磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法、及磁盤陣列系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法、及磁盤陣列系統(tǒng)，其中，該方法包括：第一控制器和第二控制器向系統(tǒng)緩存區(qū)域發(fā)送各自的信息；系統(tǒng)緩存區(qū)域?qū)碜缘谝豢刂破鞯男畔⒑蛠碜缘诙刂破鞯男畔⑦M行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行第一控制器與第二控制器的信息同步。通過在雙控制器的背板上設(shè)置系統(tǒng)緩存區(qū)域，并通過該系統(tǒng)緩存區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雙控制器的信息對比和更新，避免了由于相關(guān)技術(shù)中雙控制器結(jié)構(gòu)中兩個控制器同步需要經(jīng)過查詢、答復(fù)等復(fù)雜的消息交互過程導(dǎo)致ＣＰＵ占用率高、系統(tǒng)性能差的問題，本發(fā)明專利技術(shù)只需要直接上傳信息，并在有必要時才進行控制器信息更新，能夠節(jié)省系統(tǒng)資源，減少控制器ＣＰＵ占用率，并且提高整個系統(tǒng)的性能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及，并且特別地，涉及一種磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法、及磁盤陣列系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在目前所使用的存儲產(chǎn)品中，通常會采用磁盤陣列。磁盤陣列能夠?qū)⑷舾纱疟P驅(qū) 動器按照一定要求組成一個整體，整個磁盤陣列通?？梢杂煽刂破鞴芾怼? 控制器是磁盤陣列的核心模塊，也是介于主機和磁盤之間的控制單元。通常，控制 器上配置有專門為輸入/輸出(1即ut/0utput，簡稱為I/O)進行優(yōu)化的處理器以及一定數(shù) 量的高速緩沖存儲器(可稱為cache)。控制器上的中央處理單元(Central Processing Unit，簡稱為CPU)和cache可以共同實現(xiàn)對來自主機系統(tǒng)的I/O請求的操作、以及實現(xiàn)對 磁盤陣列的獨立磁盤冗余陣列(Redundant Array oflnd印endent disks,簡稱為RAID)管 理。 具體地，在實際處理過程中，可以由控制器接受并處理來自主機的I/O請求，并且 可以將磁盤陣列上的cache則作為I/O緩沖池，從而達到有效提高磁盤陣列的讀寫響應(yīng)速 度、以及改善磁盤陣列的性能的目的。 通常，磁盤陣列可以通過一個控制器連接主機及磁盤，并且在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^ 程中，需要在磁盤陣列的容錯功能下達到數(shù)據(jù)的完整性。但是，磁盤陣列控制器同樣會發(fā)生 故障，此時就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。 針對這種數(shù)據(jù)丟失的問題，目前已經(jīng)提出了雙控制器的架構(gòu)。與單控制器存儲系 統(tǒng)不同，雙控系統(tǒng)的區(qū)別在于并行系統(tǒng)具有多個CPU，各個處理機具有共享內(nèi)存或私有局 部內(nèi)存、或兩者兼?zhèn)?；每個處理機均具有本地高速緩存，并且各個處理機之間可以通過共享 總線或交換網(wǎng)絡(luò)進行通訊。不論兩個控制器配置為活躍-活躍(active-active)還是活 躍-備用(active-standby)，這種雙控制器的結(jié)構(gòu)都能為用戶提供高可用特性，而且能夠 支持熱插拔功能，從而有助于實現(xiàn)簡單的無單點故障，為用戶提供的7天*24小時的不間斷 業(yè)務(wù)。 圖1為相關(guān)技術(shù)中雙控制器通道連接的示意圖。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，控制器A 和控制器B與背板相連接，并且控制器A和控制器B均經(jīng)由磁盤側(cè)的千兆位接口轉(zhuǎn)換器接 口 (Giga Bitratelnterface Converter,簡稱為GBIC)接口連接至光纖通道磁盤環(huán)(如圖 l所示的光纖通道磁盤環(huán)1、光纖通道磁盤環(huán)2、光纖通道磁盤環(huán)3、和光纖通道磁盤環(huán)4)，再 連接至磁盤通道接口 ；此外，控制器A通過控制器A光纖通道主機環(huán)1和控制器A光纖通道 主機環(huán)2連接至主機側(cè)的不同GBIC接口 ，且這些GBIC接口進一步連接至主機通道接口 ；此 外，控制器B通過控制器B光纖通道主機環(huán)1和控制器B光纖通道主機環(huán)2連接至主機側(cè) 的不同GBIC接口 ，且這些GBIC接口進一步連接至主機通道接口 。 圖2是相關(guān)技術(shù)中存儲標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的雙控制器模式的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2所示的 結(jié)構(gòu)中，包括兩個控制器(即，控制器A和控制器B)、兩個控制器的電源、風(fēng)扇、以及16塊硬盤，并且，兩個控制器通過背板上的SAS通道進行交互，以達到雙控制器間的信息和狀態(tài)同 步，每個控制器還包括各自的閃存器(flash)和非易失性隨機接入存儲器(Non-volatile Random Access Memory,簡稱為NVRAM)。 為了保證雙控制器磁盤陣列系統(tǒng)的正常運行，其中一個關(guān)鍵點是兩個控制器之間 的信息同步，即，兩個控制器間需要進行狀態(tài)和配置信息的交互。 通常，為了實現(xiàn)雙控制器間的冗余和磁盤陣列系統(tǒng)的高可用性，在一個控制器 (稱為控制器A)出現(xiàn)故障時，需要另一個控制器(稱為控制器B)能夠及時得到控制器A的 故障狀態(tài)信息，并接管在控制器A上運行的程序和后臺任務(wù)等。此后，在控制器A被一個新 的控制器替換后，系統(tǒng)會進行兩個控制器間的信息同步過程，此時控制器B會將接管的程 序和后臺任務(wù)返回給控制器A，系統(tǒng)恢復(fù)正常狀態(tài)。 具體地，當(dāng)兩個控制器處于active-standby模式時，兩者互為冗余，任何一個控 制器發(fā)生故障時，另一個控制器都仍然正常工作。當(dāng)兩個控制器處于active-active模式 時，兩個控制器都有各自的任務(wù)需要處理，如果其中一個控制器故障時，另一個控制器仍然 可以正常工作，且在獲悉對方控制器故障時可以接管原來由對方控制器運行的程序和后臺 操作，在對方控制器被新控制器替換且恢復(fù)正常兩個控制器同步后，將接管的任務(wù)歸還給 對方控制器。 在當(dāng)前存儲標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的雙控制器模式中，兩個控制器的同步是依靠控制器A和 B互相查詢對方的信息和狀態(tài)以更改自身的信息和狀態(tài)來實現(xiàn)的，且該過程可以通過背 板上的串行連接小型計算機系統(tǒng)接口 (Serial Attached SCSI (Small Computer System Interface,小型計算機系統(tǒng)接口 )，簡稱為SAS)通道來實現(xiàn)。雙控制器分別按照系統(tǒng)設(shè)置 的時間間隔通過SAS通道訪問對方控制器，以獲取對方控制器的最新信息，獲取的信息可 以包括控制器的配置信息與控制器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)獲取的信息可以隨時更新本控制器的 信息，進而達到雙控制器之間的信息同步。 基于圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)，在進行信息同步時，一個控制器，例如，控制器A，能 夠以固定時間間隔向另一個控制器B發(fā)起信息查詢請求，以獲取對方控制器的當(dāng)前狀態(tài)信 息和配置信息，控制器B在收到查詢請求后將所需信息發(fā)送到發(fā)起請求的控制器A，該控制 器A在接收到信息后與本控制器當(dāng)前信息進行對比，如果發(fā)現(xiàn)不一致且對方控制器信息更 新時間晚于本控制器，則立即更新本控制器，類似地，控制器B也可以向控制器A發(fā)送查詢請求，獲取控制器A的信息，并確定是否在本地進行更新，從而達到兩個控制器間的信息同止 少。 可以看出，在上述處理過程中，兩個控制器的交互和同步都需要經(jīng)過查詢、回復(fù)、 更新三個過程，這樣就會出現(xiàn)頻繁發(fā)送和接收信息的現(xiàn)象，導(dǎo)致控制器CPU的使用率比較 高，從而增大了系統(tǒng)負(fù)載。 針對目前雙控制器信息同步過程中由于控制器之間信息交互過程復(fù)雜導(dǎo)致控制 器CPU使用率高、系統(tǒng)負(fù)載大的問題，尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
考慮到相關(guān)技術(shù)中雙控制器信息同步過程中由于控制器之間信息交互過程復(fù)雜 導(dǎo)致控制器CPU使用率高、系統(tǒng)負(fù)載大的問題而做出本專利技術(shù)，為此，本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法、及磁盤陣列系統(tǒng)。 根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法，該方 法用于實現(xiàn)雙控制器中的第一控制器和第二控制器的信息同步，其中，在該雙控制器的背 板設(shè)置有系統(tǒng)緩存區(qū)域。 根據(jù)本專利技術(shù)的磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法包括第一控制器和第二控制 器向系統(tǒng)緩存區(qū)域發(fā)送各自的信息；系統(tǒng)緩存區(qū)域?qū)碜缘谝豢刂破鞯男畔⒑蛠碜缘诙?制器的信息進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行第一控制器與第二控制器的信息同步。 其中，第一控制器和第二控制器向系統(tǒng)緩存區(qū)域發(fā)送各自的信息的方式可以包 括以各自的預(yù)定時間間隔發(fā)送各自的信息。 此外，系統(tǒng)緩存區(qū)域?qū)碜缘谝豢刂破鞯男畔⒑蛠碜缘诙刂破鞯男畔⑦M行比較 的處理具體可以包括系統(tǒng)緩存區(qū)域判斷來自第一控制器的信息和來自第二控制器的信息 是否相同；在判斷結(jié)果為否的情況下，系統(tǒng)緩存區(qū)域根據(jù)來自第一控制器的信息中攜帶的 更新時間與來本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種磁盤陣列中雙控制器信息的同步方法，用于實現(xiàn)所述雙控制器中的第一控制器和第二控制器的信息同步，其特征在于，所述雙控制器的背板設(shè)置有系統(tǒng)緩存區(qū)域，所述方法包括：所述第一控制器和所述第二控制器向所述系統(tǒng)緩存區(qū)域發(fā)送各自的信息；所述系統(tǒng)緩存區(qū)域?qū)碜运龅谝豢刂破鞯男畔⒑蛠碜运龅诙刂破鞯男畔⑦M行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行所述第一控制器與所述第二控制器的信息同步。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉婷，
申請(專利權(quán))人：中興通訊股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：94[中國|深圳]