[发明专利]用于改进的同步数据镜像交换的装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及同步数据镜像，具体地说，涉及在包括异步数据镜像的系统中有效地从主存储卷交换到同步数据镜像。

背景技术

数据存储系统用户可能需要高度可靠性以及从故障快速恢复。有些数据存储系统用户可能需要保护数据以免由于自然灾害而丢失。例如，诸如金融机构、零售商之类的数据存储系统用户可能针对金融交易、库存控制等需要高度可靠性。金融机构和其他机构可以使用诸如IBM提供的TotalStorageEnterprise Storage Server之类的企业存储系统(“ESS”)来存储可靠性非常重要的数据。此类系统可以包括被组织为数据存储卷的高度可伸缩数据存储设备，例如廉价/独立磁盘冗余阵列(“RAID”)。

数据存储系统可以包括连接数据存储卷的存储区域网络(“SAN”)。通常，存储控制器用于通过SAN访问数据存储卷。主机通常将写入请求发送到将数据存储在本地的主存储卷上的存储控制器。在级联数据系统布置中，存储控制器还将存储在主存储卷上的数据发送到辅助数据存储卷的存储控制器。数据存储卷还可以位于主存储卷和关联存储控制器的远程，以便允许在影响主存储卷的自然灾害之后恢复。数据存储卷还可以相对接近主存储卷，这降低了数据访问率。

为了最小化故障之后的恢复时间，辅助存储卷可以是主数据卷的镜像。可以使用同步写入操作将数据写入镜像数据卷。通常，同步写入操作需要在将成功消息返回到请求写入操作的主机之前将数据写入主存储卷和镜像数据卷。同步写入操作需要更多的开销，这是成功地将数据写入主存储卷和镜像存储卷需要的时间所致。

通常，主存储卷和镜像数据卷之间的距离会影响性能，使得位于主存储卷和关联存储控制器远程的数据存储卷可能将性能降低到使同步写入操作无法实行。可以使用异步写入操作将数据写入远程数据卷。异步写入操作通常允许在成功地将数据写入所述写入操作被导向的存储卷之后返回针对所述写入操作的成功消息。然后，在完成将数据写入所述写入操作被导向的存储卷存储装置之后，将所述数据写入远程存储卷。

在级联存储系统中，可以将数据写入主存储卷并且同步写入镜像数据卷。然后，将数据从镜像数据卷异步复制到远程数据卷。远程存储卷中将要存储的数据通常被存储在非易失性存储器或写入高速缓存以及存储控制器的常规高速缓存中，以便如果在可以将数据异步写入远程存储卷之前发生错误，数据将不会丢失。

通常使用一个或多个位图来跟踪要异步写入远程存储卷的数据。通常，使用位阵列(通常称为活动磁道阵列、更改的磁道阵列或更改记录(“CR”)位图)，按照自上次同步、或自上次启动异步传输的存储卷与远程存储卷是一致的以来，启动所做更改的异步传输的存储卷上的磁道地址来保持实时记录。使用第二位图(有时称为恢复磁道阵列、复制磁道阵列或不同步“OOS”位图)指定哪些磁道已作为异步写入操作的一部分被写入主存储卷并且仍需要被复制到远程存储卷。

通常，当更新成功地被写入远程存储卷时，OOS位图的相应位将被清除。在一个实施例中，将CR位图的内容定期与OOS位图合并。在另一个实施例中，通常当OOS位图指示没有更多要写入远程存储卷的更新时，CR位图的内容将定期改写OOS位图。

图1A中示出了常用数据存储系统体系结构100。数据存储系统100包括在将数据发送到第一存储卷106的第一存储控制器104的主机102中。第一存储卷106初始被指定为主存储卷，并且通过本地连接108从第一存储控制器104接收数据。第二存储卷110是主存储卷的镜像数据卷，并且借助同步连接112通过关联的第二存储控制器111接收数据。在一个实施例中，同步连接112是城域镜像(Metro Mirror)连接。通常第一存储控制器104和第一存储卷106位于本地位置，并且还可以相隔某一距离。

第二存储卷110接收的更新还被写入通常位于第一和第二存储卷106、110远程的第三存储卷114。更新被异步发送到第三存储卷114。第二和第三存储卷110、114通过可以包括光纤电缆、铜质电缆、无线连接等的连接116通信。在一个实施例中，异步连接116是全球镜像(Global Mirror)连接。在一个实施例中，第四存储卷118与第三存储卷114位于一起。第三存储控制器120便于将数据复制到第三存储卷114以及从第三存储卷114复制到第四存储卷118。通常，第三存储控制器120使用闪速复制过程122将更新复制到第四存储卷118，并且在第四存储卷118上按时间顺序汇集更新。