建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法
2023-04-27 01:48:01
專利名稱:建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法
技術領域：
本發明涉及一種獨立磁碟多重數組(RAID)的映像儲存設備，特別是一種映像儲存設備數據保護的方法。
背景技術：
獨立磁碟多重數組(RAID)的目的在於將相同的數據儲存在多個磁碟驅動器中不同的地方，並且改善儲存子系統的效能，其中，映像儲存設備(例如RAID 1)使用至少兩個相同的磁碟驅動器並且在兩者中儲存完全相同的數據區塊，此為RAID中錯誤容忍度最慢的類型，因為同時必須將數據複製到兩個磁碟驅動器中，然而，此為提供高可靠度最簡單的方法。
目前在儲存領域大多使用數據保護的方法是雙控制器配合映像儲存設備的方式，請參考圖1所示，這種方式是通過映像儲存設備被一個控制器1所控制，如果該控制器1發生問題無法使用(如電源損壞，機器當機)等情況的時候，映像儲存設備則交給另一個控制器2控制，請參考第2圖所示，映像儲存設備會變為停止狀態無法工作，這時候，使用者數據無法複製到這個映像儲存設備上，處理的方式是重新啟動該機器，或者將使用者正在向該映像儲存設備複製的數據存放在一個緩存器10中，待另一個控制器2完全控制了映像儲存設備之後，再將緩存器10中的使用者數據複製到映像儲存設備上。
發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，以針對使用者在使用儲存設備時，達到數據保護的目的，大大提高了系統的可靠性和安全性，沒有了中間的緩衝減少了內存的消耗。
為了實現上述目的，本發明提供了一種建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特點在於，該方法包括下列步驟分配每一控制器只控制相對應的唯一儲存設備；將多個該儲存設備建立一映像儲存設備；該映像儲存設備將該映像儲存設備的狀態信息反饋至每一該控制器上；當有任一異常控制器發生時，確定至少一個控制器正常運作，則持續接收使用者的數據，並記錄至該映像儲存設備中；重新啟動該異常控制器，並獲取該映像儲存設備的狀態信息；及根據該狀態信息找到數據最完整的該儲存設備，將該異常控制器所控制相對應的唯一儲存設備進行同步更新並添加到該映像儲存設備。
上述建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特點在於，該映像儲存設備選自最小的該儲存設備。
上述建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特點在於，該映像儲存設備的所有的信息記錄在每一該控制器的一配置文件中。
本發明所提的方法具有以下優點1、沒有轉換控制器的過程，大大提高了系統的可靠性和安全性，系統不會在控制器轉換失敗的時候而癱瘓。
2、不使用緩存器，提高了系統的性能和使用者數據的安全性，即使在單個控制器發生損毀的時候，使用者的數據依舊可以向這個映像儲存設備進行複製，沒有了中間的緩衝減少了內存的消耗。
3、使得整體系統維護起來比較方便，當控制器發生問題的時候，不需要在確認使用者數據從緩存器複製完畢，就可以針對出現問題的控制器進行維修。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為現有雙控制器配合映像儲存設備的示意圖；圖2為現有雙控制器配合映像儲存設備的控制器的轉換過程示意圖；圖3A為本發明的控制器各別獨立控制儲存設備配合映像儲存設備的示意圖；圖3B為本發明的控制器失效的示意圖；圖4為本發明的方法流程圖；圖5為本發明建立映像儲存設備的流程圖；圖6為本發明的同步儲存設備數據更新的流程 圖7A～7C為本發明的實施例示意圖；圖8為本發明的實施例的控制器寫入數據的流程圖；及圖9為本發明的實施例的控制器恢復數據的流程圖。
其中，附圖標記10 緩存器步驟401 分配每一控制器只控制相對應的唯一儲存設備步驟402 將多個該儲存設備建立一映像儲存設備步驟403 該映像儲存設備將該映像儲存設備的狀態信息反饋至每一該控制器上步驟404 當有任一異常控制器發生時，確定至少一個控制器正常運作，則持續接收使用者的數據，並記錄至該映像儲存設備中步驟405 重新啟動該異常控制器，並獲取該映像儲存設備的狀態信息步驟406 根據該狀態信息找到數據最完整的該儲存設備，將該異常控制器所控制相對應的唯一儲存設備進行同步更新並添加到該映像儲存設備步驟501 獲取每一個控制器上儲存設備的大小步驟502 找出最小的儲存設備步驟503 以最小的儲存設備建立出鏡像儲存設備步驟504 建立是否成功步驟505 使用者數據佔用映像儲存設備的信息會立即映像給每一個控制器步驟506 報告失敗和原因步驟601 控制器1獲取映像儲存設備的狀態信息步驟602 檢查該控制器1數據是否完整步驟603 根據該狀態信息找到數據最完整的儲存設備進行同步操作步驟604 將控制器1所控制的儲存設備1的數據進行補充完整步驟605 將儲存設備1添加到映像儲存設備步驟801 查看控制器的狀態步驟802 獲取網絡層傳輸的數據步驟803 將數據寫入每一個狀態正常控制器的儲存設備步驟804 判斷數據寫入是否成功步驟805 在寫入數據的結尾做標示，證明該數據寫入完畢步驟806 報告失敗和原因步驟901 查看控制器的狀態步驟902 通過配置文件找到沒有損壞的控制器步驟903 通過該控制器上儲存設備上的標示數據找到當前控制器上沒有的數據位置步驟904 將目前控制器儲存設備沒有的數據寫入步驟905 判斷數據寫入是否成功步驟906 在寫入數據的結尾做標示，證明該數據寫入完畢步驟907 報告失敗和原因具體實施方式
請參考圖3A，每一個控制器只控制自己的儲存設備(控制器1控制儲存設備1、控制器2控制儲存設備2、控制器3控制儲存設備3…)，將每一個控制器的儲存設備建立一個整體的映像儲存設備，這個映像儲存設備將映像儲存設備的狀態信息反饋至每一控制器上，並被所有的控制器所知曉，當單一個控制器無法使用的時候，不影響使用者對映像設備的讀寫，這樣的控制器可以有多個，而所有的儲存設備生成一個映像儲存設備。
每個控制器都控制自己儲存設備，並且知道整體映像設備的信息，這樣使用者數據可以向這個映像設備進行複製。
請參考圖3B所示，如果一個控制器(以控制器1為例)發生異常情況導致該儲存設備無法使用，根據上述建立映像儲存設備的原理，儲存設備將不會受到影響，使用者數據仍舊複製到正常的儲存設備上，儲存設備的大小也不會受到影響，因為在建立映像儲存設備的時候就統一了儲存設備的大小，可以說對使用者來說什麼都沒有改變。
因此，本發明提出一種建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，以針對使用者在使用儲存設備時，達到數據保護的目的，請參考圖4所示，該方法包括下列步驟步驟401，分配每一控制器只控制相對應的唯一儲存設備；步驟402，再將多個該儲存設備建立一映像儲存設備；步驟403，該映像儲存設備將該映像儲存設備的狀態信息反饋至每一該控制器上；步驟404，當有任一異常控制器發生時，確定至少一個控制器正常運作，則持續接收使用者的數據，並記錄至該映像儲存設備中；步驟405，重新啟動該異常控制器，並獲取該映像儲存設備的狀態信息；步驟406，根據該狀態信息找到數據最完整的該儲存設備，將該異常控制器所控制相對應的唯一儲存設備進行同步更新並添加到該映像儲存設備。
請參考圖5所示，為建立映像儲存設備的流程，根據映像儲存設備的原理，使用者數據被寫到每一個儲存設備上，每一個儲存設備上的數據信息都是一樣的，步驟501，通過獲取每一個控制器上儲存設備的大小，步驟502，找出最小的儲存設備，總體建立出來映像儲存設備的大小將為最小儲存設備的大小，步驟503，以最小的儲存設備建立出鏡像儲存設備，大於該儲存設備的儲存空間將不會被使用，這樣保證了每一個儲存設備上的使用者數據的一致性，步驟504，接著判斷建立是否成功，如果是，每個控制器都得到目前映像儲存設備的信息，這個信息在每一個控制器上都是相同的，其中映像儲存設備的所有的信息記錄在每一控制器的配置文件中，步驟505，使用者數據佔用映像儲存設備的信息會立即地映像給每一個控制器，不會出現不同控制器之間對於映像儲存設備信息不同的情況，步驟506，如果沒有成功建立映像儲存設備，則報告失敗和原因。
請參考圖6所示，為同步儲存設備數據更新的流程，當損壞的控制器1被修復之後，需要做到是將控制器1啟動，步驟601，當控制器1獲取映像儲存設備的狀態信息後，步驟602，檢查該控制器1數據是否完整，如果不完整，步驟603，根據該狀態信息找到數據最完整的儲存設備進行同步操作，步驟604，將控制器1所控制的儲存設備1的數據進行補充完整，步驟605，然後再將儲存設備1添加到映像儲存設備中，這樣系統可以恢復到原來的狀態，作為使用者來說不會有任何的影響。
這樣的處理方式可以延伸到多個控制器的問題發生，只要存在一個正常的控制器，系統就可以正常地工作，出現問題的控制器修復完畢之後可以隨時添加到映像儲存設備中，通過同步操作達到各個控制器所控制的儲存設備的數據相同，對於維護系統十分方便，對使用者的數據保護也更加安全。
本發明提出一實施例，說明建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，請參考圖7A～7C所示，在一個雙控制器的系統中，有兩個主機板，兩個磁碟設備，每個主機板控制一個磁碟設備，兩個主機板之間依靠網卡來通訊，對外也是依靠網卡傳輸數據。每一個主機板都有自己的配置文件，該配置文件記錄建立出來的映像設備所有的信息。將所有的磁碟設備建立成一個映像儲存設備，映像儲存設備的信息被寫入到配置文件中，使用者數據可以通過網卡寫到該映像儲存設備上。
如果一個主機板發生了問題無法正常地工作，它所管理的磁碟設備也會出現問題，這個時候映像儲存設備變為降階狀態，正常主機板的配置文件會發生變化，記錄下另一個主機板損壞的情況，映像儲存設備仍舊可以正常地使用，使用者的數據被記錄在那個沒有問題的磁碟設備上，對使用者來說什麼都沒有發生。
當該主機板恢復正常工作之後，再次啟動該主機板，該主機板會檢查自己和另一個正常主板的配置文件，然後對映像儲存設備做一次同步的操作使得兩塊磁碟上的數據相同，然後修改兩個配置文件，將修改的數據將進行更新。在此過程中，由於映像儲存設備處於同步的過程仍舊可以同步進行數據傳輸，對使用者來說沒有變化。
如果使用其它的儲存設備建立數據更新的邏輯也是相同的，不同在於儲存設備的同步過程，因為映像儲存設備自身有比較完備的同步機制。如果使用的其它的儲存設備不依靠映像儲存設備來實現映像機制，在數據寫入時候和控制器恢復之後的同步過程需要依靠自身數據更新的邏輯來執行，這些操作都是在後端進行，對使用者的讀寫沒有影響。請參考圖8所示，表示控制器寫入數據的過程，步驟801，首先查看控制器的狀態，步驟802，獲取網絡層傳輸的數據，步驟803，接著將數據寫入每一個狀態正常控制器的儲存設備，步驟804，判斷數據寫入是否成功，如果成功，步驟805，則在寫入數據的結尾做標示，證明該數據寫入完畢，步驟806，否則報告失敗和原因。
請參考圖9所示，表示控制器恢復數據的過程，步驟901，查看控制器的狀態，步驟902，通過配置文件找到沒有損壞的控制器，步驟903，通過該控制器上儲存設備上的標示數據找到當前控制器上沒有的數據位置，這樣可以保證數據的正確性，步驟904，再將目前控制器儲存設備沒有的數據寫入，步驟905，接著判斷數據寫入是否成功，如果成功，在寫入數據的結尾做標示，步驟906，證明該數據寫入完畢，步驟907，否則報告失敗和原因。配置文件的標示數據區塊的數據結構包括儲存設備Id、建立時間、寫入數據的大小、所屬控制器的Id以及其它信息等。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求
的保護範圍。
權利要求
1.一種建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特徵在於，該方法包括下列步驟分配每一控制器只控制相對應的唯一儲存設備；將多個該儲存設備建立一映像儲存設備；該映像儲存設備將該映像儲存設備的狀態信息反饋至每一該控制器上；當有任一異常控制器發生時，確定至少一個控制器正常運作，則持續接收使用者的數據，並記錄至該映像儲存設備中；重新啟動該異常控制器，並獲取該映像儲存設備的狀態信息；及根據該狀態信息找到數據最完整的該儲存設備，將該異常控制器所控制相對應的唯一儲存設備進行同步更新並添加到該映像儲存設備。
2.根據權利要求
1所述的建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特徵在於，該映像儲存設備選自最小的該儲存設備。
3.根據權利要求
1所述的建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，其特徵在於，該映像儲存設備的所有的信息記錄在每一該控制器的一配置文件中。
專利摘要
本發明涉及一種建立映像儲存設備與同步儲存設備數據更新的方法，包括以下步驟分配每一控制器只控制相對應的唯一儲存設備；將多個該儲存設備建立映像儲存設備；映像儲存設備將映像儲存設備的狀態信息反饋至每一控制器上；當有任一異常控制器發生時，確定至少一個控制器正常運作，則持續接收使用者的數據，並記錄至映像儲存設備中；重新啟動異常控制器，並獲取映像儲存設備的狀態信息；及根據狀態信息找到數據最完整的儲存設備，將異常控制器所控制相對應的唯一儲存設備進行同步更新並添加到映像儲存設備。本發明大大提高了系統的可靠性和安全性，沒有了中間的緩衝減少了內存的消耗。
文檔編號G06F3/06GK1991769SQ200510023057
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日
發明者王建飛, 陳玄同, 劉文涵 申請人:英業達股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan