[发明专利]一种软硬件协同的多控制器磁盘阵列设计方法

权利要求书

1.一种软硬件协同的多控制器磁盘阵列设计方法, 其特征在于通过软件层面的多控制器间的双向环形心跳状态控制实现高效的心跳通信，并协同热备仲裁单元完成可靠的状态仲裁，实现高效、可靠的系统状态维护，保证存储服务的正常、稳定运行，控制器的存储服务功能包括：

1）存储卷管理，即把多块磁盘组成为磁盘组，并通过RAID技术实现数据冗余存储；

2）协议接入，即为客户端提供FCP、iSCSI协议数据存取的接入，并实现客户端对存储卷的读写；

3）每个控制器运行一个服务控制代理，功能包括：a）存储服务状态监控，定期查询存储服务状态并汇报给心跳代理；b）存储服务接管控制逻辑，用于当故障发生时存储服务的接管和释放；

4)每个控制器运行一个心跳代理,功能包括：a）按照指定的心跳控制向指定的控制器发送心跳信号，心跳信号包含本控制器服务运行状态标志位；如果标志位为1，则表示服务状态正常；如果标志位为0，则表示服务状态故障；心跳代理在向外发送心跳信号的同时，也会将本控制器服务运行状态发送给两个仲裁单元；b）接收其他控制器发送来的心跳信号，并根据心跳控制判定其他控制器的存活状态；c）根据对其他控制器存活状态的判断，向其他控制器发送控制指令，如重启、关机；d）接受仲裁单元发送的服务控制指令，实现存储服务的接管或释放；

5）多控制器磁盘阵列配置两个仲裁单元，以热备模式运行，功能包括：a）接收每个控制器心跳代理发来的控制器服务运行状态；b）根据控制器服务运行状态，判定存储服务的接管控制，并向指定的控制器发送控制指令，保证阵列存储服务的正常运行；c）一旦处于激活状态的仲裁单元出现故障，备用状态的仲裁单元将立即转换为激活状态，并执行相应的服务控制管理。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于处于双向环形心跳控制状态的每个控制器的心跳代理，同时向自己的前续和后续控制器发送心跳信息，同时保存前续和后续控制器的状态信息；当某控制器出现故障，在相同的时间内前续和后续控制器都发现收不到其心跳信号，会立刻向整个多控制器磁盘阵列发送组播查询信号，询问整个多控制器磁盘阵列对此控制器在线状态的判断；根据所有控制器对查询的响应，其前续和后续控制器共同判断其是否故障。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，软硬件协同实现高可用机制的两仲裁单元时刻处于热备工作状态，并实时接收每个控制器心跳代理发送的控制器状态信息，如果未能定期接收到某个控制器的状态信息，两热备仲裁单元将协同判定控制器的存活状态。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，在软硬件协同实现高可用机制中，如果量仲裁单元判断不一致，可由运行在控制器系统软件上的软件心跳机制协同裁决控制器状态。

5.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，在多控制器磁盘阵列中，其控制器数量能够动态配置，至少是2个，每个控制器安装并运行服务控制代理、心跳代理，多控制器磁盘阵列配备两个独立的仲裁单元。