[发明专利]一种多控制器存储阵列的设计方法

摘要

本发明提供一种多控制器存储阵列的设计方法，该方法是系统中设置2个以上的控制器实现实时对故障接管、热拔插功能的状态监控，系统性能随着控制器个数增加近似线性增长，在该设计中所使用的模块包括：控制器单元、交换单元、数据缓存单元、存储单元、电源散热单元，其中数据缓存单元不依附于控制器，是一个独立的功能单元，控制器单元和缓存单元通过高速网络单元与各种配置管理和状态信息实现互联共享，可以进行灵活的配置，包括从系统中在线添加部件或删除部件等操作。这种灵活性体现在将缓存单元从控制器中独立出来，组织成统一独立存储空间，通过网络互联单元进行访问控制，提高了系统设计难度，增加了可靠性。

主权项

一种多控制器存储阵列的设计方法，其特征在于，系统中设置2个以上的控制器实现实时对故障接管、热拔插功能的状态监控，系统性能随着控制器个数增加近似线性增长，在该设计中所使用的模块包括：控制器单元、交换单元、数据缓存单元、存储单元、电源散热单元，其中数据缓存单元不依附于控制器，是一个独立的功能单元，控制器单元和缓存单元通过高速网络单元与各种配置管理和状态信息实现互联共享，其中，各个功能模块的作用如下：控制器单元：对前端服务器提供SCSI Target服务，解析各种协议如FCIP，ISCSI、把客户机对存储的读写数据通过互联单元发送到缓存单元中，进行RAID XOR运算，操作后端磁盘IO，将数据写入磁盘中，交换各自的健康状态信息，对外提供管理接口，供管理员进行配置使用。控制器通过交换彼此的状态信息，互相健康，发现异常后立即进行在线切换和隔离报警。当有新的控制器进入系统后，会进行广播通知，控制器间自动负载均衡，保证系统性能表现良好。缓冲模块单元：其最主要的作用是保存前端客户端发生的IO操作数据。由于写缓冲的速度远大于后端磁盘的写入速度，当前端服务器的请求达到控制器单元后，控制器先将数据和地址信息发送到缓存单元，若某个控制器发生故障，正常控制器便可根据缓存单元中的数据和地址实时接管故障控制器的任务。缓存单元配置为偶数配置，两两缓存单元间保持数据镜像，提高系统可用性。缓冲单元按照既定的组织策略，对外形成一个统一的存储空间池，控制器对这一统一空间存储池进行操作。缓存单元和控制器上都有网络通讯接口，通过在相关网络上开发对应的缓存操作协议，实现对统一缓存单元的操作。高速交换单元：处在控制器和缓存单元之间，是两者信息数据交换的通路。高速交换单元采用全双工工作方式，保证数据通路高速运行，保证交换单元不会成为系统瓶颈。交换架构采用cross-bar无阻塞交换矩阵架构，多端口设计。系统中，采用两套交换单元同时工作，提高系统冗余度，增强运行可靠性。存储单元，包括FC交换机和磁盘柜，是数据最终载体，磁盘与控制器间采用交换式结构，控制器通过光纤通道与FC交换机连接；电源散热单元：为系统提供AC-DC转换，保证系统稳定工作，采用1+1冗余架构。