[發明專利]一種應用于多控存儲系統的緩存同步系統及方法

有效

• 申請號: 202011003758.2
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112328512B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 馬連志;陜振;李淑媛
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: G06F12/0831
• 分類號: G06F12/0831;G06F11/20
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

1.一種應用于多控存儲系統的緩存同步系統，其特征在于，包括多控存儲系統，整個多控存儲系統將控制器劃分為兩個層級，控制器組間和控制器組內，控制器組間的控制器是各個控制器組的主控制器，而控制器組內的控制器是控制器組內部的控制器；控制器組間的控制器采用同步寫的方式進行數據強一致同步，控制器組內的控制器進行數據類最終一致同步；

其中，所述多控存儲系統包括多個控制器組，每個控制器組包括多個控制器；

所述多控存儲系統中的控制器并行工作且互為備份冗余，當一個控制器出現故障，其他控制器進行故障切換；

所述多控存儲系統中還包含一個元數據終端，用于存儲多控存儲系統中控制器的層次關系，元數據終端中保存一棵控制器層級關系的樹形結構，各個控制器根據該樹形結構中的層級關系進行數據同步；多控存儲系統在初始狀態設置各個控制器組的主控制器，控制器組中其余控制器自動成為從控制器；每個控制器采用控制器系統盤的序列號以及管理網口MAC地址生成的哈希值作為指紋信息，采用各個控制器的指紋信息生成一棵n叉樹的數據結構，作為分層信息表保存在元數據終端中，用于主控制器遍歷控制器組間的其他主控制器。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述多控存儲系統內所有控制器之間通過以太網交換機互連。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，每個控制器組包含四個控制器，其中有一個主控制器和三個從控制器。

4.一種利用如權利要求1至3中任一項所述的多控存儲系統緩存同步系統實現的緩存同步方法，其特征在于，外部主機發送的數據寫請求發送到一主控制器A1，主控制器A1將數據寫請求保存到寫隊列中，寫隊列中隊首寫請求被提取出來，執行寫入緩存操作，完成寫入后，主控制器A1查詢元數據終端中的分層信息表，獲取多控存儲系統中的所有主控制器的信息，此時主控制器A1發起控制器組間緩存同步，將數據寫請求同步至控制器組間的其他主控制器B1、C1，控制器組間主控制器B1、C1完成數據寫緩存后，將確認信號發送至主控制器A1；控制器組間所有控制器都存有當前寫緩存請求的所有數據，完成了強一致數據寫緩存。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述主控制器A1接收所述確認信號后，完成如下步驟：

寫緩存操作為已完成，主控制器A1將寫隊列中的寫請求刪除，并在緩存數據與物理存儲介質的地址映射表更新該請求相關的標記位，將操作的地址空間標記為1，表示為新數據，并將該地址空間標記同步至其他主控制器B1、C1。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述其他主控制器B1、C1接收到標記同步消息，完成如下步驟：各個控制器組的主控制器完成控制器組間緩存同步后，將繼續同步控制器組內的緩存同步，主控制器A1查詢元數據終端中的分層信息表，獲取當前所在控制器組內的所有從控制器A2、A3、A4，主控制器A1在控制器組內采用最終一致性緩存同步將緩存數據寫入從控制器A2、A3、A4，即當控制器組內有一半以上的控制器完成緩存同步即認定完成控制器組內的緩存同步，未完成同步的緩存數據，由主控制器后續繼續同步至完成；

從控制器完成緩存數據同步后，將確認信號發送至主控制器A1，其他主控制器以同樣方式對所在控制器組內的從控制器進行緩存同步。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，該方法中，當多控存儲系統中出現控制器故障時，分為主控制器故障和從控制器故障兩種；

當主控制器出現故障時，控制器組重新選舉出主控制器，選舉可通過自動和手動兩種方式，選舉成功后，整個控制器組的控制器信息會發送至元數據終端進行更新；

當從控制器出現故障時，控制器組并不立即更新控制器的控制器信息到元數據終端，當下一次緩存數據同步請求發送時，控制器組的主控制器在與從控制器進行緩存同步時，發現已故障的從控制器無法進行通信，多次通信連接失敗后，終止與該故障從控制器的緩存同步，并與元數據終端進行通信，更新故障從控制器的信息。

8.一種如權利要求1至3中任一項所述的系統在計算機信息存儲技術領域中的應用。

9.一種如權利要求4至7中任一項所述的方法在計算機信息存儲技術領域中的應用。