数据备份处理方法、数据存储节点设备及数据存储装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.7

(22)申请日 2009.06.18

(71)申请人 成都市华为赛门铁克科技有限公司

地址 611731 四川省成都市天辰路88号电子科技大学高新科技园

(72)发明人 魏明昌

(74)专利代理机构 北京同立钧成知识产权代理有限公司

代理人 刘芳

(51)

G06F11/14

G06F3/06

(10)申请公布号 CN 101587453 A

(43)申请公布日 2009.11.25

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

数据备份处理方法、数据存储节点

设备及数据存储装置

(57)摘要

本发明实施例提供一种数据备份处

理方法，该处理方法包括：对数据存储节

点中的N个磁盘进行编号，使得所述N个

磁盘根据各自对应的编号组成依次逻辑相

连的环形结构；将原始数据以及所述原始

数据的M个备份数据或将原始数据的M

个分片数据以及所述M个分片数据的校验

片数据，分别存储在所述环形结构中的彼

此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述

M+1个磁盘构成一个磁盘组。本发明实施

例还公开了一种数据备份处理方法及数据

存储节点设备及数据存储装置；本发明实

施例实现了在任意数量的磁盘之间，为用

户提供数据冗余，可以有效的保障用户数

据的安全性，具有很强的灵活性与实用

性。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

专利权的转移IPC(主分

类):G06F11/14专利

号:ZL2登记生效

日:20220907变更事项:专利权人

变更前权利人:华为数字技术(成

2022-09-20

都)有限公司变更后权利人:成都

华为技术有限公司变更事项:地址

变更前权利人:611731 四川省成

都市高新区西部园区清水河片区

变更后权利人:610041 四川省成

都市高新区(西区)西源大道1899

号

法律状态

专利申请权、专利权

的转移

权 利 要 求 说 明 书

1、一种数据备份处理方法，其特征在于，包括：

对数据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘根据各自对应的编号

组成依次逻辑相连的环形结构；

将第一数据以及与所述第一数据相对应的M个数据分别存储在所述环形结构中的

彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述M+1个磁盘构成一个磁盘组，所述N、

M均为正整数，且N≥M+1。

2、根据权利要求1所述的数据备份处理方法，其特征在于，

所述第一数据为原始数据，所述第一数据相对应的M个数据分别为所述原始数据

的备份数据；或

所述第一数据为原始数据的M个分片数据的校验片数据，所述第一数据相对应的

M个数据为所述原始数据的M个分片数据。

3、根据权利要求1或2所述的数据备份处理方法，其特征在于，若所述环形结构

中一个磁盘出现故障，则所述方法还包括：

根据与所述出现故障的磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取所述出现

故障的磁盘中所存储的数据；

将所述获取到的数据备份到与所述出现故障的磁盘所在的磁盘组相邻的磁盘中。

4、根据权利要求1或2所述的数据备份处理方法，其特征在于，若在所述环形结

构中新增加一个磁盘，则所述方法还包括：

根据与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取需要存储在

所述新增加的磁盘中的新增数据；

将与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中、属于所述新增数据的数据剪切到

所述新增加的磁盘中。

5、一种数据备份处理方法，其特征在于，包括：

对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数据存储节点包括主存

储区和备份存储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相邻的数据存储节点的

备份存储区进行逻辑连接，使得所述多个数据存储节点组成依次逻辑相连的环形结

构；

将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备份在所述环形结构中、

与所述数据存储节点编号在后相邻近的至少一个数据存储节点的备份存储区中。

6、根据权利要求5所述的数据备份处理方法，其特征在于，若在所述环形结构中

一个数据存储节点出现故障，则所述方法还包括：

将与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存储节点的备份存储区中

的数据分成至少一份，并分别存储到其它数据存储节点的主存储区中，并对备份有

所述其它数据存储节点主存储区数据的数据存储节点进行同步备份；

将与所述出现故障的数据存储节点的编号在前相邻的数据存储节点的主存储区中的

数据，备份到与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存储节点的备

份存储区中。

7、根据权利要求5或6所述的数据备份处理方法，其特征在于，若在所述环形结

构中新增加一个数据存储节点，则所述方法还包括：

将在所述环形结构中、与所述新增的数据存储节点后向相邻的数据存储节点的备份

存储区中的数据，剪切到所述新增的数据存储节点的备份存储区中；

将所述环形结构中除所述新增的数据存储节点外的其它数据存储节点的主存储区中

的部分数据，剪切到所述新增的数据存储节点的主存储区中，并同步备份到与所述

新增的数据存储节点向后相邻的数据存储节点的备份存储区中。

8、一种数据存储节点设备，其特征在于，包括：

第一处理模块，用于对数据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘

根据各自对应的编号组成依次逻辑相连的环形结构；

第二处理模块，用于将第一数据以及与所述第一数据相对应的M个数据分别存储

在所述环形结构中的彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述M+1个磁盘构成一

个磁盘组，所述N、M均为正整数，且N≥M+1。

9、根据权利要求8所述的数据存储节点设备，其特征在于，还包括：

第三处理模块，用于在所述环形结构中一个磁盘出现故障时，根据与所述出现故障

的磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取所述出现故障的磁盘中所存储

的数据；并将所述获取到的数据备份到与所述出现故障的磁盘所在的磁盘组相邻的

磁盘中。

10、根据权利要求8或9所述的数据存储节点设备，其特征在于，还包括：

第四处理模块，用于在所述环形结构中新增加一个磁盘时，根据与所述新增加的磁

盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取需要存储在所述新增加的磁盘中的

新增数据；并将与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中、属于所述新增数据

的数据剪切到所述新增加的磁盘中。

11、一种数据存储装置，其特征在于，包括：

第五处理模块，用于对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数

据存储节点包括主存储区和备份存储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相

邻的数据存储节点的备份存储区进行逻辑连接，使得所述数个数据存储节点组成依

次逻辑相连的环形结构；

第六处理模块，用于将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备

份在所述环形结构中、与所述数据存储节点编号在后相邻近的至少一个数据存储节

点的备份存储区中。

12、根据权利要求11所述的数据存储装置，其特征在于，还包括：

第七处理模块，用于在所述环形结构中一个数据存储节点出现故障时，将与所述出

现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存储节点的备份存储区中的数据分成

至少一份，并分别存储到其它数据存储节点的主存储区中，并对备份有所述其它数

据存储节点主存储区数据的数据存储节点进行同步备份；并将与所述出现故障的数

据存储节点的编号在前相邻的数据存储节点的主存储区中的数据，备份到与所述出

现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存储节点的备份存储区中。

13、根据权利要求11或12所述的数据存储装置，其特征在于，还包括：

第八处理模块，用于在所述环形结构中新增加一个数据存储节点时，将在所述环形

结构中、与所述新增的数据存储节点后向相邻的数据存储节点的备份存储区中的数

据，剪切到所述新增的数据存储节点的备份存储区中；并将所述环形结构中除所述

新增的数据存储节点外的其它数据存储节点的主存储区中的部分数据，剪切到所述

新增的数据存储节点的主存储区中，并同步备份到与所述新增的数据存储节点向后

相邻的数据存储节点的备份存储区中。

说 明 书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据备份处理方法、数据存储节点设备及

数据存储装置。

背景技术

随着信息技术的发展，信息安全性也越来越重要，用户对于磁盘存储系统的性能要

求也日益提高，为了获得更大容量、更快的速度、以及更高的可靠性和适用性的磁

盘存储系统；现有的解决方案一般采用廉价磁盘冗余阵列

(Redundant Arrays of Inexpensive Disks；以下简称：RAID)技术。

现有的存储系统包含多个存储节点，每个存储节点由若干个磁盘组成的磁盘阵列构

成，根据用户的要求，例如，为了增加存储容量或者为了提供数据冗余来保障用户

数据的安全；可以分为多种RAID类型；现有的RAID技术中，仅有RAID0技术

仅用于增加容量，而不提供数据冗余，任意一个磁盘损坏将会丢失数据；而其他的

一些RAID类型如RAID1，RAID5，RAID6，RAID10等，均提供数据冗余来保障

用户的数据安全。对于提供数据冗余的RAID类型，每一种RAID类型，都对应特

定数量的磁盘，比如RAID1，必须要求相应的磁盘阵列有偶数个磁盘；当需要写

入数据时，系统对存入每一个存储节点中的数据按照该节点中磁盘阵列的RAID类

型，在磁盘阵列中作冗余存储，当磁盘阵列中一个磁盘出现故障，系统会自动的搜

索并确定故障盘上存储的数据，保障数据的安全性，深受广大用户的青睐。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的具有数据

冗余的存储系统中，无论采用哪种类型的RAID技术，都要求相应的磁盘阵列中有

固定数量的磁盘，给用户的使用带来了不便。

发明内容

本发明实施例提供一种数据备份处理方法、数据存储节点设备及数据存储装置，能

够在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据冗余。

本发明实施例提供一种数据备份处理方法，包括：

对数据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘根据各自对应的编号

组成依次逻辑相连的环形结构；

将第一数据以及与所述第一数据相对应的M个数据分别存储在所述环形结构中的

彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述M+1个磁盘构成一个磁盘组，所述N、

M均为正整数，且N≥M+1。

本发明实施例还提供一种数据备份处理方法，包括：

对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数据存储节点包括主存

储区和备份存储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相邻的数据存储节点的

备份存储区进行逻辑连接，使得所述多个数据存储节点组成依次逻辑相连的环形结

构；

将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备份在所述环形结构中、

与所述数据存储节点编号在后相邻近的至少一个数据存储节点的备份存储区中。

本发明实施例提供一种数据存储节点设备，其特征在于，包括：

第一处理模块，用于对数据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘

根据各自对应的编号组成依次逻辑相连的环形结构；

第二处理模块，用于将第一数据以及与所述第一数据相对应的M个数据分别存储

在所述环形结构中的彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述M+1个磁盘构成一

个磁盘组，所述N、M均为正整数，且N≥M+1。

本发明实施例还提供一种数据存储装置，其特征在于，包括：

第五处理模块，用于对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数

据存储节点包括主存储区和备份存储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相

邻的数据存储节点的备份存储区进行逻辑连接，使得所述数个数据存储节点组成依

次逻辑相连的环形结构；

第六处理模块，用于将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备

份在所述环形结构中、与所述数据存储节点编号在后相邻近的至少一个数据存储节

点的备份存储区中。

本发明实施例提供的数据备份处理方法、数据存储节点设备及数据存储装置，能够

解决在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据冗余处理，可以有效的保障用户数据

的安全性，具有很强的灵活性与实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图

作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于

本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获

得其他的附图。

图1为本发明实施例一的数据备份处理方法流程图；

图2为本发明实施例的数据存储节点的第一示例图；

图3为本发明实施例二的数据备份处理方法的部分流程图；

图4为本发明实施例的数据存储节点的第二示例图；

图5为本发明实施例三的数据备份处理方法的部分流程图；

图6为本发明实施例的数据存储节点的第三示例图；

图7为本发明实施例四数据备份处理方法流程图；

图8为本发明实施例的数据存储装置的第四示例图；

图9为本发明实施例五数据备份处理方法的部分流程图；

图10为本发明实施例的数据存储装置的第五示例图；

图11为本发明实施例六的数据备份处理方法的部分流程图；

图12为本发明实施例七的数据存储节点设备结构图；

图13为本发明实施例八的数据存储节点设备结构图；

图14为本发明实施例九的数据存储节点设备结构图；

图15为本发明实施例九的另一种数据存储节点设备结构图；

图16为本发明实施例十的数据存储装置结构图；

图17为本发明实施例十一的数据存储装置结构图；

图18本发明实施例十二的数据存储装置结构图；

图19本发明实施例十二的另一种数据存储装置结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作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。

本发明的实施例一提供一种数据备份处理方法，用以解决在任意数量的磁盘之间，

为用户提供数据冗余，保障存储装置中用户数据的安全性。图1为本发明实施例一

数据备份处理方法流程图；具体包括以下步骤：

步骤100、对数据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘根据各自

对应的编号组成依次逻辑相连的环形结构；

步骤101、将第一数据以及与所述第一数据相对应的M个数据分别存储在所述环

形结构中的彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，其中所述M+1个磁盘构成一个磁盘组，

所述N、M均为正整数，且N≥M+1。

具体地，本实施例的数据备份处理方法主要是针对数据存储节点内的数据备份处理

方法；对数据存储节点中的N个磁盘进行编号，如编号1磁盘、编号2磁盘、编

号3磁盘……编号N磁盘；然后将N个磁盘根据各自对应的编号依次逻辑相连，

即将编号1磁盘与编号2磁盘相连，编号2磁盘再向后与编号3磁盘相连，依次类

推，编号N磁盘与编号1磁盘相连；使得N个磁盘组成依次逻辑相连的环形结构。

本发明实施例的第一数据为原始数据，第一数据相对应的M个数据分别为所述原

始数据的备份数据；第一数据还可以为原始数据的M个分片数据的校验片数据，

此时所述第一数据相对应的M个数据为所述原始数据的M个分片数据，这里所述

的M个分片数据的校验片数据是通过对所述M个分片数据进行异或处理或者错误

检查纠正算法处理而获得。

下面以第一种情况即第一数据为原始数据，第一数据相对应的M个数据分别为所

述原始数据的备份数据为例，详细说明本实施例的技术方案。

将原始数据作M份备份数据，然后将原始数据及所述原始数据的M个备份数据，

分别存储在环形结构中、彼此逻辑相连的M+1个磁盘组成的磁盘组中，也就是要

保证原始数据及所述原始数据的M个备份数据分别存储在环形结构的N个磁盘中

逻辑相连的M+1个磁盘；具体的备份实现方式可以按照顺时针方向或者逆时针方

向备份；也可以包括具体采用的备份方案，比如备份数据存储的磁盘和原始数据存

储磁盘的排布关系。图2为本发明实施例的数据存储节点的第一示例图；如图2所

示，这里以数据存储节点中包含10个磁盘，以将原始数据作2份备份为例详细说

明本发明实施例一的技术方案；首先，对10个磁盘编号，然后按照编号逻辑相连

组成环形结构；然后将原始数据及所述原始数据的2份备份，按照顺时针方向分别

存储在10个磁盘中彼此逻辑相连的3个磁盘所组成的磁盘组；如图2所示，原始

数据C0存储在编号9磁盘上，原始数据C 0的备份数据C1和备份数据C2分别存

储在编号10磁盘和编号1磁盘上，这样编号为9的磁盘、编号为10的磁盘和编号

为1的磁盘组成一个用于存储数据C的磁盘组；原始数据A0存储在编号1磁盘上，

原始数据A0的备份数据A1和备份数据A2分别存储在编号2磁盘和编号3磁盘上，

这样编号为1的磁盘、编号为2的磁盘和编号为3的磁盘也组成的是一个用于存储

数据A的磁盘组，该示例中存储备份数据的磁盘位于存储原始数据的磁盘的后向

磁盘中。实际操作中，在一个磁盘组中，存储备份数据的磁盘可以位于存储原始数

据的磁盘前向或后向或排布于存储原始数据的磁盘的两边，因为备份数据和原始数

据相同，只需要保证存储原始数据以及所述原始数据的M个备份数据分别存储在

逻辑相连的M+1个磁盘组成的磁盘组中即可。

对于第二种情况即当第一数据为原始数据的M个分片数据的校验片数据，第一数

据相对应的M个数据为所述原始数据的M个分片数据，也即第一数据相对应的M

个数据中每一个数据都对应着所述原始数据的M个分片数据中的一个分片数据。

此时，与上述第一数据为原始数据，第一数据相对应的M个数据分别为所述原始

数据的备份数据对应的数据备份处理方法不同的是，这里将原始数据分成M个分

片；将原始数据的M个分片数据的校验片数据作为第一数据，那么第一数据相对

应的M个数据为所述原始数据的M个分片数据；将原始数据的M个分片数据以

及所述M个分片数据的校验片数据，分别存储到在所述数据存储节点内、彼此逻

辑相连的M+1个磁盘所组成的磁盘组中。其他的与上述第一数据为原始数据，第

一数据相对应的M个数据分别为所述原始数据的备份数据对应的数据备份处理方

法相同，不再赘述。

本实施例提供的数据备份处理方法，在环形结构的逻辑相连的磁盘中实现对存储的

数据冗余备份，可以在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据冗余；本实施例的方

法可以将原始数据及其多份备份，分别存储在环形结构中逻辑相连的磁盘中；也可

以将原始数据的多个分片数据及所有分片数据构成的校验片数据分别存储在环形结

构中逻辑相连的磁盘中；因为连续磁盘出故障的几率比较小；所以采用本实施例的

数据备份处理方法有效的减少了存储数据丢失的风险，提高用户数据的安全性。

图3为本发明实施例二的数据备份处理方法的部分流程图；当上述实施例一所述环

形结构中一个磁盘出现故障时，本发明实施例二的数据备份处理方法在上述实施例

一的基础上进一步包括图3所示的步骤，具体如下：

步骤200、根据与所述出现故障的磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获

取所述出现故障的磁盘中所存储的数据；

步骤201、将所述获取到的数据备份到与所述出现故障的磁盘所在的磁盘组相邻的

磁盘中。

对于第一种情况即第一数据为原始数据，第一数据相对应的M个数据分别为所述

原始数据的备份数据时，所述环形结构中一个磁盘出现故障时的数据备份处理方法

如下：

具体为，若环形结构中一个磁盘出现故障，出现故障的磁盘退出环形结构，存储在

出现故障的磁盘里面的数据会丢失，出现故障的磁盘丢失的数据中通常包含有原始

数据和备份数据，当然也可以只有原始数据或者备份数据，根据与出现故障的磁盘

前向相邻近的M+1个磁盘以及其后向相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，能够

确定出现故障的磁盘中所存储的丢失数据；然后将丢失数据中的原始数据对应的备

份数据备份到存储该原始数据的磁盘组相邻近的一个磁盘中，以弥补丢失的原始数

据；这样不用备份更新存储该原始数据的备份数据的磁盘，可以很便利的形成一个

存储该丢失数据中的原始数据及其备份数据的新磁盘组。当然也可以将丢失数据中

的原始数据的备份数据备份到其他任意一个正常运行的磁盘上，此时需要将该原始

数据的M个备份数据，分别剪切至该正常运行磁盘的相邻近的M个磁盘中，保证

存储该原始数据的磁盘与存储该原始数据的备份数据的M个磁盘处在一个彼此逻

辑相连的M+1个磁盘所组成的磁盘组中。本发明实施例中所述的剪切即将原磁盘

上的相应数据去除，并在要存储的新磁盘上做备份，亦即是说将原磁盘上的相应数

据迁移至新磁盘上，并且删除原磁盘上的相应数据；同理，将丢失数据中的备份数

据所对应的原始数据，备份到该备份数据与其原始数据所在的磁盘组相邻近的一个

磁盘中，保证存储该备份数据的磁盘，和分别存储与该备份数据相同的其他M-1

个磁盘，以及存储与该备份数据对应的原始数据的磁盘处在一个彼此逻辑相连的

M+1个磁盘所组成的磁盘组中。

图4为本发明实施例的数据存储节点的第二示例图；该示例图以数据存储节点中包

含10个磁盘，以将原始数据作2份备份为例详细说明本发明实施例二的技术方案；

如图4所示，若当编号1磁盘出现故障的时候，编号1磁盘退出环形结构，编号1

的磁盘里面存储的数据就会丢失，由于原始数据及该原始数据的备份数据存储在一

个逻辑相连的3个磁盘组成的磁盘组中，根据编号1磁盘后面3个磁盘即编号2磁

盘、编号3磁盘、编号4磁盘所存储的数据，由于编号2磁盘、编号3磁盘存储有

A0的备份数据A1和A2，而编号4磁盘里面没有存储原始数据A0，可以确定编号

1磁盘里面存储有原始数据A0，将丢失数据中的原始数据A0的备份数据备份到编

号10磁盘或者编号4磁盘中(图4以备份到编号4磁盘为例)，作为原始数据A0，

这样可以很方便的将存储原始数据A0的磁盘和存储原始数据A0的备份数据的磁

盘重新组成一个新的磁盘组(即编号2磁盘、编号3磁盘和编号4磁盘组成的新磁

盘组)；当然也可以将丢失数据中的原始数据A0的备份数据A1或者A2备份至任

意一个正常运行的磁盘上，比如备份到编号7磁盘上，此时就需要将原始数据的

A0的2个备份数据剪切至编号7磁盘相邻的2个磁盘上(即剪切至编号8磁盘和编

号9磁盘，或者剪切至编号5磁盘和编号6磁盘，或者剪切至编号6磁盘和编号8

磁盘)，保证存储原始数据的磁盘及存储原始数据的2个备份数据的磁盘在一个由

3个逻辑相连的磁盘组成的磁盘组中。同理根据编号1磁盘前面3个磁盘即编号8

磁盘、编号9磁盘、编号10磁盘所存储的数据，由于编号8磁盘里面没有存储原

始数据C0或者原始数据C0的备份数据，可以确定编号1磁盘里面存储有原始数

据C0的一个备份数据，将丢失数据中的备份数据对应的原始数据C0备份至编号8

磁盘或者编号2磁盘上(图4以备份到编号8磁盘为例)，这样保证存储该原始数据

的磁盘C0及存储原始数据C0的备份数据仍在一个逻辑相连的3个磁盘组成的磁

盘组中。

对于第二种情况即当第一数据为原始数据的M个分片数据的校验片数据，第一数

据相对应的M个数据为所述原始数据的M个分片数据时，所述环形结构中一个磁

盘出现故障时的数据备份处理方法如下：

具体地，若环形结构中一个磁盘出现故障，出现故障的磁盘退出环形结构，存储在

出现故障的磁盘里面的原始数据的分片数据的其中之一或者M个分片数据的校验

片数据会丢失，根据与出现故障的磁盘前向相邻近的M+1个磁盘以及其后向相邻

近的M+1个磁盘中所存储的数据，能够获取出现故障的磁盘中所存储的丢失数据；

具体分为以下两种情况：当丢失数据是M个分片数据其中一个，将其它M-1个分

片数据与校验片数据一起通过反异或处理或者错误检查纠正算法逆处理来获取丢失

数据；当丢失数据是校验片数据的时候，通过对M个分片数据进行异或处理或者

错误检查纠正算法处理获得校验片数据。

然后将获取到的数据备份到该原始数据所在的磁盘组相邻近的一个磁盘中，这样丢

失的那个分片数据所存储的磁盘可以很便利与所述原始数据的其他M-1个分片数

据所存储的磁盘组成为一个新的磁盘组；当然也可以将丢失的那个分片数据备份到

其他任意一个正常运行的磁盘上，此时需要将该原始数据的其他M-1分片数据以

及M个分片数据的校验片数据分别剪切至所述丢失数据备份到的正常运行磁盘的

相近邻的M个磁盘中；但是必须保证原始数据的M个分片数据分别存储的磁盘与

该M和分片数据的校验数据存储的磁盘处在一个彼此逻辑相连的M+1个磁盘所组

成的磁盘组中。

本实施例提供的数据备份处理方法，可以在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据

冗余；而且当所述环形结构中一个磁盘出现故障的时候，可以确定出现故障的磁盘

上存储的数据，并将丢失的数据重新备份至其他磁盘上，采用本实施例的方法存储

数据，当有一个磁盘出现故障的时候，不用立即更换磁盘，仍能保证存储系统有效

的运行，提高了用户数据的安全性，有效的减少了存储数据丢失的风险；且具有很

强的实用性。

图5为本发明实施例三的数据备份处理方法的部分流程图；当在实施例一所述的环

形结构中增加一个磁盘的时候，本发明实施例三的数据备份处理方法在上述本发明

实施例一或者本发明实施例二的基础上进一步包括图5所示的步骤，具体如下：

步骤300、根据与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取

需要存储在所述新增加的磁盘中的新增数据；

步骤301、将与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中、属于所述新增数据的

数据剪切到所述新增加的磁盘中。

对于第一种情况即第一数据为原始数据，第一数据相对应的M个数据分别为所述

原始数据的备份数据时，向所述环形结构中增加一个磁盘的时的数据备份处理方法

如下：

具体地，当在环形结构中增加一个磁盘的时候，根据与新增加的磁盘相邻近的

M+1的磁盘中所存储的数据，确定需要存储在新增加的磁盘中的新增数据；这里

考虑到一个磁盘组是由逻辑相连的M+1个磁盘的构成；新增加一个磁盘的时候可

能会断开某一个磁盘组，所以充分考虑新增加磁盘的前M+1个邻近磁盘以及后

M+1个邻近磁盘所存储的数据，才能确定需要存储在新增加磁盘中的新增数据；

然后将所述的新增数据剪切至新增加的磁盘中；以保证存储原始数据的磁盘和分别

存储该原始数据的备份数据的M个磁盘处在一个由逻辑相连的M+1个磁盘组成的

磁盘组中。

图6为本发明实施例的数据存储节点的第三示例图；该示例图以图4所示的示例图

为基础，此时出现故障的编号1磁盘退出环形结构，然后向存储节点内的环形结构

中增加一个磁盘，这里以在编号3磁盘和编号4磁盘之间增加一个编号11的磁盘，

这时新增加的磁盘断开了存储原始数据A0的编号4磁盘与存储原始数据A0的备

份数据的编号2磁盘和编号3磁盘组成的逻辑相连的磁盘组；根据新添加磁盘(即

编号11磁盘)的前向3个邻近磁盘(即编号10磁盘、编号2磁盘和编号3磁盘)，和

新添磁盘(即编号11磁盘)的后向3邻近个磁盘(即编号4磁盘、编号5磁盘和编号

6磁盘)，可以确定需要将编号4磁盘上存储的原始数据A 0作为新增数据剪切至新

增加的编号11的磁盘上，若此时编号5磁盘上存储有原始数据B0，编号4磁盘和

编号3磁盘上分别存储有原始数据B0的备份数据B1和备份数据B2，当在编号3

磁盘和编号4磁盘之间增加编号11磁盘，还破坏了存储原始数据B0的编号5磁盘，

与存储原始数据B0的备份数据B1和备份数据B2的编号4磁盘和编号3磁盘组成

的逻辑相连的磁盘组，同样根据添加的编号11磁盘的前向三个邻近磁盘及后向三

个邻近磁盘，可以确定还需要将编号3磁盘上存储的原始数据B0的备份数据B2

剪切至增加的编号11磁盘上，以保证存储原始数据的磁盘和分别存储该原始数据

的备份数据的M个磁盘处在一个由逻辑相连的M+1个磁盘组成的磁盘组中。

对于第二种情况即当第一数据为原始数据的M个分片数据的校验片数据，第一数

据相对应的M个数据为所述原始数据的M个分片数据时，向所述环形结构中增加

一个磁盘的时的数据备份处理方法如下：

具体地，向环形结构增加一个磁盘后，可能断开存储有M个分片数据及存储由该

M分片数据获得得校验片数据的逻辑相连的M+1个磁盘组，此时，根据与新增加

磁盘相邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取需要存储在新增加的磁盘中的新

增数据；考虑到重组磁盘组的便利性问题，新增数据优先考虑存储在新增磁盘断开

的磁盘组中两端的磁盘中存储的数据(可能是M个分片数据的其中一个分片数据也

可能是校验片数据)，然后将获取的新增数据剪切到新增加的磁盘中；当然也可以

采用其他方式，通过多次迁移数据来实现；总之使得所述环形结构中彼此逻辑相连

的M+1个磁盘中分别存储有所述原始数据的M个分片数据以及所述检验片数据即

可。

本实施例提供的数据备份处理方法，可以在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据

冗余；而且可以向所述环形结构中增加一个磁盘，具有很强的灵活性与实用性。

采用实施例二和实施例三的数据备份处理方法，可以根据用户的需求灵活改变存储

节点中所需要的磁盘数量，使得存储节点具有很强伸缩性。本发明实施例四提供一

种数据备份处理方法，用于将数据存储装置中多个数据存储节点进行冗余备份，提

高存储数据的安全性。图7为本发明实施例四数据备份处理方法流程图；具体包括

以下步骤：

步骤400、对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数据存储节

点包括主存储区和备份存储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相邻的数据

存储节点的备份存储区进行逻辑连接，使得所述多个数据存储节点组成依次逻辑相

连的环形结构；

步骤401、将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备份在所述

环形结构中、与所述数据存储节点编号相邻的至少一个数据存储节点的备份存储区

中。

具体地，对数据存储装置中的至少一个数据存储节点进行编号，如数据存储节点1、

数据存储节点2、数据存储节点3……；每一数据存储节点包含主存储区和备份存

储区，然后将每一个数据存储节点的主存储区与后向相邻数据存储节点的备份存储

区相连，对应的最后一个数据存储节点的主存储区与数据存储节点1的备份存储区

相连，构成一个由数个数据存储节点构成的依次逻辑相连的环形结构。将任一所述

的数据存储节点的主存储区所存储的数据，备份至它后向的至少一个数据存储节点

的备份存储区中；即保证存储在数据存储节点的主存储区的每一个数据，最少有一

份存储在该数据存储节点的后向相邻的一个数据存储节点的备份存储区中的备份数

据；也有可能在该数据存储节点的后向相邻的两个或多个数据存储节点的备份存储

区中分别存储有该数据的备份数据。

需要说明的是：对于本实施的所涉及的数据存储节点，在每一个数据存储节点内采

用上述实施例一至实施例三所述的数据备份处理方法，参考实施例一至实施例三，

在此不再赘述。

图8为本发明实施例的数据存储装置的第四示例图；该示例图以数据存储装置包含

8个存储节点为例详细说明本发明实施例四的技术方案；如图8所示，8个存储节

点的相邻存储节点的主存储区和备份存储区依次逻辑相连构成环形结构；对于每一

个存储节点中的主存储区可能包含一个或多个存储数据，比如存储节点1中包含有

存储数据X和存储数据Y，按照预定的环形结构的备份路径，若用户需要将存储

数据X备份1份，而需要将存储数据Y备份3份，那么存储数据X的备份数据存

储在环形结构中存储节点1的邻近的下一个存储节点(即存储节点2)的备份存储区

中；而存储数据Y的3份备份数据分别存储在环形结构中存储节点1的邻近的后

三个存储节点(即存储节点2，3、4)的备份存储区中。

本实施例提供的一种数据备份处理方法，通过数据存储装置中多个数据存储节点形

成的环形结构的备份路径对数据进行冗余备份，有效地保障了数据的安全性，能够

减小数据丢失的风险。

图9为本发明实施例五数据备份处理方法的部分流程图；在实施例四所述的环形结

构中，若一个存储节点出现故障，本发明实施例五的数据备份处理方法在上述本发

明实施例四的基础上进一步包括图9所示的步骤，具体如下：

步骤500、将与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存储节点的备

份存储区中的数据分成至少一份，并分别存储到其它数据存储节点的主存储区中，

并对备份有所述其它数据存储节点主存储区数据的数据存储节点进行同步备份；

步骤501、将与所述出现故障的数据存储节点的编号在前相邻的数据存储节点的主

存储区中的数据，备份到与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数据存

储节点的备份存储区中。

具体地，图10为本发明实施例的数据存储装置的第五示例图；该示例图是在图9

所示的本发明实施例的数据存储装置的第四示例图的基础上，存储节点1出现故障，

因为位于存储节点1后向最邻近的存储节点2中存储有存储节点1的全部备份数据，

此时根据容量均衡性，将存储节点2中备份数据分成至少一份，分别存储到其他存

储节点中的主存储区，保证了出现故障的存储节点1的主存储区中的存储数据的安

全性。然后对备份有所述其它数据存储节点主存储区数据的数据存储节点进行同步

备份。上述的将存储节点2中备份数据分成的份数，根据存储装置中所包含的存储

节点中的数目以及系统的容量均衡性具体确定需要分成的份数。因为出现故障的存

储节点1退出环形结构，最后需要将与出现故障的数据存储节点1的编号在前相邻

的数据存储节点8的主存储区中的数据，备份到与出现故障的数据存储节点的编号

在后相邻的数据存储节点的备份存储区中，重新形成环形结构。

本实施提供的一种数据备份处理方法，当一个存储节点出现故障，能够确定丢失的

数据，并重新备份，减少了数据丢失的风险，确保存储数据的安全性。

图11为本发明实施例六的数据备份处理方法的部分流程图；对实施例四中所述环

形结构中增加一个存储节点时，本发明实施例六的数据备份处理方法在上述本发明

实施例四或者本发明实施例五的基础上进一步包括图11所示的步骤，具体如下：

步骤600、将在所述环形结构中、与所述新增的数据存储节点后向相邻的数据存储

节点的备份存储区中的数据，剪切到所述新增的数据存储节点的备份存储区中；

步骤601、将所述环形结构中除所述新增的数据存储节点外的其它数据存储节点的

主存储区中的部分数据，剪切到所述新增的数据存储节点的主存储区中，并同步备

份到与所述新增的数据存储节点向后相邻的数据存储节点的备份存储区中。

具体地，新增数据存储节点以后，将与新增的数据存储节点向后相邻的数据存储节

点的备份存储区中的数据，剪切到新增的数据存储节点的备份存储区中；保证了新

增数据存储节点与前向的存储节点的备份关系；然后再根据系统容量均衡性，将所

述环形结构中除新增数据存储节点外的其它数据存储节点的主存储区中的部分数据，

剪切至新增的数据存储节点的主存储区中，然后将新增的数据存储节点的主存储区

的所有数据备至新增的数据存储节点后向相邻的数据存储节点的备份存储区中，保

证了新增数据存储节点与后向的存储节点的备份关系，重新形成环形结构。因为将

除新增数据存储节点外的其它数据存储节点的主存储区中的部分数据剪切至新增数

据存储节点，同时还须要对除新增数据存储节点外的其它数据存储节点的存储数据

进行相应的同步备份。

本实施例提供的一种数据备份处理方法，当某个存储节点出现故障退出环形结构，

可以再向环形结构增加一个存储节点，具有很强的灵活性。

采用上述本发明实施例五和本发明实施例六的技术方案，在确保存储节点中用户数

据安全性的基础上，还可以增强存储装置中存储节点的伸缩灵活性，更大程度的满

足用户的需求。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程

序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该

程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、

RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图12为本发明实施例七的数据存储节点设备结构图，如图12所示，该数据存储节

点设备包括第一处理模块11和第二处理模块12，其中第一处理模块11用于对数

据存储节点内的N个磁盘进行编号，使得所述N个磁盘根据各自对应的编号组成

依次逻辑相连的环形结构；第二处理模块12用于将第一数据以及与所述第一数据

相对应的M个数据分别存储在所述环形结构中的彼此逻辑相连的M+1个磁盘中，

其中所述M+1个磁盘构成一个磁盘组，所述N、M均为正整数，且N≥M+1。第一

处理模块11用于形成环形结构，第二处理模块12用于完成数据的备份；所述第一

数据为原始数据，对于所述第一数据可以分为两种情况，第一种情况：所述第一数

据相对应的M个数据分别为所述原始数据的备份数据；第二种情况：第一数据为

原始数据的M个分片数据的校验片数据，那么对应的所述第一数据相对应的M个

数据为所述原始数据的M个分片数据。

对于第一数据为第一种情况的时候，该数据存储节点设备的采用本发明实施例一中

相对应的第一数据为第一种情况的数据备份处理方法，对于第一数据为第二种情况

的时候，该数据存储节点设备采用本发明实施例一中相对应的第一数据为第二种情

况的数据备份处理方法实现数据存储；在此不再赘述。

本实施例提供的一种数据存储节点设备，在环形结构的逻辑相连的磁盘中实现对存

储的数据冗余备份，可以在任意数量的磁盘之间，为用户提供数据冗余，保障存储

装置中用户数据的安全性；本实施的数据存储节点设备可以对原始数据做多份备份，

有效的减少了存储数据丢失的风险，提高用户数据的安全性。

图13为本发明实施例八的数据存储节点设备结构图，如图13所示，本实施例的数

据存储节点设备在本发明实施例七的基础上还包括第三处理模块13，第三处理模

块13用于在所述环形结构中一个磁盘出现故障时，根据与所述出现故障的磁盘相

邻近的M+1个磁盘中所存储的数据，获取所述出现故障的磁盘中所存储的数据；

并将所述获取到的数据备份到与所述出现故障的磁盘所在的磁盘组相邻的磁盘中。

本实施例的数据存储节点设备也分别存在着第一数据为第一种情况和第二种情况两

种不同情形，分别采用本发明实施例二中第一数据为第一种情况和第二种情况两种

情形的数据备份处理方法实现数据存储，在此不再赘述。

本实施例提供的一种数据存储节点设备，可以在任意数量的磁盘之间，为用户提供

数据冗余；而且当所述环形结构中一个磁盘出现故障的时候，可以确定出现故障的

磁盘上存储的数据，并重新备份至其他磁盘上，采用本实施例的数据存储节点设备，

当有一个磁盘出现故障的时候，不用立即更换磁盘，仍能保证存储系统有效的运行，

提高了用户数据的安全性，有效的减少了存储数据丢失的风险；且具有很强的实用

性。

图14为本发明实施例九的数据存储节点设备结构图，如图14所示，本实施例的数

据存储节点设备在本发明实施例七的基础上还包括第四处理模块14，第四处理模

块14用于在所述环形结构中新增加一个磁盘时，根据与所述新增加的磁盘相邻近

的M+1个磁盘中所存储的数据，获取需要存储在所述新增加的磁盘中的新增数据；

并将与所述新增加的磁盘相邻近的M+1个磁盘中、属于所述新增数据的数据剪切

到所述新增加的磁盘中。需要说明的是也可以在本发明实施例八的基础上添加第四

处理模块14，此时对应的数据存储节点设备结构图如图15所示；本实施例的数据

存储节点设备也分别存在着第一数据为第一种情况和第二种情况两种不同情形，分

别采用本发明实施例三中第一数据为第一种情况和第二种情况两种情形的数据备份

处理方法实现数据存储，在此不再赘述。

本实施例提供的数据存储节点设备，可以灵活的向环形结构增加一个磁盘，解决了

现有技术的存储节点中对磁盘数量定量要求的问题，具有很强的灵活性与实用性。

而且实施例八和实施例九的数据存储节点设备还可以根据用户的需求灵活改变存储

节点设备中所需要的磁盘数量，使得存储节点具有很强伸缩性。

图16为本发明实施例十的数据存储装置结构图；如图16所示，该数据存储装置包

括第五处理模块21和第六处理模块22，其中第五处理模块21用于对数据存储装

置中的至少一个数据存储节点进行编号，所述数据存储节点包括主存储区和备份存

储区，将数据存储节点的主存储区与编号在后相邻的数据存储节点的备份存储区进

行逻辑连接，使得所述数个数据存储节点组成依次逻辑相连的环形结构；第六处理

模块22用于将任一所述数据存储节点的主存储区中所存储的数据，分别备份在所

述环形结构中、与所述数据存储节点编号在后相邻近的至少一个数据存储节点的备

份存储区中。第五处理模块21用于形成环形结构，第六处理模块22用于完成数据

的备份。

本实施例的数据存储装置的数据存储节点采用实施例七到实施例九任一数据存储节

点设备，具体地参考实施例七到实施例九，在此不再赘述。

本实施例的数据存储装置采用本发明实施例四的数据备份处理方法的实现数据存储，

在此不再赘述。

本实施例提供的一种数据存储装置，通过数据存储装置中多个数据存储节点形成的

环形结构的备份路径对数据进行冗余备份，有效地保障了数据的安全性，能够减小

数据丢失的风险。

图17为本发明实施例十一的数据存储装置结构图；如图17所示，本实施例的数据

存储装置在本发明实施例十的基础上还包括第七处理模块23，第七处理模块23用

于在一个磁盘出现故障时，将与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数

据存储节点的备份存储区中的数据分成至少一份，并分别存储到其它数据存储节点

的主存储区中，并对备份有所述其它数据存储节点主存储区数据的数据存储节点进

行同步备份；并将与所述出现故障的数据存储节点的编号在前相邻的数据存储节点

的主存储区中的数据，备份到与所述出现故障的数据存储节点的编号在后相邻的数

据存储节点的备份存储区中。本实施例的数据存储装置采用本发明实施例五的数据

备份处理方法的实现数据存储，在此不再赘述。本实施例提供的一种数据存储装置，

当一个存储节点出现故障，能够确定丢失的数据，并重新备份，减少了数据丢失的

风险，确保存储数据的安全性。

图18本发明实施例十二的数据存储装置结构图；如图18示，本实施例的数据存储

装置在本发明实施例十的基础上还包括第八处理模块24，第八处理模块24用于在

所述环形结构中新增加一个数据存储节点时，将在所述环形结构中、与所述新增的

数据存储节点后向相邻的数据存储节点的备份存储区中的数据，剪切到所述新增的

数据存储节点的备份存储区中；并将所述环形结构中除所述新增的数据存储节点外

的其它数据存储节点的主存储区中的部分数据，剪切到所述新增的数据存储节点的

主存储区中，并同步备份到与所述新增的数据存储节点向后相邻的数据存储节点的

备份存储区中。需要说明的是也可以在本发明实施例十一的基础上添加第八处理模

块24，此时对应的数据存储装置结构图如图19示；本实施例的数据存储装置采用

本发明实施例六的数据备份处理方法实现数据存储，在此不再赘述。

本实施例提供的一种数据存储装置，当某个存储节点出现故障退出环形结构，可以

再向环形结构增加一个存储节点，具有很强的灵活性与实用性。

而且实施例十一和实施例十二的数据存储装置，在确保存储节点中用户数据安全性

的基础上，还可以增强存储装置中存储节点的伸缩灵活性，更大程度的满足用户的

需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管

参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其

依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进

行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施

例技术方案的精神和范围。