[發明專利]網絡存儲系統中的非破壞性控制器更換

有效

• 申請號: 201380038949.4
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104718536B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: S·K·埃爾普拉;V·加格;S·C·韋尼
• 申請（專利權）人: NETAPP股份有限公司
• 主分類號: G06F11/20
• 分類號: G06F11/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 酆迅,潘聰

技術領域

本公開一般涉及網絡存儲系統，并且更特別地涉及網絡存儲系統上的控制器的更換。

背景技術

存儲區域網絡(“SAN”)環境通常包括大量通過使用雙控制器模型進行操作的存儲設備。在許多情況下，這樣的存儲設備可包括至少一個磁盤陣列，這些磁盤陣列可被歸類為獨立磁盤冗余陣列(“RAID”)。在控制器通常被稱為高可用性(“HA”)對的這樣的雙控制器模型布置下，單個的控制器可被分配以作為各種存儲設備卷(volume)或陣列的主要控制器或“所有者”來操作系統節點。在故障或者更換控制器的其它原因的情況下，這些控制器還可從它們的替代或配對控制器接管存儲設備卷。

HA對中的系統控制器的更換或換出一般是眾所周知的，并且在一些情況下，通常涉及控制器頭(head)、NVRAM卡和/或整個控制器的更換。這樣的過程有時被稱為“頭交換(headswap)”，并且通常導致對于至少HA對和分配給該HA對的RAID的整個操作的顯著破壞，否則對于HA和RAID可能所屬的更大的SAN的整個操作的顯著破壞。例如，頭交換的常見方法涉及將受交換影響的系統節點引導到維護模式并且運行磁盤再分配操作。雖然有效，但是這是破壞性的，因為受影響節點所擁有的儲存器在該處理期間通常是不可用的。

頭交換的其它方法可導致較少的破壞。例如，HA對的一個控制器上的頭交換可涉及未被更換的系統控制器接管更換節點。以這種方式，受影響節點所擁有的存儲卷和設備被其余的控制器接管，并且至少在頭交換處理期間是可用的。若干個步驟被手動執行以利用新安裝的控制器換出即將離去(outgoing)的控制器。在舊控制器的這個換出完成之后，然后執行手動磁盤再分配操作，并且提供受影響節點從該其余的系統控制器到新安裝的控制器的歸還(giveback)。

不幸的是，存在可由這樣的非破壞性、但是大量手動處理引起的若干問題。HA配對系統的頭交換檢測通常取決于檢測集合體(aggregate)是外來的RAID同化、以及僅在這樣的情況下發生的用于匹配磁盤所有權(ownership)的集合體的所有權清理。在一些情況下，這可使頭交換檢測不可靠。另外，這樣的手動頭交換過程依賴于用戶準確地輸入新控制器系統標識符。如果在該手動ID輸入處理中發生任何錯誤，則頭交換失敗，并且更換節點必須整個重啟。此外，當同時執行從控制器的歸還和存儲操作時，可出現問題，當在磁盤存活時重新分配它們時，可發生多磁盤崩潰(panic)，并且通常不存在對于多次頭交換的支持。

盡管用于頭交換的許多網絡存儲系統、設備和方法在過去通常很好地工作，但是總是存在對于改進的期望。特別地，所期望的是能夠以克服前述問題的自動化的、非破壞性的而且可靠的方式為系統控制器提供頭交換過程的網絡存儲系統和方法。

發明內容

本公開的優點在于提供促成(facilitate)基于網絡的存儲系統中的更好的頭交換的改進系統和方法。這樣的改進系統和方法優選地能夠以自動化的、非破壞性的而且可靠的方式更換HA對中的控制器頭、NVRAM卡和/或全系統控制器。特別地，所公開的實施例涉及更自動化的頭交換過程，在該過程中，HA配對控制器在引導或頭交換處理中較早地互換它們的系統標識符，使得這些控制器知道頭交換處理并且相應地動作。另外，歸還涉及迅速地更新磁盤和RAID所有權以反映適當的系統標識符，使得更換控制器能夠平穩地啟動和整合。

在本公開的各種實施例中，基于網絡的存儲系統可包括多個物理存儲設備和多個系統控制器。所述物理存儲設備可包括至少存儲設備的第一和第二集合體，其中，每個存儲設備包括其上的被配置為指示它所屬的系統控制器的所有權部分。所述多個系統控制器可包括至少第一和第二系統控制器，所述第一和第二系統控制器分別與彼此、所述多個存儲設備和單獨的主機服務器通信。系統控制器中的每一個可適于作為控制存儲設備的各個集合體并且基于從所述單獨的主機服務器接收的命令對所述多個存儲設備進行讀和寫的系統節點的指定。特別地，所述第一系統控制器可控制第一系統節點，并且被配置為促成用單獨的第三控制器對所述第二系統控制器進行自動熱交換更換，該第二系統控制器最初控制第二系統節點，該單獨的第三控制器隨后控制該第二系統節點。所述第一系統控制器可在第二控制器的該自動熱交換更換期間接管第二系統節點的控制。此外，所述第一系統控制器還可在所述自動熱交換更換期間自動地與所述單獨的第三控制器互換系統標識符。