[發(fā)明專利]一種緩存鏡像系統(tǒng)無寫回的鏡像和直寫切換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310583059.3
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103605618A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王倩
• 申請（專利權(quán)）人: 浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信信息技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種緩存鏡像系統(tǒng)無寫回的鏡像和直寫切換方法。

背景技術(shù)

緩存鏡像技術(shù)是針對于存儲處理出現(xiàn)故障時可能產(chǎn)生的緩存中的數(shù)據(jù)丟失而制定的解決方案，它將緩存數(shù)據(jù)同時保存在兩個控制器上，系統(tǒng)工作時會自動對端控制器進(jìn)行備份，是雙控制器存儲系統(tǒng)中常用的緩存保護(hù)技術(shù)，其基本原理就是在每個控制器上建立緩存鏡像，保證雙控制器間的緩存一致性。

在支持緩存鏡像的存儲系統(tǒng)中，讀寫模式除了傳統(tǒng)的寫回（WRITE_BACK）和直寫（WRITE_THROUGH）外，還需增加寫鏡像（WRITE_MIRROR）模式，以支持緩存鏡像的建立。

在雙控制器的存儲系統(tǒng)中，通過緩存鏡像機(jī)制，建立數(shù)據(jù)備份，既保證數(shù)據(jù)的可靠性，有可以獲得和寫回相差無幾的性能。在單控制器宕機(jī)時，可以通過直寫模式保證數(shù)據(jù)的可靠性。那么，不可靠的寫回方式就不是那么必要了。

但是，在實際的存儲系統(tǒng)中，寫策略的相互轉(zhuǎn)換時，直接進(jìn)行寫鏡像和寫回的切換時，由于直寫的效率較低，緩存中積累大量的數(shù)據(jù)不能刷新到磁盤，可能會造成寫超時，從而導(dǎo)致掉盤。

本發(fā)明的目的就是提供一種無寫回的鏡像和直寫切換方法，通過在寫鏡像和直寫的切換中增加部分處理，解決可能導(dǎo)致的掉盤問題，從而可以實現(xiàn)無寫回模式的支持緩存鏡像的雙控制器存儲系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種緩存鏡像系統(tǒng)無寫回的鏡像和直寫切換方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的，該一種緩存鏡像系統(tǒng)無寫回的鏡像和直寫切換方法，其具體過程為：

一、設(shè)置雙控制器存儲系統(tǒng)，該雙控制器存儲系統(tǒng)包括至少兩個控制器，該控制器支持緩存鏡像，支持寫鏡像和直寫模式，不支持寫回模式，支持寫鏡像和直寫模式的切換，在進(jìn)行一次讀寫的時候，其中一個指定為主控，另一個為非主控，任一控制器收到寫請求后，都會將數(shù)據(jù)寫入本地緩存并向?qū)Χ宿D(zhuǎn)發(fā)，促使對端進(jìn)行寫鏡像備份，備份完成后，通過主控制器將寫請求的內(nèi)容同步到磁盤上；

二、將雙控制器置于寫鏡像模式下，當(dāng)一臺控制器宕機(jī)時，從另一臺控制器上取得備份數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性；

三、當(dāng)只剩一臺控制器時，存活的控制器進(jìn)行寫鏡像模式和直寫模式的轉(zhuǎn)換：設(shè)置一個標(biāo)志位，在該標(biāo)志位作用時間內(nèi)，進(jìn)行寫模式的轉(zhuǎn)換，當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)全部刷寫到磁盤后，該標(biāo)志位清空，執(zhí)行正常的直寫策略的讀寫。

所述指定為主控的控制器執(zhí)行對物理存儲設(shè)備讀寫的動作，非主控的控制器執(zhí)行緩存的鏡像功能。

所述直寫模式指寫請求下發(fā)的數(shù)據(jù)寫入緩存的同時直接同步到磁盤；寫鏡像模式是緩存鏡像機(jī)制特有的讀寫策略，直寫請求下發(fā)的數(shù)據(jù)分別在兩臺控制器上進(jìn)行鏡像備份，然后返回。

所述步驟一中緩存鏡像系統(tǒng)主控和非主控的收到寫請求的詳細(xì)處理動作為：

1）主控制器收到寫請求時，首先將數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)給非主控，非主控成功后，再備份內(nèi)容到本地緩存，然后返回；

2）非主控制器收到寫請求時，首先將數(shù)據(jù)備份到本地，本地備份成功后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到主控，主控備份成功，返回；

3）主控制器的刷寫線程不斷將本地緩存中的數(shù)據(jù)刷寫到磁盤；

4）數(shù)據(jù)同步到磁盤后，刷寫線程會釋放該部分?jǐn)?shù)據(jù)占用的內(nèi)存，同時通知非主控釋放這部分內(nèi)存。

所述步驟三的詳細(xì)過程為：

1）雙控制器中有一個控制器宕機(jī)，另一臺執(zhí)行鏡像寫轉(zhuǎn)化為直寫的動作；

2）緩存模塊中設(shè)置對應(yīng)的標(biāo)志位；

3）直寫模式下寫請求對應(yīng)的處理流程中，檢測到標(biāo)志位置位，睡眠一定時間；

4）睡眠一定時間后，寫請求返回；

5）直寫模式檢測標(biāo)志位是否置位；

6）若標(biāo)志位置位，睡眠一定時間，返回；

7）若標(biāo)志位沒有置位，等待緩存中的所有數(shù)據(jù)同步到磁盤后返回；

所述步驟3）及步驟6）中對應(yīng)線程睡眠的時間值不超過寫超時時間。

所述步驟三中的標(biāo)志位清空是由刷寫動作操作的：刷寫模塊將緩存中的所有數(shù)據(jù)同步到磁盤后，會清除標(biāo)志位，標(biāo)志位清除后，直寫策略又修改為等待緩存中的數(shù)據(jù)全部同步到磁盤才返回。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是：

本發(fā)明的一種緩存鏡像系統(tǒng)無寫回的鏡像和直寫切換方法適用于雙控制器節(jié)點使用緩存鏡像機(jī)制的存儲系統(tǒng)，可以通過寫鏡像和直寫策略的切換，摒棄寫回方式的，而不會導(dǎo)致掉盤，從而保證存儲系統(tǒng)的可靠性，保證數(shù)據(jù)的可靠性，安全性好，實用性強(qiáng)，易于推廣。