[发明专利]多控存储系统中进行数据同步的方法和装置

说明书

本发明公开了一种多控存储系统中进行数据同步的方法和装置，属于数据存储领域。该系统包括多个存储控制器以及由若干固态硬盘构成的盘阵列，多个存储控制器与盘阵列连接，每个存储控制器在盘阵列上均对应有一个元数据存储区。该方法包括：通过选定的任何一个存储控制器将写操作的待写入数据直接写入到盘阵列中，同时将写操作产生的元数据直接写入到该存储控制器对应的元数据存储区中；各个存储控制器周期性的从其它存储控制器对应的元数据存储区中读取其它存储控制器写入的元数据，并根据读取的元数据对自身的元数据进行更新。本发明大大简化了系统的设计，降低了硬件和软件的复杂度和成本，减少了数据写入的层级，提高了系统的可靠性和性价比。

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别是指一种多控存储系统中进行数据同 步的方法和装置。

背景技术

中高端企业级存储系统，大多采用双控或多控的架构，达到高可靠性 和高性能，客户端可以通过任意一个存储控制器对存储系统进行读写操作。 这就要求存储系统的多控之间保持同步的状态：即每个存储控制器保存的 表示磁盘存储状态信息的元数据都是相同且最新的。这是一个十分费时的 操作，对存储系统的性能影响很大。

对于磁盘(机械硬盘)阵列形式的存储系统，由于磁盘的随机读写性 能很差，将数据写入磁盘的速度很慢，因此多控之间的同步是通过“内存 +电池”的方式实现的，待写入的数据(包括相关元数据)需要先写入特 定的内存，再写入磁盘阵列。例如双控Active+Active的存储系统，其写 操作包括：

待写入的数据在下发磁盘阵列的同时，写入本地一块特定的内存，写 入远端一块特定的内存；写入完成后，本地和远端分别返回“ack”信号； 本地成功收到两个“ack”信号后，向客户端返回w_ack信号。本地和远 端根据最新写入的数据(和元数据)，更新元数据信息，完成写操作过程。 如果写操作失败，本地和远端均放弃该待写入数据，并向客户端返回“失 败”信号。

如果写操作过程中，发生掉电等意外情况，则按照如下情况进行操作：

1、若发生一个存储控制器掉电另一个正常的情况，则存储系统进入 单控状态。

2、若发生两个存储控制器均掉电的情况，则存储系统重新工作的时 候，需要经历一个“恢复(recovery)”的过程。

该recovery过程包括掉电保护过程和数据恢复过程。掉电保护过程： 在掉电的时候，特定的内存中的数据写入到持久存储(例如NAND闪存 或磁盘等)中，写入时，需要供电，供电的电源可以是超级电容或者电池 等。数据恢复过程：重新上电以后，持久存储中的数据自动恢复到内存中， 供系统使用。

特定内存为NVIDMM器件，并由DRAM+NAND+超级电容构成掉电 保护。正常工作时，通过DRAM进行数据读写。掉电时，电压探测电路 发出信号，DRAM中的数据被写入到NAND，超级电容提供了所需的电 力。重新上电以后，NAND中的数据自动恢复到DRAM。

或者由DRAM+磁盘+电池构成掉电保护。正常工作时，通过DRAM 进行数据读写。掉电时，电压探测电路发出信号，DRAM中的数据被写入 到磁盘，电池提供了所需的电力。重新上电以后，系统从磁盘中找到保存 的数据，自动恢复到DRAM。

上述磁盘阵列形式的多控存储系统及其同步方法存在以下缺陷：

1.系统复杂：先写入特定内存再写入磁盘的多层级写入方式需要特定 的内存NVDIMM、电池(或超级电容)，并且掉电保护是个相对独立、复 杂的模块，导致硬件系统结构复杂，相应的软件处理流程也较繁琐。

2.可靠性低：复杂的硬件系统导致可靠性降低，并且超级电容、电池 的寿命有限，数据在磁盘、特定内存等多个区域损坏的可能性增大，数据 不一致的可能性也增大。

发明内容