一种基于磁盘分组实现容量均衡的方法及装置与流程

技术特征：
1.一种基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1.根据磁盘水位的高低将磁盘划分为若干磁盘分组，每个磁盘分组对应一个磁盘水位阈值范围；s2.分布式系统接收存储请求后，按照磁盘水位阈值范围由低到高的顺序选择磁盘分组中磁盘进行存储，并确保选定的磁盘处于可用状态，直至完成存储请求的任务；s3.完成存储请求的任务后，再次计算各磁盘水位高低，并重新划分磁盘分组。2.如权利要求1所述的基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，步骤s1具体步骤如下：s11.根据待分组数量设定对应数量的磁盘水位阈值范围；s12.获取各磁盘当前的水位，并根据各磁盘水位阈值范围标记各磁盘的水位状态；s13.将相同水位状态的磁盘id放入同一个容器数据结构中。3.如权利要求2所述的基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，步骤s2具体步骤如下：s21.分布式系统接收到客户端的io请求时，存储控制器确定所需磁盘数量、已有磁盘分组数量以及各磁盘分组的水位阈值范围；s22.将各磁盘分组的水位阈值范围按照由低到高的顺序排列，对应磁盘分组的水位状态依次由低到高；s23.判断水位状态最低的磁盘分组是否满足所需磁盘数量；若是，从水位状态最低的磁盘分组中选择所需磁盘数量的磁盘进行存储操作；若否，从高一级水位状态的磁盘分组中继续选择磁盘，直至满足所需磁盘数量，完成客户端的io请求。4.如权利要求3所述的基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，步骤s23具体步骤如下：s231.定位水位状态最低的磁盘分组；s232.判断定位磁盘分组是否为空；若是，进入步骤s237；若否，进入步骤s233；s233.在定位磁盘分组的磁盘id范围内随机选择一个磁盘id，迭代器指向下一个磁盘id；s234.判断选定磁盘id对应的磁盘是否可用；若是，将该选定磁盘id对应磁盘作为存储磁盘，进入步骤s235；若否，将该选定磁盘id对应磁盘从定位磁盘分组中删除，进入步骤s236；s235.判断存储磁盘数量是否达到所需磁盘数量；若是，根据客户端的io请求在存储磁盘进行写入和删除数据操作，进入步骤s3；若否，进入步骤s236；s236.判断定位磁盘分组内磁盘id是否均已定位完毕；若是，进入步骤s237；若否，在定位磁盘分组内选定下一个磁盘id，返回步骤s234；s237.判断定位磁盘分组是否为水位状态最高的磁盘分组；
若是，判定存储空间不足，报错返回，结束；若否，定位高一级水位状态的磁盘分组，返回步骤s232。5.如权利要求4所述的基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，还包括如下步骤：s4.存储控制器判断是否有磁盘由不可用状态恢复到可用状态；若是，获取该可用状态恢复的磁盘的水位，与磁盘水位阈值范围比较后，加入磁盘分组，返回步骤s2；若否，返回步骤s2。6.如权利要求4所述的基于磁盘分组实现容量均衡的方法，其特征在于，步骤s3具体步骤如下：s31.完成客户端io请求后，存储控制器更新完成写入或删除数据操作的各存储磁盘当前的水位；s32.判断是否存在故障的存储磁盘；若是，进入步骤s35；若否，进入步骤s33；s33.根据各磁盘水位阈值范围重新标记各存储磁盘的水位状态；s34.将相同水位状态的磁盘id放入同一个容器数据结构中，重新对存储磁盘进行分组，结束；s35.将故障的存储磁盘标记为不可用状态，并从对应磁盘分组中删除。7.一种基于磁盘分组实现容量均衡的装置，其特征在于，包括：磁盘分组模块(1)，用于根据磁盘水位的高低将磁盘划分为若干磁盘分组，每个磁盘分组对应一个磁盘水位阈值范围；分组存储模块(2)，用于分布式系统接收存储请求后，按照磁盘水位阈值范围由低到高的顺序选择磁盘分组中磁盘进行存储，并确保选定的磁盘处于可用状态，直至完成存储请求的任务；重新分组模块(3)，用于完成存储请求的任务后，再次计算各磁盘水位高低，并重新划分磁盘分组。8.如权利要求7所述的基于磁盘分组实现容量均衡的装置，其特征在于，磁盘分组模块(1)包括：水位阈值设定单元(1.1)，用于根据待分组数量设定对应数量的磁盘水位阈值范围；水位状态标记单元(1.2)，用于获取各磁盘当前的水位，并根据各磁盘水位阈值范围标记各磁盘的水位状态；磁盘分组单元(1.3)，用于将相同水位状态的磁盘id放入同一个容器数据结构中。9.如权利要求8所述的基于磁盘分组实现容量均衡的装置，其特征在于，分组存储模块(2)包括：存储状况获取单元(2.1)，用于分布式系统接收到客户端的io请求时，存储控制器确定所需磁盘数量、已有磁盘分组数量以及各磁盘分组的水位阈值范围；磁盘分组排列单元(2.2)，用于将各磁盘分组的水位阈值范围按照由低到高的顺序排列，对应磁盘分组的水位状态依次由低到高；
低水位分组磁盘数量判断单元(2.3)，用于判断水位状态最低的磁盘分组是否满足所需磁盘数量；存储操作单元(2.4)，用于当水位状态最低的磁盘分组满足所需磁盘数量，从水位状态最低的磁盘分组中选择所需磁盘数量的磁盘进行写入或删除数据操作；磁盘继续选择单元(2.5)，用于当水位状态最低的磁盘分组部满足所需磁盘数量，从高一级水位状态的磁盘分组中继续选择磁盘，直至满足所需磁盘数量，完成客户端的io请求。10.如权利要求9所述的基于磁盘分组实现容量均衡的装置，其特征在于，重新分组模块(3)包括：存储磁盘水位更新单元(3.1)，用于完成客户端io请求后，存储控制器更新完成写入或删除数据操作的各存储磁盘当前的水位；存储磁盘故障判断单元(3.2)，用于判断是否存在故障的存储磁盘；存储磁盘水位状态标记单元(3.3)，用于存在故障的存储磁盘时，根据各磁盘水位阈值范围重新标记各存储磁盘的水位状态；存储磁盘重新分组单元(3.4)，用于将相同水位状态的磁盘id放入同一个容器数据结构中，重新对存储磁盘进行分组，结束；存储磁盘删除单元(3.5)，用于存储磁盘故障时，将故障的存储磁盘标记为不可用状态，并从对应磁盘分组中删除。

技术总结
本发明提供一种基于磁盘分组实现容量均衡的方法及装置，所述方法步骤如下：根据磁盘水位的高低将磁盘划分为若干磁盘分组，每个磁盘分组对应一个磁盘水位阈值范围；分布式系统接收存储请求后，按照磁盘水位阈值范围由低到高的顺序选择磁盘分组中磁盘进行存储，并确保选定的磁盘处于可用状态，直至完成存储请求的任务；完成存储请求的任务后，再次计算各磁盘水位高低，并重新划分磁盘分组。本发明通过对磁盘水位分组，并对分组设置优先级，从而在业务使用场景中，使用优先级高的低水位磁盘分组内磁盘进行存储，可以均衡磁盘的使用量，合理利用存储空间，进而提高系统可用性和性能，保证集群中磁盘的水位差异在允许范围内，实现容量均衡。量均衡。量均衡。


技术研发人员：赵培文 孟祥瑞
受保护的技术使用者：济南浪潮数据技术有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/12/13