[发明专利]一种软硬件协同的多控制器磁盘阵列设计方法

摘要

本发明提供一种软硬件协同的多控制器磁盘阵列设计方法，随着控制器数量的增长，每个控制器的心跳计算负载是固定的，故障判断时间也是固定的。双向环形心跳可以更快的发现多个连续控制器失效，并且具有良好的可扩展性。双向环形心跳运行在系统软件层，属于软件心跳机制。由于软件心跳运行于控制器之中，当出现多个控制器失效的时候，容易形成裂脑问题，因此本发明设计中，将软件心跳机制与硬件仲裁机制相协同，避免裂脑问题的产生，提高控制器状态监测的可靠性，并降低故障发现的延迟，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。

主权项

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。