特性分析模块803，用于对每个逻辑存储资源，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，并根据所获取的读写特性以及存储模块中的不同类型RAID的特性信息为该逻辑存储资源选择一个RAID类型；并用于将为每个逻辑存储资源所选择的RAID类型发送给管理模块802。
在图8中，管理模块802，进一步用于在存储系统中为每一个逻辑存储资源分配一个缓冲区，使各应用服务器对各自对应的逻辑存储资源的缓冲区进行数据读写；特性分析模块803，用于通过统计对应应用服务器对缓冲区所进行的数据读写，获得对应应用服务器对逻辑存储资源的读写特性；管理模块802，进一步用于将每个缓冲区中的数据转移至对应的逻辑存储资源中。
在图8中，特性分析模块803，进一步用于分析存储系统中的指定逻辑存储资源所对应的应用服务器对该指定逻辑存储资源的读写特性，并判断应用服务器对该指定逻辑存储资源的读写特性是否与所述指定逻辑存储资源的RAID类型相匹配，当不匹配时，根据应用服务器对该指定逻辑存储资源的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息为该指定逻辑存储资源选择一个新的RAID类型，并将所述新的RAID类型发送给管理模块802；管理模块802，进一步用于接收特性分析模块803发送的指定逻辑存储资源的新的RAID类型，将所述指定逻辑存储资源的RAID类型转换为所述选择的新的RAID类型。
在图8中，特性分析模块803，用于在所述指定逻辑存储资源中的RAID降级时分析应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性；或者，用于定时分析应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性。
在图8中，特性分析模块803，用于在所述存储系统中的指定逻辑存储资源中的可用存储空间小于预设值时，分析该指定逻辑存储资源所对应的应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性，并根据该对应应用服务器对指定逻辑存储资源的读写特性以及所述存储模块的不同类型RAID的特性信息判断是否存在能够节省存储空间的RAID类型，是则，将该能够节省存储空间的RAID类型发送给管理模块802；管理模块802，进一步用于接收特性分析模块803发送的指定逻辑存储资源的能够节省存储空间的RAID类型，并将该指定逻辑存储资源的RAID类型转换为所述能够节省存储空间的RAID类型。
综上所述，本发明这种保存不同类型廉价磁盘冗余阵列RAID的特性信息，在存储系统中选择磁盘组成阵列，并在阵列上为不同的应用服务器分别创建逻辑存储资源，对于每个逻辑存储资源，将该逻辑存储资源分配给对应的应用服务器，获取对应应用服务器对该逻辑存储资源的读写特性，根据所获取的读写特性以及所述保存的不同类型RAID的特性信息选择一个RAID类型，并将所选择的RAID类型作为该逻辑存储资源的RAID类型的技术方案使得存储系统中的RAID能够为应用服务器提供较好的性能服务。且后续动态性能调优以及动态空间释放的方案，进一步使得存储系统中的逻辑存储资源上的应用服务器的性能最优化。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。