JBOD级联系统、存储资源分配方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及计算机系统领域，尤其涉及一种JBOD级联系统、存储资源分配方法及装置。

背景技术

随着科技的高速发展，数据正在以几何级数量爆炸式增长。目前的JBOD系统是专门用于存储数据的系统，将大量的物理硬盘使用SAS扩展器互联，并通过SAS线缆接入主机的HBA卡进行数据访问。

JBOD系统的数据存储量是一个渐增的过程，一般不存在机器一上架，数据就已经存满的情况。例如，一个60块硬盘的JBOD系统，有可能一年才使用其中的30块硬盘，而硬盘在这一年之内价格就可能降低了很多，针对这种情况，有些JBOD系统通过按需增扩硬盘的方法来节省成本，最初只安装少量硬盘，以后根据需求再安装新的硬盘。

现有技术的JBOD级联系统，包括SAS通道卡和与SAS通道卡相连的SAS扩展卡集，利用Zoning分区技术，SAS扩展卡集中的每个SAS扩展卡的上联口和连接的硬盘均为同一个分区，下联口为与上联口和连接的硬盘不同的分区。利用Zoning分区技术，SAS扩展卡集中的每个SAS扩展卡的上联口和连接的硬盘均为同一个分区，下联口为与上联口和连接的硬盘不同的分区，使得SAS扩展卡仅能由上联口接收SAS通道卡的验证信息并返回答复信息，SAS通道卡通过判断是否接收到答复信息，从而判断SAS扩展卡是否接线错误。但是，现有技术的硬盘不是按需分区对关联口进行绑定，无法将硬盘得到均衡利用，浪费资源。

发明内容

鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种JBOD级联系统、存储资源分配方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种JBOD级联系统，包括：

多个硬盘背板、多个SAS互联芯片模块、多个机头；

每个硬盘背板上包含有多个硬盘，用于为所述JBOD级联系统提供存储资源；

所述多个SAS互联芯片模块中包含有一个与所述多个机头和其他SAS互联芯片模块连接的第一SAS互联芯片模块；

所述每个硬盘背板上的每个硬盘通过一个PHY物理接口与所述其他SAS互联芯片模块中的一个SAS互联芯片模块连接。

在一个可能的实施方式中，所述系统还包括：

多个硬盘组，其中，硬盘分组基于所述PHY物理接口的group属性进行划分；

与每个硬盘组连接的机头可以访问所述硬盘组中的全部硬盘。

在一个可能的实施方式中，所述系统还包括：

所述多个硬盘组中包含有至少一个备用硬盘组，用于基于所述多个机头的存储资源需求，提供存储资源。

第二方面，本发明实施例提供一种存储资源分配方法，包括：

监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；

基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；

若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；

将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：

基于多个机头的存储资源需求信息，动态修改与所述多个机头连接的硬盘组中的硬盘对应的PHY物理接口的group属性；

基于修改后的group属性，将硬盘进行重新分组。

在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：

将所述备用硬盘组的硬件设备进行下电处理。

第三方面，本发明实施例提供一种存储资源分配装置，包括：

监测模块，用于监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；

判断模块，用于基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；

筛选模块，用于若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；

分配模块，用于将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的存储资源分配程序，以实现上述第二方面中所述的存储资源分配方法。

第五方面，本发明实施例提供一种存储介质，包括：所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述第二方面中所述的存储资源分配方法。

本发明实施例提供的JBOD级联系统，包括：多个硬盘背板、多个SAS互联芯片模块、多个机头；每个硬盘背板上包含有多个硬盘，用于为所述JBOD级联系统提供存储资源；所述多个SAS互联芯片模块中包含有一个与所述多个机头和其他SAS互联芯片模块连接的第一SAS互联芯片模块；所述每个硬盘背板上的每个硬盘通过一个PHY物理接口与所述其他SAS互联芯片模块中的一个SAS互联芯片模块连接，相比于现有技术的JBOD级联系统中硬盘不是按需分区对关联口进行绑定，无法将硬盘得到均衡利用，浪费资源的问题，由本系统通过多机头共用一个JBOD级联系统能够减少资源闲置，实现硬盘按需分区均衡利用。

本发明实施例提供的存储资源分配方法，通过监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性，由本方法，通过多机头共用一个JBOD级联系统，根据需求动态为每个机头分配硬盘，能够减少资源闲置，实现硬盘按需分区均衡利用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种JBOD级联系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种硬盘分组结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种存储资源分配结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种存储资源分配方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种存储资源分配装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明实施例提供的一种JBOD级联系统的结构示意图，如图1所示，该JBOD级联系统包括：多个硬盘背板、多个SAS互联芯片模块、多个机头，图中以2个银盘背板、3个SAS互联芯片模块、2个机头作为示例，其中，每个硬盘背板上包含有多个硬盘，用于为JBOD级联系统提供存储资源；多个SAS互联芯片模块中的第一SAS互联芯片模块将2个机头和SAS互联芯片模块1和SAS互联芯片模块2连接，可以通过HBA卡连接；图中方框内的数字是指使用的PHY物理接口的数目，每个硬盘背板上的每个硬盘通过一个PHY物理接口与SAS互联芯片模块1或者SAS互联芯片模块2连接，这种连接方式，能够保证全部机头访问到全部硬盘中的任意一块。

进一步的，如图2所示，为本发明实施例提供的一种硬盘分组结构示意图。采用zoning分区技术对硬盘进行分组，图中圆框内的数字是指使用的PHY物理接口的zonegroup设置。圆框8表示属于zone group 8，圆框9表示属于zone group 9，圆框IZ表示在Expander扩展器的边界，在SAS互联芯片模块1和SAS互联芯片模块2中的zone group是可以根据需求动态修改的，通过修改硬盘所在物理接口PHY的group属性，可以将硬盘分配到不同的组中。与zone group 8连接的机头可以访问该硬盘组中的全部硬盘，与zone group 9连接的机头可以访问该硬盘组中的全部硬盘。图中的终端设备(End Device)一般是指硬盘。

可选的，多个硬盘组中包含有至少一个备用硬盘组，用于基于多个机头的存储资源需求，提供存储资源。如图3为本发明实施例提供的一种存储资源分配结构示意图，zonegroup 8的硬盘供机头1使用，zone group 9的硬盘供机头2使用。备用硬盘组的硬盘，两个机头均无法访问，备用硬盘组的硬件设备默认进行下电处理，以节省能耗。当机头1的存储空间需要增加时，可以将备用硬盘组中的硬盘Disk4所在的物理接口PHY的group属性进行修改，修改为zone group 8，修改完毕后，机头1就能够访问硬盘Disk4。

本发明实施例提供的JBOD级联系统，包括：多个硬盘背板、多个SAS互联芯片模块、多个机头；每个硬盘背板上包含有多个硬盘，用于为所述JBOD级联系统提供存储资源；所述多个SAS互联芯片模块中包含有一个与所述多个机头和其他SAS互联芯片模块连接的第一SAS互联芯片模块；所述每个硬盘背板上的每个硬盘通过一个PHY物理接口与所述其他SAS互联芯片模块中的一个SAS互联芯片模块连接，相比于现有技术的JBOD级联系统中硬盘不是按需分区对关联口进行绑定，无法将硬盘得到均衡利用，浪费资源的问题，由本系统通过多机头共用一个JBOD级联系统能够减少资源闲置，实现硬盘按需分区均衡利用。

图4为本发明实施例提供的一种存储资源分配方法的流程示意图，如图4所示，该方法具体包括：

S41、监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息。

本发明实施例中，可以实时监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息，其中，该存储资源剩余信息可以是硬盘的存储空间剩余情况。

S42、基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘。

S43、若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘。

本发明实施例中，可以预设一个存储资源剩余阈值，例如当前硬盘组的剩余存储空间20％，当监测到某个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息小于存储资源剩余阈值时，确定需要为硬盘组分配硬盘，以增加存储空间。

进一步的，可以根据存储资源的历史使用情况确定需要增加的硬盘数量，例如，历史使用硬盘峰值为50块，当前硬盘数量为30块，则可以直接在备用硬盘组中筛选20块硬盘划分到当前硬盘组中。

又如，可以预先训练一个资源使用预测模型，预测未来可能接收到的数据量，根据预测的数据量确定需要使用的硬盘数量，进而划分对应数量的硬盘。

需要说明的事，备用硬盘组的硬件设备默认进行下电处理，以节省能耗。

S44、将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

本发明实施例中，在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘后，将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

如图3所示，当机头1的存储空间需要增加1块硬盘时，可以将备用硬盘组中的硬盘Disk4所在的物理接口PHY的group属性进行修改，修改为zone group 8，修改完毕后，机头1就能够访问硬盘Disk4。

可选的，若已经分配的硬盘组中有较多的闲置硬盘，可以基于多个机头的存储资源需求信息，动态修改与多个机头连接的硬盘组中的硬盘对应的PHY物理接口的group属性，将硬盘组中闲置的硬盘进行重新分组。此方法可以先将已经分配到硬盘组的硬盘进行最大化使用，不动用备用硬盘组的硬盘，提高存储资源使用率。

本发明实施例提供的存储资源分配方法，通过监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性，由本方法，通过多机头共用一个JBOD级联系统，根据需求动态为每个机头分配硬盘，能够减少资源闲置，实现硬盘按需分区均衡利用。

图5为本发明实施例提供的一种存储资源分配装置的结构示意图，具体包括：

监测模块501，用于监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；

判断模块502，用于基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；

筛选模块503，用于若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；

分配模块504，用于将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

在一个可能的实施方式中，所述分配模块504，具体用于基于多个机头的存储资源需求信息，动态修改与所述多个机头连接的硬盘组中的硬盘对应的PHY物理接口的group属性；基于修改后的group属性，将硬盘进行重新分组。

本实施例提供的存储资源分配装置可以是如图5中所示的存储资源分配装置，可执行如图4中存储资源分配方法的所有步骤，进而实现图4所示存储资源分配方法的技术效果，具体请参照图4相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。

图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，图6所示的电子设备600包括：至少一个处理器601、存储器602、至少一个网络接口604和其他用户接口603。电子设备600中的各个组件通过总线系统605耦合在一起。可理解，总线系统605用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统605除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统605。

其中，用户接口603可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。

可以理解，本发明实施例中的存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器602旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在一些实施方式中，存储器602存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统6021和应用程序6022。

其中，操作系统6021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序6022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序6022中。

在本发明实施例中，通过调用存储器602存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序6022中存储的程序或指令，处理器601用于执行各方法实施例所提供的方法步骤，例如包括：

监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

在一个可能的实施方式中，基于多个机头的存储资源需求信息，动态修改与所述多个机头连接的硬盘组中的硬盘对应的PHY物理接口的group属性；基于修改后的group属性，将硬盘进行重新分组。

在一个可能的实施方式中，将所述备用硬盘组的硬件设备进行下电处理。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSPDevice，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

本实施例提供的电子设备可以是如图6中所示的电子设备，可执行如图4中存储资源分配方法的所有步骤，进而实现图4所示存储资源分配方法的技术效果，具体请参照图4相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。

本发明实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述在电子设备侧执行的存储资源分配方法。

所述处理器用于执行存储器中存储的存储资源分配程序，以实现以下在电子设备侧执行的存储资源分配方法的步骤：

监测多个机头连接的硬盘组的存储资源剩余信息；基于所述存储资源剩余信息，判断是否需要为所述硬盘组分配硬盘；若需要，则在备用硬盘组中筛选目标数量的硬盘；将筛选的硬盘所连接的PHY物理接口的group属性修改为需要分配硬盘的硬盘组的group属性。

在一个可能的实施方式中，基于多个机头的存储资源需求信息，动态修改与所述多个机头连接的硬盘组中的硬盘对应的PHY物理接口的group属性；基于修改后的group属性，将硬盘进行重新分组。

在一个可能的实施方式中，将所述备用硬盘组的硬件设备进行下电处理。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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。