[發明專利]一種存儲網關智能防腦裂系統及方法

在審

• 申請號: 201710368277.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107147528A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 付麗莉
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L12/66
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 孟峣

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體地說是一種存儲網關智能防腦裂系統及方法。

背景技術

大數據時代，數據已經成為各行業至關重要的核心資產。傳統的災備方案中存在著資源利用率低、可用性差、出現故障時停機時間長、數據恢復慢、風險高等問題。數據是否安全、業務是否連續運行無中斷成為用戶衡量一個災備方案的關鍵。傳統數據中心存儲災備一般采用主備模式，只有當生產數據中心存儲故障后，災備中心存儲才會接管數據訪問業務，并且此過程需要手動執行，將災備中心對應的業務Lun手動激活讀寫服務；此外，主備數據中心的模式，在正常業務運轉情況下，只有主中心發揮作用，備中心的資源一直處于“待命”模式，無法最大程度發揮所有資源的效率。

雙活數據中心將是未來數據中心發展的趨勢，而存儲雙活又是數據中心雙活的重要基礎。傳統災備部署方式為一個生產中心、一個災備中心，災備中心平臺處在不工作狀態，只有當災難發生時，生產數據中心癱瘓，災備中心才啟動。這種災備系統面臨以下挑戰：1.當生產中心遭遇供電故障、火災、洪災、地震等災難時，需要手動將業務切換到災備中心，業務中斷時間長，無法保證業務連續運行。2.災備中心不能對外提供服務，常年處于閑置狀態，資源利用率低。針對傳統災備系統建設面臨的挑戰，基于存儲的雙活解決方案應運而生。在目前的存儲雙活技術中，兩個存儲網關之間比如NodeA和NodeB會通過心跳檢測以確認對方存在，在通過心跳檢測確認不到對方存在時，就接管對應的（共享）resource；如果突然間，NodeA和NodeB之間的心跳不存在了（如網絡斷開），而NodeA和NodeB事實上卻都處于 Active狀態，此時 NodeA 要接管NodeB 的resource，同時 NodeB要接管NodeA的resource，這時就是腦裂（split-brain）

在“雙機熱備”高可用（HA）系統中，當聯系 2 個節點的“心跳線”斷開時，本來構成同一個整體、動作協調的 HA 系統，就分裂成為 2 個獨立的個體。由于相互失去了聯系，都以為是對方出了故障，2 個節點上的 HA 軟件像“裂腦人”一樣，“本能”地爭搶“共享資源”、爭著起動“應用服務”，那么必然會發生嚴重的后果：或者共享資源被瓜分、兩邊的“服務”都起不來了；或者兩邊“服務”都起來了，但同時讀寫“共享存儲”，導致數據損壞（常見如數據庫輪詢著的聯機日志出錯）。由此可見，創建一種可靠且智能的仲裁機制以防止腦裂發生至關重要。基于此，本發明提供一種存儲網關智能防腦裂系統及方法。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種存儲網關智能防腦裂系統及方法。

一種存儲網關智能防腦裂系統，包括應用服務層、網絡鏈路層、存儲管理層和存儲設備層，其中，

應用服務器層為客戶應用系統服務器，裝有各種應用系統及數據庫軟件；

網絡鏈路層，包含IP網絡及FC光纖網絡，并通過IP交換機及FC交換機互連；

存儲管理層，包括兩個存儲網關作為節點，當有一個節點故障時，另外一個節點可以正常工作，將上層客戶端數據寫入下層存儲；在兩存儲網關之間配置仲裁者，當節點出現故障時，該仲裁者仲裁判斷每個節點的狀態，判斷出出現故障的節點；

存儲設備層，包含至少兩個存儲陣列。

所述仲裁者為一個鎖服務或是一個共享盤，該仲裁者與節點之間可通過ping命令進行通信。

所述仲裁者仲裁判斷節點狀態時，首先判斷其與節點之間的IP網絡心跳，當心跳停止時則該節點出現故障；未停止則繼續FC心跳判斷，即光纖心跳判斷，當心跳停止時則該節點出現故障；未停止則繼續IMPI判斷，將能夠接收到IO請求的節點作為無故障網關繼續進行讀寫服務。

所述網絡心跳是在集群中節點間通過IP鏈路傳遞的通訊包，用于監測集群節點、網絡和網絡接口工作狀態是否正常，防止孤立節點的產生以保證集群的正常工作。

所述光纖心跳指在集群節點間通過光纖鏈路傳遞的通信包，用于監測集群節點、網絡和網絡接口工作狀態是否正常，防止孤立節點的產生以保證集群的正常工作。

一種存儲網關智能防腦裂方法，應用于雙活數據中心，該雙活數據中心中配置有兩個存儲網關，將兩個存儲網關視為兩個節點，其實現步驟為，當兩個節點出現分歧時，設置一個第三方仲裁者，由出現分歧的兩節點分別通過仲裁者仲裁，判斷每個節點的狀態，確定每個節點是否出現故障。

所述仲裁者為一個鎖服務或是一個共享盤。

所述仲裁者仲裁包括三種仲裁機制，具體為：