[发明专利]磁盘阵列中双控制器信息的同步方法、及磁盘阵列系统

说明书

技术领域

本发明涉及，并且特别地，涉及一种磁盘阵列中双控制器信息 的同步方法、及磁盘阵列系统。

背景技术

在目前所使用的存储产品中，通常会采用磁盘阵列。磁盘阵列 能够将若干磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列 通常可以由控制器管理。

控制器是磁盘阵列的核心模块，也是介于主机和磁盘之间的控 制单元。通常，控制器上配置有专门为输入/输出(Input/Output，简 称为I/O)进行优化的处理器以及一定数量的高速缓冲存储器(可 称为cache)。控制器上的中央处理单元(Central Processing Unit， 简称为CPU)和cache可以共同实现对来自主机系统的I/O请求的 操作、以及实现对磁盘阵列的独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent disks，简称为RAID)管理。

具体地，在实际处理过程中，可以由控制器接受并处理来自主 机的I/O请求，并且可以将磁盘阵列上的cache则作为I/O缓冲池， 从而达到有效提高磁盘阵列的读写响应速度、以及改善磁盘阵列的 性能的目的。

通常，磁盘阵列可以通过一个控制器连接主机及磁盘，并且在 进行数据传输的过程中，需要在磁盘阵列的容错功能下达到数据的 完整性。但是，磁盘阵列控制器同样会发生故障，此时就会出现数 据丢失的现象。

针对这种数据丢失的问题，目前已经提出了双控制器的架构。 与单控制器存储系统不同，双控系统的区别在于：并行系统具有多 个CPU，各个处理机具有共享内存或私有局部内存、或两者兼备； 每个处理机均具有本地高速缓存，并且各个处理机之间可以通过共 享总线或交换网络进行通讯。不论两个控制器配置为活跃-活跃 (active-active)还是活跃-备用(active-standby)，这种双控制器的 结构都能为用户提供高可用特性，而且能够支持热插拔功能，从而 有助于实现简单的无单点故障，为用户提供的7天*24小时的不间 断业务。

图1为相关技术中双控制器通道连接的示意图。在图1所示的 结构中，控制器A和控制器B与背板相连接，并且控制器A和控 制器B均经由磁盘侧的千兆位接口转换器接口(Giga Bitrate Interface Converter，简称为GBIC)接口连接至光纤通道磁盘环(如 图1所示的光纤通道磁盘环1、光纤通道磁盘环2、光纤通道磁盘环 3、和光纤通道磁盘环4)，再连接至磁盘通道接口；此外，控制器 A通过控制器A光纤通道主机环1和控制器A光纤通道主机环2连 接至主机侧的不同GBIC接口，且这些GBIC接口进一步连接至主 机通道接口；此外，控制器B通过控制器B光纤通道主机环1和控 制器B光纤通道主机环2连接至主机侧的不同GBIC接口，且这些 GBIC接口进一步连接至主机通道接口。

图2是相关技术中存储标准所规定的双控制器模式的结构示意 图。在图2所示的结构中，包括两个控制器(即，控制器A和控制 器B)、两个控制器的电源、风扇、以及16块硬盘，并且，两个控 制器通过背板上的SAS通道进行交互，以达到双控制器间的信息和 状态同步，每个控制器还包括各自的闪存器(flash)和非易失性随 机接入存储器(Non-volatile Random Access Memory，简称为 NVRAM)。

为了保证双控制器磁盘阵列系统的正常运行，其中一个关键点 是两个控制器之间的信息同步，即，两个控制器间需要进行状态和 配置信息的交互。

通常，为了实现双控制器间的冗余和磁盘阵列系统的高可用性， 在一个控制器(称为控制器A)出现故障时，需要另一个控制器(称 为控制器B)能够及时得到控制器A的故障状态信息，并接管在控 制器A上运行的程序和后台任务等。此后，在控制器A被一个新的 控制器替换后，系统会进行两个控制器间的信息同步过程，此时控 制器B会将接管的程序和后台任务返回给控制器A，系统恢复正常 状态。