[實(shí)用新型]一種具有并行Cache同步鏈路的高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020537008.9
• 申請(qǐng)日: 2010-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN201805454U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚毓安;劉靖宇;周澤湘;謝紅軍;章珉;方侖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京同有飛驥科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/56
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有并行高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)同步鏈路的高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)及其各種應(yīng)用的飛速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)信息資源呈現(xiàn)出爆炸性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效益的存儲(chǔ)、管理和高效率的使用成為企業(yè)必須關(guān)注的問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求也空前提高。目前，存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，使得存儲(chǔ)系統(tǒng)在容量、I/O、性能、擴(kuò)展性、開放性等方面都有了顯著的提高和改善，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的主要的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系有三種：直連式存儲(chǔ)(Direct?Attached?Storage)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備(Network?Attached?Storage)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(Storage?Area?Networks)，三種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)體系都有著各自的特點(diǎn)。

直連式存儲(chǔ)(DAS)是通過(guò)電纜直接到應(yīng)用工作站的。I/O請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備。它依賴于工作站主機(jī)，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備(NAS)服務(wù)器上采用優(yōu)化的文件系統(tǒng)，并且安裝有預(yù)配置的存儲(chǔ)設(shè)備。由于NAS是連接在局域網(wǎng)上的，所以客戶端可以通過(guò)NAS系統(tǒng)，與存儲(chǔ)設(shè)備交互數(shù)據(jù)。另外，NAS直接運(yùn)行文件系統(tǒng)協(xié)議，諸如NFS，CIFS等。客戶端系統(tǒng)可以通過(guò)磁盤映射和數(shù)據(jù)源建立虛擬連接。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(SAN)是一個(gè)用在服務(wù)器和存儲(chǔ)資源之間的，專用的，高性能的網(wǎng)絡(luò)體系。它為了實(shí)現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的傳輸而進(jìn)行了專門的優(yōu)化。因此，可以把SAN看成是對(duì)SCSI協(xié)議在長(zhǎng)距離應(yīng)用上的擴(kuò)展。SAN使用的典型協(xié)議組是SCSI和Fibre?Channel(SCSI-FCP)。Fibre?Channel特別適合這項(xiàng)應(yīng)用，原因在于一方面它可以傳輸大塊數(shù)據(jù)(這點(diǎn)類似于SCSI)，另一方面它能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸(這點(diǎn)又與SCSI不同)。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般采用兩種網(wǎng)絡(luò)：普通IP網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)。普通IP網(wǎng)絡(luò)價(jià)格低廉，傳輸穩(wěn)定，但帶寬往往不能滿足要求。而光纖網(wǎng)絡(luò)雖然有極高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，但是其昂貴的價(jià)格使其難以讓人接受。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)存在成本高、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度慢等問(wèn)題，提出一種具有并行Cache同步鏈路的高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)，即利用四口網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)并行Cache同步的多鏈路連接，實(shí)現(xiàn)高可靠性和高性能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；

本實(shí)用新型的一種具有并行Cache同步鏈路的高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括兩個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，分別為A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)包括Cache、四口以太網(wǎng)卡、存儲(chǔ)控制器、主機(jī)總線適配器(HBA)，Cache通過(guò)數(shù)據(jù)線同時(shí)連接四口以太網(wǎng)卡和存儲(chǔ)控制器，存儲(chǔ)控制器通過(guò)PCI總線與HBA連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的HBA同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接所有存儲(chǔ)設(shè)備，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通過(guò)數(shù)據(jù)線連接一臺(tái)被保護(hù)主機(jī)的內(nèi)存，兩個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)四口以太網(wǎng)卡之間通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

對(duì)于A節(jié)點(diǎn)：

1)當(dāng)A節(jié)點(diǎn)連接的內(nèi)存數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，A節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)控制器將發(fā)生變化數(shù)據(jù)塊傳送到A節(jié)點(diǎn)的Cache；

2)A節(jié)點(diǎn)的Cache向以太網(wǎng)卡發(fā)送該數(shù)據(jù)；

3)以太網(wǎng)卡通過(guò)根據(jù)負(fù)載均衡機(jī)制平均向四個(gè)網(wǎng)口分配數(shù)據(jù)包向B節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)；

4)B節(jié)點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)卡接收A節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包；

5)B節(jié)點(diǎn)的以太網(wǎng)卡將接收到發(fā)送到B節(jié)點(diǎn)的Cache；

6)接收成功后，B節(jié)點(diǎn)向A節(jié)點(diǎn)發(fā)生“接收成功”應(yīng)答

7)B節(jié)點(diǎn)和A節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)同步完成；

8)A節(jié)點(diǎn)和B節(jié)點(diǎn)同步后的數(shù)據(jù)同時(shí)通過(guò)HBA向各自管理的磁盤組的寫入數(shù)據(jù)；

9)如果A節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則A節(jié)點(diǎn)控制的磁盤組的控制權(quán)轉(zhuǎn)移到B節(jié)點(diǎn)，B節(jié)點(diǎn)同時(shí)完成對(duì)兩個(gè)磁盤組的數(shù)據(jù)兩個(gè)寫入；

10)同樣，如果B節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，則B節(jié)點(diǎn)控制的磁盤組的控制權(quán)轉(zhuǎn)移到A節(jié)點(diǎn)，A節(jié)點(diǎn)同時(shí)完成對(duì)兩個(gè)磁盤組的數(shù)據(jù)寫入；

B節(jié)點(diǎn)執(zhí)行操作同A節(jié)點(diǎn)。

有益效果：

一、由于本實(shí)用新型采用Cache實(shí)時(shí)同步，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)(如停電、火災(zāi)等)，兩節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)可以保持一致，不會(huì)因?yàn)镃ache的數(shù)據(jù)未寫盤而丟失，提高了系統(tǒng)的可靠性；

二、由于本實(shí)用新型采用四口以太網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)了兩節(jié)點(diǎn)間的多鏈路連接，在使用普通IP網(wǎng)絡(luò)的情況下可以提供更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，節(jié)約了成本。由于具備以上兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了一個(gè)價(jià)格低廉、高帶寬、高性能、高可靠性的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。