[發明專利]一種對實體儲存設備進行數據讀寫的系統及方法

有效

• 申請號: 200710163158.0
• 申請日: 2007-10-10
• 公開（公告）號: CN101408834A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 莊欽平;杜萱;陳玄同;劉文涵
• 申請（專利權）人: 英業達股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/08
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁 揮;張燕華

技術領域

本發明涉及一種對實體儲存設備進行數據讀寫的系統及方法，尤其涉及一種由在共享儲存環境下的多個控制器對實體儲存設備直接進行數據讀、寫操作的系統及方法。

背景技術

目前，為了提高系統的可用性和并行處理能力，通常采用多個控制器共享實際的實體儲存設備的方式，客戶端通過控制器對實體儲存設備進行數據讀寫的過程通常有兩種實現方式：

其一，如圖1所示，對于實體儲存設備60，在任一時刻有且只有一個控制器可以對實體儲存設備60進行數據讀寫操作，例如：控制器20通過邏輯儲存設備40來對實體儲存設備60進行讀寫操作時，對實體儲存設備60而言，最終的數據讀寫總是通過控制器20來進行，有些系統中在客戶端10看來可以通過控制器30對另一控制器20的實體儲存設備60進行數據讀寫操作，其實現的機制是控制器30與控制器20之間由內網連接，當通過控制器30讀寫控制器20上的實體儲存設備60時，所有的數據傳輸110在內網中進行，而最終的實際讀寫操作還是在邏輯儲存設備40所屬的控制器20上完成。

其二，如圖2所示，采用的是一種類似于負載均衡集群的架構，控制器20與控制器30分別具有一相應的邏輯儲存設備40及邏輯儲存設備50，當客戶端10欲對實體儲存設備60進行數據讀寫操作時需要由控制器20與控制器30前端的一個均衡器70來決定通過哪一個控制器來執行數據傳輸110及讀寫操作，但在任一指定時刻只能通過一個控制器上的邏輯儲存設備對實體儲存設備60進行數據的讀寫操作。

上述現有技術的兩種做法雖然可行，但仍然存有一定的缺陷，對于第一種方式而言，實現這一功能的代價是當數據流量較大時內網上將可能會有巨大的壓力，如果系統的維護對內網依賴性很大(例如控制器20與控制器30之間通過內網傳輸心跳信號決定對方的狀態)，將可能導致出現讀寫操作異常；對于第二種方式，很顯然，需要一個專門負責均衡負載及調度控制器工作的前端均衡器70，這在硬件和軟件上都帶來額外的開銷。

發明內容

為了解決上述現有技術中的問題與缺陷，本發明的目的在于提供一種對實體儲存設備進行數據讀寫的系統及方法，由在共享儲存環境下的多個控制器以實現客戶端從遠程對實體儲存設備直接進行數據讀、寫操作。

本發明所提供的一種對實體儲存設備進行數據讀寫的系統，包含：數個控制器及一實體儲存設備，其中：各控制器，分別具有一個邏輯儲存設備，各控制器之間通過內網連接(Interlink)進行管理數據及待寫入實體儲存設備的數據的快取數據(Cache?Data)的傳輸，并且各控制器通過外部網絡與一客戶端相連，客戶端在一指定時刻可從遠程通過上述各控制器中一指定的控制器對實體儲存設備進行數據讀取或寫入操作；以及實體儲存設備，與各控制器的邏輯儲存設備相連接，并通過邏輯儲存設備從上述實體儲存設備中讀取數據或向實體儲存設備中寫入數據。

其中上述管理數據包含：執行讀、寫操作的指定控制器向其它控制器發出的讀、寫操作類型信息，和所要讀、寫的數據塊信息，以及其它控制器向其指定控制器所反饋的其它控制器中是否存在所要讀取的數據塊的快取數據的信息。

其中當其它控制器或指定控制器中存在指定控制器所要讀取的數據塊的快取數據時，則指定控制器讀取其它控制器或指定控制器中的數據塊的快取數據及實體儲存設備中已存在的數據塊的數據，并傳送給客戶端；當其它控制器或指定控制器中存在指定控制器所要寫入的數據塊的快取數據時，則清除其它控制器或指定控制器中的數據塊的快取數據，并由指定控制器向上述實體儲存設備中寫入上述數據塊的新數據。

本發明所提供的一種對實體儲存設備進行數據讀寫的方法，包含以下步驟：

客戶端于一指定時刻從數個控制器中指定一個控制器作為執行數據讀、寫操作的控制器；指定控制器在執行數據讀、寫操作前，向其它控制器發送包含讀、寫操作類型信息與所要讀、寫的數據塊信息的管理數據；其它控制器接收到上述管理數據后，如果其它控制器中存在所要讀取的數據塊的快取數據，則向指定控制器反饋其它控制器中存在所要讀取的數據塊的快取數據的信息；當其它控制器或指定控制器中存在指定控制器所要讀取的數據塊的快取數據時，則指定控制器讀取其它控制器或指定控制器中的數據塊的快取數據及實體儲存設備中已存在的數據塊的數據，并傳送給客戶端；以及當上述其它控制器或指定控制器中存在指定控制器所要寫入的數據塊的快取數據時，則清除其它控制器或指定控制器中的數據塊的快取數據，并由指定控制器向上述實體儲存設備中寫入上述數據塊的新數據。????