[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于多控存儲系統(tǒng)的緩存同步系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011003758.2
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112328512B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬連志;陜振;李淑媛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)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(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于多控存儲系統(tǒng)的緩存同步系統(tǒng)及方法，屬于計(jì)算機(jī)信息存儲技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計(jì)的多控存儲系統(tǒng)中的控制器間采用分層同步的方式進(jìn)行緩存同步，先執(zhí)行控制器組間主控制器緩存同步，再執(zhí)行控制器組內(nèi)的主從控制器緩存同步。控制器組間采用強(qiáng)一致性同步，保證各控制器組保存有最新的緩存數(shù)據(jù)；控制器組內(nèi)采用類最終一致性同步，避免采用強(qiáng)一致性同步帶來的高延遲。采用控制器組間和控制器組內(nèi)緩存分層同步，各個(gè)控制器組內(nèi)可并行進(jìn)行緩存同步降低了多控存儲系統(tǒng)內(nèi)部共享總線的負(fù)載，并且降低了所有控制器都執(zhí)行強(qiáng)一致性同步導(dǎo)致的高延遲，提升存儲系統(tǒng)整體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)信息存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于多控存儲系統(tǒng)的緩存同步系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上的信息總量以爆炸式的增長。面對大規(guī)模數(shù)據(jù)增長，企業(yè)需要采用支持虛擬化、擴(kuò)展性和共享能力的存儲模式，橫向擴(kuò)展存儲有助于構(gòu)建這一全新模式。多控存儲系統(tǒng)中，多個(gè)控制器可通過多個(gè)數(shù)據(jù)通道并行提供存儲服務(wù)。借助固態(tài)存儲技術(shù)作用于高速緩存，可以充分提升控制器IO能力。為保證存儲系統(tǒng)的可靠性，需進(jìn)行控制器的緩存同步，保證整個(gè)存儲系統(tǒng)中緩存數(shù)據(jù)在多個(gè)控制器中都有副本，發(fā)生故障切換時(shí)，存儲系統(tǒng)能夠正常提供存儲服務(wù)。

多控存儲系統(tǒng)中，現(xiàn)有緩存同步采用強(qiáng)一致性，雖然可以保證多個(gè)控制器中緩存的數(shù)據(jù)一致性，但會造成大量延遲。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何針對多控存儲系統(tǒng)中緩存同步延遲高的問題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于多控存儲系統(tǒng)的緩存同步方法及系統(tǒng)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于多控存儲系統(tǒng)的緩存同步系統(tǒng)，包括多控存儲系統(tǒng)1，整個(gè)多控存儲系統(tǒng)將控制器劃分為兩個(gè)層級，控制器組間和控制器組內(nèi)，控制器組間的控制器是各個(gè)控制器組的主控制器，而控制器組內(nèi)的控制器是控制器組內(nèi)部的控制器；控制器組間的控制器采用同步寫的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)強(qiáng)一致同步，控制器組內(nèi)的控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)類最終一致同步。

優(yōu)選地，其中，所述多控存儲系統(tǒng)包括多個(gè)控制器組，每個(gè)控制器組包括多個(gè)控制器；

所述多控存儲系統(tǒng)中的控制器并行工作且互為備份冗余，當(dāng)一個(gè)控制器3出現(xiàn)故障，其他控制器3進(jìn)行故障切換；

所述多控存儲系統(tǒng)1中還包含一個(gè)元數(shù)據(jù)終端4，用于存儲多控存儲系統(tǒng)1中控制器3的層次關(guān)系，元數(shù)據(jù)終端4中保存一棵控制器層級關(guān)系的樹形結(jié)構(gòu)，各個(gè)控制器根據(jù)該樹形結(jié)構(gòu)中的層級關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；多控存儲系統(tǒng)在初始狀態(tài)設(shè)置各個(gè)控制器組的主控制器，控制器組中其余控制器自動(dòng)成為從控制器；每個(gè)控制器采用控制器系統(tǒng)盤的序列號以及管理網(wǎng)口MAC地址生成的哈希值作為指紋信息，采用各個(gè)控制器的指紋信息生成一棵n叉樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，作為分層信息表保存在元數(shù)據(jù)終端中，用于主控制器遍歷控制器組間的其他主控制器。

優(yōu)選地，所述多控存儲系統(tǒng)內(nèi)所有控制器之間通過以太網(wǎng)交換機(jī)互連。

優(yōu)選地，每個(gè)控制器組包含四個(gè)控制器，其中有一個(gè)主控制器和三個(gè)從控制器。

本發(fā)明還提供了一種利用所述的多控存儲系統(tǒng)緩存同步系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的緩存同步方法，外部主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)寫請求發(fā)送到一主控制器A1，主控制器A1將數(shù)據(jù)寫請求保存到寫隊(duì)列中，寫隊(duì)列中隊(duì)首寫請求被提取出來，執(zhí)行寫入緩存操作，完成寫入后，主控制器A1查詢元數(shù)據(jù)終端4中的分層信息表，獲取多控存儲系統(tǒng)1中的所有主控制器的信息，此時(shí)主控制器A1發(fā)起控制器組間緩存同步，將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)寫緩存后，將確認(rèn)信號發(fā)送至主控制器A1；控制器組間所有控制器都存有當(dāng)前寫緩存請求的所有數(shù)據(jù)，完成了強(qiáng)一致數(shù)據(jù)寫緩存。

優(yōu)選地，在所述主控制器A1接收所述確認(rèn)信號后，完成如下步驟：