[發(fā)明專利]一種多協(xié)議存儲系統(tǒng)設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310047388.6
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103152397B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 藺永杰
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多協(xié)議存儲系統(tǒng)設計方法, 其特征在于在多協(xié)議存儲系統(tǒng)中，控制器的故障判斷依靠基于以太網的heartbeat心跳檢測和基于Infiniband連接的消息傳遞檢測，在N個控制器的多協(xié)議存儲系統(tǒng)中，每個控制器要和其他N-1個控制器建立heartbeat和Infiniband連接,其中，Infiniband連接還用于鏡像數(shù)據(jù)的傳輸和MPIO多路徑數(shù)據(jù)的傳輸, 在多協(xié)議存儲系統(tǒng)中設置多協(xié)議支持模塊，利用統(tǒng)一的管理配置接口對Lun及主機組進行管理,用戶可通過以太網交換機連入任何一個控制器對系統(tǒng)進行管理，控制器軟件負責向用戶提供一個統(tǒng)一的管理視圖，應用客戶端通過以太網絡、FC網絡及IB 網絡連接到高端磁盤陣列，對導出的LUN進行數(shù)據(jù)讀寫訪問，實現(xiàn)多協(xié)議存儲系統(tǒng)的設計，設計步驟如下：

（1）系統(tǒng)硬件設計

多協(xié)議存儲系統(tǒng)設計由多個控制器組成，控制器間通過 IB 網絡相互連接，作為數(shù)據(jù)鏡像與 MPIO連接通路，每個控制器分別包括一個前端卡與一個后端卡，前端卡是萬兆以太網卡、 FC卡或者 IB 卡，用于連接前端主機，后端卡為SAS卡連接SAS交換機，SAS交換機連接后端的JBOD，同時為了提高JBOD的可靠性，每個JBOD有兩個端口連接到SAS交換機，支持SSD、SAS和 SATA類型的磁盤；

（2）系統(tǒng)軟件設計

多協(xié)議存儲系統(tǒng)的軟件設計分為：控制器OS、多協(xié)議支持模塊、緩存管理模塊、卷管理模塊、控制器管理模塊幾個部分；

數(shù)據(jù)流主要流經多協(xié)議支持模塊、緩存管理模塊和卷管理模塊，用戶的數(shù)據(jù)請求將依次由各模塊進行處理：多協(xié)議支持模塊用來對iSCSI協(xié)議、FCP協(xié)議、SRP協(xié)議及iSer協(xié)議進行解析，分離出具體的數(shù)據(jù)請求，并提交給緩存管理模塊，它還負責對底層LUN及主機組進行管理，向用戶提供統(tǒng)一的存儲資源視圖；緩存管理模塊用來加速順序讀訪問以及隨機寫訪問，在控制器間進行數(shù)據(jù)鏡像，并向控制器管理模塊提供數(shù)據(jù)刷新接口，保證在控制器失效的情況下數(shù)據(jù)不會丟失，同時在控制器間進行數(shù)據(jù)的MPIO；卷管理模塊負責識別底層磁盤，在之上建立RAID組，進一步組織成邏輯卷，并提供邏輯卷的快照功能；

（3）系統(tǒng)控制流程

該系統(tǒng)是為了提供高可靠的數(shù)據(jù)存儲服務，在硬件設計中采用SAS交換機后，實現(xiàn)了多個服務器的資源共享，這樣，數(shù)據(jù)的訪問路徑就有多條，在設計中，為了保持數(shù)據(jù)的一致性，同一個磁盤陣列RAID只允許一個控制器訪問，當這個控制器出現(xiàn)故障時，必須有另外一個控制器接管它的存儲資源并持續(xù)對外提供服務，所以接管的控制器必須有被接管的控制器的緩存?zhèn)浞荩渲校?/p>

（a）服務啟動流程

1）系統(tǒng)啟動，加載各個模塊；

2）每個控制器同其他的控制器建立heartbeat心跳檢測連接,用于對故障控制器的檢測；

3）每個控制器同其他的控制器建立ib連接,用于備份緩存的傳輸和MPIO訪問數(shù)據(jù)時的傳輸；

4）選定緩存的備份端：第0號控制器選擇第1號控制器作為緩存的備份端，第1號控制器選擇第2號控制器作為緩存的備份端，以此第n-1號控制器選擇第n號控制器作為緩存的備份端，第n號控制器選擇第0號控制器作為緩存?zhèn)浞荻耍@樣就形成了一個環(huán)形鏈的備份結構；

5）建立RAID，VG，Lv；

6）將建立好的Lv添加到多協(xié)議支持模塊的主機組中；

7）將客戶端添加到多協(xié)議支持模塊的主機組中；

8）啟動服務；

（b）服務接管流程

1）heartbeat心跳檢測到故障；

2）阻塞出現(xiàn)故障控制器的資源的所有MPIO訪問；

3）如果本控制器備份了故障控制器的緩存，則進行第4）步，否則進行第6）步；

4）在本控制器上建立故障控制器所屬的存儲資源，并刷寫緩存；

5）如果本控制器的緩存沒有了備份端，則往后遍歷尋找與本控制器號最相近的在線控制器作為其緩存的備份端；

6）更新配置文件；

7）解開2）中阻塞的資源；

（c）服務回切流程

1）收到上層的回切命令；

2）阻塞要回切的資源的所有訪問；

3）如果本控制器接管了要回切的控制器所屬的存儲資源，刷寫緩存，然后釋放這些存儲資源；

4）在要回切的控制器上建立所屬的存儲資源；

5）新回切的控制器n像插入鏈表一樣，插入到控制器n-1和控制器n+1之間，重新建立緩存?zhèn)浞蓐P系；

6）更新配置文件；

7）解開2）中阻塞的資源。