本發(fā)明涉及一種在控制器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，尤其是涉及一種雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

基于對可用性、可靠性的考慮，當前國內(nèi)存儲設(shè)備廠商在設(shè)計和實現(xiàn)存儲系統(tǒng)時越來越多的采用雙控制器架構(gòu)。該架構(gòu)的最大優(yōu)勢是，當其中一個控制器作為服務器，即主服務器正在提供服務時，使用另一個控制器作為此主服務器的鏡像備份服務器。因此，當其中一個控制器出現(xiàn)宕機等異常，另一個控制器可以馬上接管故障控制器，繼續(xù)對用戶提供服務，進而保障數(shù)據(jù)的完整性和服務的連續(xù)性。

緩存鏡像(cachemirroring)是在雙控制器存儲系統(tǒng)中普遍使用的一種cache保護技術(shù)，它是針對存儲系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可能產(chǎn)生的緩存中的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象而制定的解決方案。緩存鏡像的一般實現(xiàn)方式是當一個控制器進行寫操作時，不僅將數(shù)據(jù)寫入本地緩存中，同時將這部分數(shù)據(jù)發(fā)送到對端控制器上建立數(shù)據(jù)鏡像，只有當對端控制器完成數(shù)據(jù)鏡像并通知本地控制器數(shù)據(jù)鏡像已完成時，本地控制器的此次數(shù)據(jù)寫入才算完成。這就要求兩個控制器之間存在一條高效、可靠的連接，需要一種穩(wěn)定、高速的通信系統(tǒng)及方法。這時一般的通信系統(tǒng)及方法大都基于tcp/ip網(wǎng)絡(luò)，兩個控制器之間通過socket建立鏈接和發(fā)送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)本地控制器緩存與對端控制器鏡像之間的數(shù)據(jù)備份。然而在某些應用環(huán)境下，比如視頻存儲應用環(huán)境(順序?qū)懕容^多)，本地控制器緩存與對端數(shù)據(jù)鏡像之間需要大量的數(shù)據(jù)備份通信，受限于tcp/ip網(wǎng)絡(luò)帶寬，緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男軙艿胶艽笥绊憽?/p>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膁ma通信鏈路傳輸效能低的問題。

本發(fā)明一種雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中，包括：第一控制器和第二控制器；第一控制器包括：第一dma通道接口層、第一dma通道驅(qū)動層以及第一硬件層；第一dma通道接口層中包括多個第一dma通道接口，第一dma通道驅(qū)動層包括多個第一dma通道驅(qū)動部，第一硬件層包括多個第一dma通道引擎和第一pcie非透明橋；第一dma通道包括相互連接的第一dma通道引擎、第一dma通道驅(qū)動部以及第一dma通道接口；第一控制器的第一數(shù)據(jù)路由層接收系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)請求，并依據(jù)當前各個第一dma通道數(shù)據(jù)傳輸負荷情況，將請求分配至第一dma通道接口層中數(shù)據(jù)傳輸負荷最輕的第一dma通道接口；第一數(shù)據(jù)路由層接收來自第一dma通道接口層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并發(fā)往系統(tǒng)內(nèi)部，以執(zhí)行對應的數(shù)據(jù)請求傳輸；第一dma通道接口層的多個第一dma通道接口與第一dma通道驅(qū)動層的各個第一dma通道驅(qū)動部對應連接，各個第一dma通道引擎與第一dma通道驅(qū)動層中的對應第一dma通道驅(qū)動部連接，第一pcie非透明橋與第二控制器連接；第一dma通道接口層接收第一數(shù)據(jù)路由層發(fā)送的數(shù)據(jù)請求，并轉(zhuǎn)換此數(shù)據(jù)請求為兼容相應第一dma通道的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)往第一dma通道驅(qū)動層中與選擇的第一dma通道接口連接的第一dma通道驅(qū)動部；第一dma通道接口層接收來自相應第一dma通道驅(qū)動部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并提取其中的有效數(shù)據(jù)，發(fā)往第一數(shù)據(jù)路由層；第一數(shù)據(jù)路由層獲得各個第一dma通道負荷，選擇最輕的負荷對應的第一dma通道。

根據(jù)本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)的一實施例，其中，第二控制器包括：第二dma通道接口層、第二dma通道驅(qū)動層以及第二硬件層；第二dma通道接口層中包括多個第二dma通道接口，第二dma通道驅(qū)動層包括多個第二dma通道驅(qū)動部，第二硬件層包括多個第二dma通道引擎和第二pcie非透明橋；第二dma通道包括相互連接的第二dma通道引擎、第二dma通道驅(qū)動部以及第二dma通道接口；第二控制器的第二數(shù)據(jù)路由層接收系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)請求，并依據(jù)當前各個第二dma通道數(shù)據(jù)傳輸負荷情況，將請求分配至第二dma通道接口層中數(shù)據(jù)傳輸負荷最輕的第二dma通道接口；第二數(shù)據(jù)路由層接收來自第二dma通道接口層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并發(fā)往系統(tǒng)內(nèi)部，以執(zhí)行對應的數(shù)據(jù)請求傳輸；第二dma通道接口層的多個第二dma通道接口與第二dma通道驅(qū)動層的各個第二dma通道驅(qū)動部對應連接，各個第二dma通道引擎與第二dma通道驅(qū)動層中的對應第二dma通道驅(qū)動部連接，第二pcie非透明橋與第一pcie非透明橋連接；第二dma通道接口層接收第二數(shù)據(jù)路由層發(fā)送的數(shù)據(jù)請求，并轉(zhuǎn)換此數(shù)據(jù)請求為兼容相應第二dma通道的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)往第二dma通道驅(qū)動層中與選擇的第二dma通道接口連接的第二dma通道驅(qū)動部；第二dma通道接口層接收來自相應第二dma通道驅(qū)動部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并提取其中的有效數(shù)據(jù)，發(fā)往第二數(shù)據(jù)路由層；第二數(shù)據(jù)路由層獲得各個第二dma通道負荷，選擇最輕的負荷對應的第二dma通道。

根據(jù)本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)的一實施例，其中，第二控制器將將第一控制器的數(shù)據(jù)，通過第二pcie非透明橋，第二dma通道引擎，傳輸至對應連接的第二dma通道驅(qū)動部，第二dma通道驅(qū)動部發(fā)送數(shù)據(jù)請求至對應連接的第二dma通道接口，以提取其中的有效數(shù)據(jù)，第二控制器的相應第二dma通道接口將有效數(shù)據(jù)發(fā)往第二控制器中的系統(tǒng)通信軟件。

根據(jù)本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)的一實施例，該負荷為數(shù)據(jù)請求隊列的長度。

根據(jù)本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)的一實施例，當多個第一dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度相近或相同時，第一數(shù)據(jù)路由層選擇其中數(shù)據(jù)請求隊列的字節(jié)數(shù)最少的第一dma通道作為傳輸通道；當多個第二dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度相近或相同時，第二數(shù)據(jù)路由層選擇其中數(shù)據(jù)請求隊列的字節(jié)數(shù)最少的第一dma通道作為傳輸通道。

本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)，以選擇數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢摵勺畹偷膁ma通信鏈路，提供數(shù)據(jù)傳輸效能。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖；

圖2所示為本發(fā)明雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸方法的步驟流程圖；

其中，附圖標記說明如下：

80控制器a；81系統(tǒng)內(nèi)部通信軟件；

82數(shù)據(jù)路由層；83dma通道接口層；

84dma通道驅(qū)動層；85硬件層；

90控制器a；91系統(tǒng)內(nèi)部通信軟件；

92數(shù)據(jù)路由層；93dma通道接口層；

94dma通道驅(qū)動層；95硬件層。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

圖1所示為本發(fā)明雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖，參考圖1，該圖表示本發(fā)明的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。由此圖可知，所述雙控制器存儲系統(tǒng)包括控制器80和控制器90，其中控制器80與控制器90分別包括有數(shù)據(jù)路由層和dma通道接口層。

如圖1所示，控制器80的數(shù)據(jù)路由層82接收系統(tǒng)內(nèi)部通信軟件81發(fā)出的數(shù)據(jù)請求，并依據(jù)當前各個dma通道數(shù)據(jù)傳輸負荷情況，將請求分配至dma通道接口層83中數(shù)據(jù)傳輸負荷最輕的dma通道接口；另一方面，數(shù)據(jù)路由層82接收來自dma通道接口層83傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并發(fā)往系統(tǒng)內(nèi)部通信軟件81，以執(zhí)行對應的數(shù)據(jù)請求傳輸。

如圖1所示，dma通道接口層83中包括多個dma通道接口，并與dma通道驅(qū)動層84的各個dma通道驅(qū)動部隊應連接。硬件層85包括各個dma通道引擎和pcie非透明橋，各個dma通道引擎與dma通道驅(qū)動層84中的對應dma通道驅(qū)動部連接，pcie非透明橋與控制器80的硬件層95中的pcie非透明橋連接?？刂破?0的dma通道驅(qū)動層94、dma通道接口層93、數(shù)據(jù)路由層92及系統(tǒng)內(nèi)部通信軟件91之間的連接關(guān)系類似于控制器80中的對應組件，這里不再贅述。

如圖1所示，dma通道接口層83一方面接收數(shù)據(jù)路由層82發(fā)送的數(shù)據(jù)請求，并轉(zhuǎn)換此數(shù)據(jù)請求為兼容相應dma通道的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)往dma通道驅(qū)動層84中與選擇的dma通道接口連接的dma通道驅(qū)動部；另一方面，dma通道接口層83接收來自相應dma通道驅(qū)動部傳輸?shù)臄?shù)據(jù)請求，并提取其中的有效數(shù)據(jù)，發(fā)往數(shù)據(jù)路由層82。

如圖1所示，數(shù)據(jù)路由層82獲得各個dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度，選擇長度最短的數(shù)據(jù)請求隊列對應的dma通道，因而選擇數(shù)據(jù)傳輸負荷最輕的dma通道接口，以得到最佳的傳輸路徑。

當多個dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度相近或相同時，數(shù)據(jù)路由層82則選擇其中數(shù)據(jù)請求隊列總字節(jié)數(shù)最少的dma通道作為傳輸通道，以盡量實現(xiàn)各個dma通道之間的負載均衡，從而提升系統(tǒng)的整體效能。

同理，控制器90的數(shù)據(jù)路由層92及dma通道接口層93的功能類似于控制器80的數(shù)據(jù)路由層82及dma通道接口層83。

圖2所示為本發(fā)明雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸方法的步驟流程圖，參考圖2，此圖為本發(fā)明實施例雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸方法的步驟流程圖，圖中所示的數(shù)據(jù)傳輸實施例涉及數(shù)據(jù)由控制器a發(fā)送至控制器b，反之流程亦然。

依照本實施例，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟：

步驟802、接收控制器a系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸請求；

步驟803、獲取當前各個dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度；

步驟804、選擇請求隊列長度最短的dma通道所對應的dma通道接口；

步驟805、將該數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)換為dma通道接口兼容的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)送至對應的dma通道驅(qū)動部；

步驟806、然后，控制器a的對應dma通道驅(qū)動部接收該數(shù)據(jù)請求，將其加入請求隊列隊尾，從請求隊列對頭依次取出數(shù)據(jù)請求，并控制相應dma通道引擎發(fā)送數(shù)據(jù)請求至控制器b；

步驟807、控制器b中與控制器a的dma通道引擎通過pcie非透明橋連接的dma通道引擎接收請求，并傳輸至對應連接的dma通道驅(qū)動部。

步驟808、dma通道驅(qū)動部發(fā)送數(shù)據(jù)請求至對應連接的dma通道接口，以提取其中的有效數(shù)據(jù)。

步驟809、控制器b的相應dma通道接口將有效數(shù)據(jù)發(fā)往控制器b中的系統(tǒng)通信軟件。

本發(fā)明所提供的雙控制器存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，應用于雙控制器存儲系統(tǒng)的控制器a中緩存鏡像與控制器b中緩存鏡像之間的通信，所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括：內(nèi)部通信模塊、數(shù)據(jù)路由層、dma通道接口層以及dma通道驅(qū)動層。其中，該內(nèi)部通信模塊發(fā)出相應的控制器a中緩存鏡像或控制器b中的緩存鏡像的數(shù)據(jù)請求，以傳輸數(shù)據(jù)至控制器b中緩存鏡像或控制器a中緩存鏡像；該數(shù)據(jù)路由層接收該內(nèi)部通信模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)請求，并獲得當前各個dma通道的請求隊列長度，選擇長度最短的請求隊列對應的dma通道；該dma通道接口層包括多個dma通道接口，該dma通道接口層接收該數(shù)據(jù)請求分配至與選擇的dma通道對用的dma通道接口，并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)請求為dma通道接口兼容的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)送至相應dma通道驅(qū)動部；該dma通道驅(qū)動層包括多個dma通道驅(qū)動部，其相應dma通道驅(qū)動部接收數(shù)據(jù)請求，并將數(shù)據(jù)請求加入其請求隊列隊尾，并依次從請求隊列隊頭取出數(shù)據(jù)請求，通過相應dma通道引擎發(fā)送該數(shù)據(jù)請求至控制器b中緩存鏡像或控制器a中緩存鏡像。

本發(fā)明所提供的雙控制器存儲系統(tǒng)緩存鏡像的數(shù)據(jù)傳輸方法，應用于雙控制器存儲系統(tǒng)的控制器a中緩存鏡像與控制器b中緩存鏡像之間的數(shù)據(jù)傳輸，所述方法包括如下步驟：接收控制a或控制器b的通信系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)請求，獲得當前各個dma通道數(shù)據(jù)請求隊列的長度，選擇長度最短的數(shù)據(jù)請求隊列所對應的dma通道；轉(zhuǎn)換該數(shù)據(jù)請求為與選擇dma通道對應的dma接口兼容的數(shù)據(jù)格式，以發(fā)送至與該dma通道接口連接的一個對應dma通道驅(qū)動部；該dma驅(qū)動部將該數(shù)據(jù)請求加入其請求隊列的隊尾，依次從請求隊列隊頭取出數(shù)據(jù)請求，并通過控制與其連接的一個對應dma通道引擎，以發(fā)送數(shù)據(jù)請求至控制器b或控制器a中的與dma通道引擎對應的dma通道引擎；通過控制器b或控制器a的dma通道引擎，發(fā)送數(shù)據(jù)請求至與其連接的對應dma通道驅(qū)動部；通過該dma通道驅(qū)動部接收數(shù)據(jù)請求并發(fā)送至與其連接的對應dma通道接口；以及該dma通道接口提取接受的數(shù)據(jù)請求中的數(shù)據(jù)，并傳輸數(shù)據(jù)至控制器b或控制器a的通信系統(tǒng)。

本發(fā)明依據(jù)當前各個dma通道負荷情況，選擇當前負荷最低的dma通道傳輸數(shù)據(jù)，進而選擇傳輸效能最高的路徑。因此，不但可以充分調(diào)度多個dma通道資源，而且保障數(shù)據(jù)請求以最短的時間得到傳輸。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。