[发明专利]基于闪存的存储系统中的分布式RAID架构

说明书

技术领域

本文所公开的系统涉及一种基于闪存的存储系统，更具体而言，涉及一种采用分布式独立磁盘冗余阵列(RAID)的基于闪存的存储系统。

背景技术

RAID控制器和存储控制器是当代存储系统中的两个重要的组成部分。RAID控制器通常会提供诸如智能数据管理、奇偶校验数据生成和缓存备份等任务。存储控制器通常提供闪存存储器件管理、物理地址到逻辑地址转换、损耗均衡、块采集以及垃圾收集。RAID控制器和存储控制器经常是两个独立的实体，且这种系统架构在带宽上受到局限，因为它们相互之间的连接受限；此外，此类系统的性能也受到集中式RAID控制器中的计算能力的限制，且使用复杂的切换或互连方法时可能会出现瓶颈。

为克服市场上现有系统的上述缺点，本文所公开的系统提供了一种优化的基于闪存的存储系统，其具有与存储控制器紧密耦合的分布式RAID控制器代理，这种架构可提供更为有效的数据流互连和奇偶校验计算负载共享。

发明内容

本文所公开的基于闪存的存储系统包括多个存储节点。每个存储节点包括RAID控制器代理、存储控制器以及多个存储器件。每个RAID控制器代理均与存储控制器紧密耦合。每个存储节点均通过一个或多个高速串行通信链路被连接至环型拓扑中的其他存储节点。存储控制器由一个或多个并行或串行的通信链路连接至多个存储器件。

每个存储节点均通过高速串行通信链路被连接至I/O接口模块，而每个I/O接口模块被配置为通过一个或多个通信链路与外部主机设备进行通信。

在系统初始化期间，将有一个准备阶段，会对每个存储节点分配一个独一无二的节点标识号(NID)。

此外还将公开运行本系统的方法。所述方法包括分配NID、设置数据路由路径表和数据包格式的步骤。

附图说明

图1所示为包括主机设备和存储系统的一个示例计算系统的框图。

图2所示为一种优选示例存储系统的框图，其中所述存储系统具有多个存储节点，且节点之间相互连接。

图3所示为图2所述的存储节点之一(节点122)的一个示例数据路由表。

图4所示为图2所述系统中每个存储节点的一个示例地址范围。

图5所示为一种优选示例存储系统中的一种示例数据包格式。

图6所示为一个示例存储节点(节点121)的框图。

图7所示为一个示例主机设备的框图。

图8所示为包处理的示例流程图。

具体实施方式

尽管本文所公开的发明可接受各种改动和替代形式，但以事例的方式，在附图中显示了特定的实施例，并对其进行了详细说明。应该理解的是，本文所给出的附图和详细说明并不意图将本发明局限于所公开的特定形式。相反，本发明涵盖落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有改动、等效方案和替代方案。

图1所示的一种示例计算存储系统可能包括主机设备10和存储系统100。将要执行的最常见的操作包括从存储系统100内的地址读取数据，以返回给主机设备10，或者将主机设备10所提供的数据写入到存储系统100内的地址。要读取或写入的数据可以由单个地址或块地址和块尺寸组成。

在图1中，在代表存储系统100外部的全局环境的主机设备10与存储系统100之间的接口可以采用任何接口类型，包括但不限于PCIe、XAUI、Infiniband、千兆以太网或其他高速串行及光纤信道，它们具有一个或多个双向信道。

在图2中，存储系统100与多个输入/输出接口模块进行通信。在本例中，示出了6个I/O模块(即101、102、103、104、105和106)，不过I/O模块的数量并非关键因素，可能会有改变。每个I/O模块可通过主机通信信道(分别为101a、102a、103a、104a、105a和106a)耦合到一个或多个外部主机设备，或者I/O模块也可以是主机设备的组成部分，如图7所示。信道101a、102a、103a、104a、105a和106a使外部主机设备(例如服务器或其他任何可作为主机运行的设备)可以将命令、指令和数据提供到I/O接口模块101、102、103、104、105和106，和/或从I/O接口模块101、102、103、104、105和106接收命令、指令和数据。