[发明专利]磁盘阵列控制器、输入输出IO数据处理方法及装置

说明书

本发明提供了一种磁盘阵列控制器、输入输出IO数据处理方法及装置；其中，磁盘阵列控制器，包括：中央处理单元CPU和数据处理器；其中，CPU与数据处理器连接；CPU，用于向数据处理器下发控制信息；数据处理器，用于根据控制信息与前端接口模块和后端接口模块进行输入输出IO数据交互。通过本发明，解决了相关技术中IO数据处理是通过CPU软件处理所导致的IO处理性能受限的问题。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体而言，涉及一种磁盘阵列控制器、输入输出IO数据处理方法及装置。

背景技术

信息技术已经深入到人们日常生活的方方面面，为社会的发展和进步做出了卓越贡献。在使用信息技术的过程中，产生了海量的数据，这些海量数据需要独立的专业设备来管理，因此磁盘阵列应运而生。

图1是相关技术中的磁盘阵列的组成示意图，如图1所示，当前主流的磁盘阵列硬件都分为三大部分：前端模块、处理模块和后端模块。前端模块包含若干接口模块，负责与主机进行连接和数据传送；处理模块负责实现磁盘阵列上的各种数据处理，包括：独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks，简称RAID)、克隆、镜像等存储业务；后端模块负责管理后端大量的磁盘，正确操作磁盘上的数据。前后端模块目前都通过高速外围设备互联(Peripheral Component Interconnect express，简称PCIe)链路连接到磁盘阵列的处理器，通过直接内存访问(Direct Memory Access，简称DMA)技术与处理器交互数据。

磁盘阵列的中央处理单元(Central Processor Unit，简称CPU)负责运行存储软件，图2是相关技术中的磁盘阵列软件示意图，如图2所示，前端接口驱动负责处理前端接口模块相关内容；后端驱动负责处理后端接口模块相关内容；磁阵软件部分则负责实现存储业务内容，包括RAID、克隆、镜像等存储功能。

在当前磁盘阵列软硬件框架下，一个数据读写/输入输出(Input/Output，简称IO)的流程如图3所示，图3是相关技术中的磁盘阵列写IO流程的示意图，需要说明的是，读流程与写流程相似，但数据方向相反。主机将数据通过帧发送到前端接口模块，前端接口将数据组织完整后通过DMA写入到控制器内存，并上报CPU；CPU上的磁阵软件处理模块收到数据，进行存储业务处理后重新写入内存；控制器通知后端接口模块，将数据通过DMA写入后端接口模块；后端接口模块将数据通过链路帧发向硬盘。

由于每个IO都需要CPU处理，软件处理的效率直接决定了磁盘阵列的处理能力。当前磁盘阵列需要具备百万级甚至千万级的每秒完成IO数(IO Per-second，简称IOPS)能力，这对软件提出了非常高的要求；加上存储协议厚重，业务种类繁杂，导致经常性出现软件性能瓶颈，达不到应用要求的性能。

由此可见，磁盘阵列为了满足主机不断提高的IO处理能力需求、具备大数量IOPS处理能力，就必须克服软件处理瓶颈，大幅提升磁盘阵列的IO处理性能。

针对上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种磁盘阵列控制器、输入输出IO数据处理方法及装置，以至少解决相关技术中IO数据处理是通过CPU软件处理所导致的IO处理性能受限的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种磁盘阵列控制器，包括：中央处理单元CPU和数据处理器；其中，CPU与数据处理器连接；CPU，用于向数据处理器下发控制信息；数据处理器，用于根据控制信息与前端接口模块和后端接口模块进行输入输出IO数据交互。

可选地，数据处理器为IO映射器。