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龙图腾网恭喜青海师范大学申请的专利一种基于ZNS SSD的RAID4数据布局方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119415018B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411343488.8，技术领域涉及：G06F3/06；该发明授权一种基于ZNS SSD的RAID4数据布局方法是由谢平;朱静;李培轩;张伟杰;卢佳廷设计研发完成，并于2024-09-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于ZNS SSD的RAID4数据布局方法在说明书摘要公布了：本发明涉及计算机存储系统与文件系统数据管理技术领域，提供一种基于ZNSSSD的RAID4数据布局方法，包括：一：初始化系统；二：数据块划分；三：数据块映射；四：判断Zone是否有足够的空间存储当前的数据块；五：顺序写入数据块；六：奇偶校验块计算；七：判断校验块是否存储成功；八：建立区块索引表；九：验证存储的数据是否与计算得到的奇偶校验数据匹配；十：数据写入完成；十一：判断是否检测到需要调整的Zone；十二：判断是否存在高频写入的Zone需要优化；十三：Zone优化；十四：数据监控。本发明能较佳地优化传统RAID4的性能、可靠性和存储效率。

本发明授权一种基于ZNS SSD的RAID4数据布局方法在权利要求书中公布了：1.一种基于ZNSSSD的RAID4数据布局方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：初始化系统；根据存储需求，将SSD划分为多个Zone；第二步：数据块划分；将原始数据按照固定大小划分为多个数据块，每个数据块将被独立处理并写入ZNSSSD的不同Zone中；第三步：数据块映射；将已经划分好的数据块分配到不同的Zone中存储；第四步：判断Zone是否有足够的空间存储当前的数据块；读取当前待写入的数据块的大小，记为Size_block，从Zone元数据中读取目标Zone的剩余容量，记为Capacity_zone_remaining；如果Capacity_zone_remaining＝Size_block：表示Zone有足够的空间存储当前数据块，继续执行映射和写入操作，如果没有足够的空间存储当前的数据块，选择新Zone进行映射，当前Zone无法容纳数据块时，系统选择另一个具有足够可用空间的Zone来存储数据块；重新映射后，返回第四步；第五步：顺序写入数据块；将数据块按顺序写入映射的Zone中；第六步：奇偶校验块计算；初始化一个变量P用于存储奇偶校验块的计算结果，初始值为0，依次从各个Zone中读取数据块，记为D1,D2,D3,...,Dn，确保读取过程中没有发生数据丢失或损坏；根据下式对所有读取的数据块Di进行逐位异或运算：P＝D1⊕D2⊕D3⊕...⊕Dn对于每一位，系统依次将P的当前值与数据块Di的对应位进行异或操作，得到更新后的P；第七步：判断校验块是否存储成功；从存储奇偶校验块的Zone中读取刚刚写入的奇偶校验块，记为Pread，写入指定的奇偶校验Zone中；重新读取所有原始数据块D1,D2,...,Dn，按照奇偶校验计算的标准过程，根据下式重新进行逐位异或运算，计算新的奇偶校验块Pnew：Pnew＝D1⊕D2⊕...⊕Dn，将Pnew与Pread进行逐位比较，如果Pnew＝＝Pread，表示奇偶校验块存储成功，进入第八步，否则，表示奇偶校验块存储失败，需要重新写入，重新写入后返回第六步；第八步：建立区块索引表；系统生成区块索引表，记录每个数据块、奇偶校验块所在的Zone信息；创建一个空的区块索引表，以哈希表或树结构形式实现；为即将写入的每个数据块分配唯一的标识符BlockID，以便在索引表中进行标识，获取当前正在写入的数据块的BlockID及其所属的Zone，获取数据块在Zone内的偏移量，记录为Offset_1，在区块索引表中添加一条记录：ID_1-Zone_A,Offset_1，每次数据块写入完成后，立即更新索引表，记录新的映射关系，定期检查索引表，确保数据块的位置记录没有错误或丢失；第九步：验证存储的数据是否与计算得到的奇偶校验数据匹配；首先，读取所有存储的数据块D1,D2,...,Dn，读取对应的奇偶校验块P，即之前计算并存储的校验数据，然后，按照奇偶校验的计算方法，进行逐位异或运算，重新计算得到新的奇偶校验块Pnew，将Pnew与P逐位比较，如果Pnew＝＝P，表示存储的数据与计算的奇偶校验数据匹配，数据完整无误进入第十步，否则，进行数据恢复，识别出数据不匹配的数据块或奇偶校验块，根据下式尝试使用奇偶校验数据进行数据恢复：Derror＝Pstored⊕D1⊕...⊕Derr-1⊕Derr+1⊕...⊕Dn；第十步：数据写入完成；一致性检查通过后，系统记录本次写入操作的完成状态，并进入数据监控状态；第十一步：判断是否检测到需要调整的Zone；如果检测到需要调整的Zone，系统标记这些Zone并准备执行调整操作，否则，如果所有Zone状态正常，则继续保持当前布局，无需调整；第十二步：判断是否存在高频写入的Zone需要优化；如果确定需要优化，则准备执行相应的优化操作；否则，记录当前状态，继续监控写入频率；第十三步：Zone优化；对于频繁写入的Zone，系统通过调整映射策略、增加冗余或迁移数据方式进行优化；第十四步：数据监控；调整完成后，系统重新进入监控状态，并根据实时情况继续判断是否需要进一步优化。

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