CN105072029B - 一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统，当监测到第一心跳链路发生故障时，判断第一数据链路是否发生故障，当判定第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息；当判定第一数据链路发生故障时，启动第二心跳链路和第二数据链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息，利用第二数据链路传输数据信息。以上技术方案可有效防止某些心跳信号线路异常、通信异常等原因而造成的心跳检测异常，存储系统中控制器之间的通信线路容错性能很好，能满足不同应用环境和网络环境，以此实现了多路冗余，保证了系统可靠性和业务连续性。

Description

一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统

技术领域

本发明涉及双活双控存储系统技术领域，特别是涉及一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统。

背景技术

当今，随着信息技术的飞速发展，存储系统在IT系统的基石作用更明显，在多数存储系统中，一般存在2个节点(即两个控制器)，两个节点间需要进行冗余交互。

目前常用的存储系统是双活双控存储系统，其工作模式为双控双活工作模式(又被成为Active-Active工作模式)，即两个控制器都处于激活状态，可并行处理来自应用服务器的I/O请求，一旦某个控制器出现故障或离线，另一个控制器将及时接管其工作，且不影响自己现有的任务。该工作模式在通过互为冗余备份来确保系统高可靠性的同时，还具有均衡业务量、充分利用资源和提升系统性能等诸多优点。

实际应用中，双活双控存储系统中两个控制器之间是通过冗余链路实现对控制器信息的冗余备份。其中，控制器信息为双控冗余所需的必备资源，包含数据信息、心跳信息、配置信息等必须共享的信息。

现有技术中，双活双控存储系统的冗余链路设计主要有2种：一是单独的机箱外接链路，通过线缆来实现双节点的互连，实现数据共享链路。但此种方式无法实现冗余，且比较容易受到外部环境的干扰。二是在机箱内使用共享背板，实现部分数据的共享。但此时无法实现服务业务的共享冗余。

针对以上问题，亟需一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法，以实现多路冗余，保证系统可靠性和业务连续性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统，以实现多路冗余，保证系统可靠性和业务连续性的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法，利用第一心跳链路传输心跳信息及利用第一数据链路传输数据信息，该方法包括：

监测所述第一心跳链路和所述第一数据链路的工作状态；

当监测到所述第一心跳链路发生故障时，判断所述第一数据链路是否发生故障，当判定所述第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息；

当判定所述第一数据链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

上述方法中，优选的，在所述监测到所述第一心跳链路发生故障之前，还包括：

当监测到所述第一数据链路发生故障时，判断所述第一心跳链路是否发生故障，当判定所述第一心跳链路未发生故障时，启动第二数据链路，并利用所述第二数据链路传输所述数据信息；

当判定所述第一心跳链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和所述第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

上述方法中，优选的，在所述启动第二心跳链路之后，还包括：

判断所述第二心跳链路是否启动成功；

当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

上述方法中，优选的，在所述启动所述第二心跳链路和第二数据链路之后，还包括：

判断所述第二心跳链路和第二数据链路是否启动成功；

当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

上述方法中，优选的，在所述启动高可用链路进行链路复位之后，还包括：

判断所述高可用链路是否复位成功；

当判定复位成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定复位失败时，发出错误提示警告。

本发明还提供了一种双活双控存储系统的冗余链路设计系统，包括数据传输单元，用于利用第一心跳链路传输心跳信息及利用第一数据链路传输数据信息；该系统还包括：

故障监测单元，用于监测所述第一心跳链路和所述第一数据链路的工作状态；

第一链路启动单元，用于当监测到所述第一心跳链路发生故障时，判断所述第一数据链路是否发生故障，当判定所述第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并使所述数据传输单元利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息；

第二链路启动单元，用于当判定所述第一数据链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和第二数据链路，并使所述数据传输单元利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息及利用第二数据链路传输所述数据信息。

上述系统中，优选的，还包括：

第三链路启动单元，用于当监测到所述第一数据链路发生故障时，判断所述第一心跳链路是否发生故障，当判定所述第一心跳链路未发生故障时，启动第二数据链路，并利用所述第二数据链路传输所述数据信息；

第四链路启动单元，用于当判定所述第一心跳链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和所述第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

上述系统中，优选的，还包括：

第一判断单元，用于在所述启动第二心跳链路之后，判断所述第二心跳链路是否启动成功；

第一恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

第一高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

上述系统中，优选的，还包括：

第二判断单元，用于在所述启动所述第二心跳链路和第二数据链路之后，判断所述第二心跳链路和第二数据链路是否启动成功；

第二恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

第二高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

上述系统中，优选的，还包括：

第三判断单元，用于在所述启动高可用链路进行链路复位之后，判断所述高可用链路是否复位成功；

第三恢复单元，用于当判定复位成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

错误警告单元，用于当判定复位失败时，发出错误提示警告。

以上本发明提供的双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统中，存储系统运行时，优先选用第一心跳链路传输心跳信息及第一数据链路传输数据信息，基于此，首先监测第一心跳链路和第一数据链路的工作状态；当监测到第一心跳链路发生故障时，判断第一数据链路是否发生故障，当判定第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并利用第二心跳链路传输所述心跳信息；当判定所述第一数据链路发生故障时，启动第二心跳链路和第二数据链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息，利用第二数据链路传输数据信息。以上技术方案可有效防止某些心跳信号线路异常、通信异常等原因而造成的心跳检测异常，存储系统中控制器之间的通信线路容错性能很好，能满足不同应用环境和网络环境，以此实现了多路冗余，保证了系统可靠性和业务连续性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例1的流程图；

图2为本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例2的一流程图；

图3为本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例2的另一流程图；

图4为本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例3的流程图；

图5为本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计系统实施例1的结构框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统，以实现多路冗余，保证系统可靠性和业务连续性的目的。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实际应用中，双活双控存储系统中两个控制器之间是通过冗余链路(也称信息通道)从控制角度，分为带内和带外模式，带内模式的信息通道为OS层面使用，由上层应用组装数据格式；带内信息通道保护高速通道和低速通道，高速通道可以使用PCIE、SAS、10GbE、FC等，高速通道用来传输数据信息；低速通道可以使用I2C、串口、1GbE等，低速通道用来传输心跳和配置信息；带外模式的信息通道为硬件逻辑线路，与上层应用无关，但需要系统从OS层面触发。带外通道为高可用控制通道，可以使用GPIO、I2C等链路连接到对端节点的CPLD，控制对端节点复位、重启、关机等动作。

本发明中，为在存储系统运行时，优先选择第一心跳链路和第一数据链路来分别传输心跳信息和数据信息，若出现未响应或异常时，认为链路出故障。基于此，参考图1，示出了本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例1的流程图，该方法具体可以包括如下步骤：

步骤S100、监测第一心跳链路和第一数据链路的工作状态；当监测到第一心跳链路发生故障时，进入步骤S101；

具体地，监测上述两条链路的工作状态，判断这两条链路是否发生故障，这里发生故障的情况可以是第一心跳链路发生故障，也可以是第一数据链路发生故障，还可以是这两条链路同时发生故障，当然，本实施例中主要针对第一心跳链路发生故障的情况和两条链路同时发生故障进行说明，其它情况在后文阐述。

存储系统的双节点间，私有控制器信息无需传递给对端控制器；需要冗余的相关数据、服务、心跳等信息，优先新到对端节点，成功返回后再写到本节点，保证信息一致性；双节点间的信息通道是双向的，需冗余的信息需要备份到对方。

步骤S101、判断第一数据链路是否发生故障，当判定第一数据链路未发生故障时，进入步骤S102，当判定第一数据链路发生故障时(意味着第一心跳链路和第一数据链路均出故障)，进入步骤S103；

步骤S102、启动第二心跳链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息；

本发明中，当某条链路发生故障后，启动其它备用的链路并利用这条备用的链路成功地接替发生故障的链路的数据传输工作，比如在步骤S102中，启动第二心跳链路，并利用第二心跳链路正常、成功地传输心跳信息，解决了第一心跳链路发生的故障问题，即成为实现了恢复双活双控存储系统的应用。

步骤S103、启动第二心跳链路和第二数据链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息，利用第二数据链路传输数据信息。

本发明中，无论是上述提及的第一心跳链路、第二心跳链路，还是第一数据链路和第二数据链路，它们均是从链路传输信息的类型上来区分的，比如，传输心跳信息的链路就叫心跳链路。显然，这是从虚拟的功能角度来看的。在物理实现上，上述各个信息通道(即各链路)可以在机箱内通过高速背板来实现存储系统双节点物理连接，高速背板设计需要满足高速信号线要求；也可以带存储系统机箱外通过线缆和交换设计连接。

以上技术方案可有效防止某些心跳信号线路异常、通信异常等原因而造成的心跳检测异常，存储系统中控制器之间的通信线路容错性能很好，能满足不同应用环境和网络环境，以此实现了多路冗余，保证了系统可靠性和业务连续性。

另外，本发明所提供的技术方案技术难度适中，可以推广：利用现有存储系统设备进行改造，在当期存储系统的基础上增加外部链路，然后通过调整软件实现，实施、实现难度较小。

基于上述本发明实施例针对第一心跳链路发生故障的情况进行说明的技术方案，进一步地，本发明提供了一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例2，参考图2，具体地，在步骤S102中启动第二心跳链路之后，还可以包括以下步骤：

步骤S200、判断第二心跳链路是否启动成功；当判定启动成功时，进入步骤S201，当判定启动失败时，进入步骤S202；

步骤S201、恢复双活双控存储系统的应用；

步骤S202、启动高可用链路进行链路复位，以恢复双活双控存储系统的应用。

具体地，启用高可用控制通道，进行对端节点的复位、重启等动作，进一步保证了双控系统的准确性和可靠性。

同样的思路，在步骤S103中启动第二心跳链路和第二数据链路之后，参考图3，还可以包括以下步骤：

步骤S300、判断第二心跳链路和第二数据链路是否启动成功；当判定启动成功时，进入步骤S301，当判定启动失败时，进入步骤S302；

步骤S301、恢复双活双控存储系统的应用；

步骤S302、启动高可用链路进行链路复位，以恢复双活双控存储系统的应用。

进一步地，针对上述步骤S202和步骤S302中在启动高可用链路进行链路复位之后，还可以判断高可用链路是否复位成功；当判定复位成功时，恢复双活双控存储系统的应用；当判定复位失败时，发出错误提示警告。

基于上述本发明实施例是针对第一心跳链路发生故障的情况进行说明，这里，针对第一数据链路发生故障，本发明提供了一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例3，具体内容请参考图4：

步骤S400、当监测到第一数据链路发生故障时，进入步骤S401；

具体地，同样是监测第一心跳链路和第一数据链路的工作状态；在监测到第一心跳链路发生故障之前，监测到第一数据链路发生故障，则进入步骤S401。当然，实际应用中，监测某条链路是否发生故障是不会存在先后顺序的，这里仅仅是为了本领域技术人员能够更好地理解本发明提供的技术方案举得例子，并不做严格要求。

步骤S401、判断第一心跳链路是否发生故障，当判定第一心跳链路未发生故障时，进入步骤S402，当判定第一心跳链路未发生故障时，进入步骤S403；

步骤S402、启动第二数据链路，并利用第二数据链路传输数据信息；

步骤S403、启动第二心跳链路和第二数据链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息，利用第二数据链路传输数据信息。

与上述本发明一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法实施例1相对应，本发明还提供了一种双活双控存储系统的冗余链路设计系统实施例1，该系统500可以包括数据传输单元，用于利用第一心跳链路传输心跳信息及利用第一数据链路传输数据信息；参考图5，该系统500还可以包括如下内容：

故障监测单元501，用于监测第一心跳链路和第一数据链路的工作状态；

第一链路启动单元502，用于当监测到第一心跳链路发生故障时，判断第一数据链路是否发生故障，当判定第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并使数据传输单元利用第二心跳链路传输心跳信息；

第二链路启动单元503，用于当判定第一数据链路发生故障时，启动第二心跳链路和第二数据链路，并使数据传输单元利用第二心跳链路传输心跳信息及利用第二数据链路传输数据信息。

本发明中，上述系统500还可以包括：

第三链路启动单元，用于当监测到第一数据链路发生故障时，判断第一心跳链路是否发生故障，当判定第一心跳链路未发生故障时，启动第二数据链路，并利用第二数据链路传输数据信息；

第四链路启动单元，用于当判定第一心跳链路发生故障时，启动第二心跳链路和第二数据链路，并利用第二心跳链路传输心跳信息，利用第二数据链路传输数据信息。

本发明中，上述系统500还可以包括第一判断单元，用于在启动第二心跳链路之后，判断第二心跳链路是否启动成功；

第一恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复双活双控存储系统的应用；

第一高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复双活双控存储系统的应用。

本发明中，上述系统500还可以包括：

第二判断单元，用于在启动第二心跳链路和第二数据链路之后，判断第二心跳链路和第二数据链路是否启动成功；

第二恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复双活双控存储系统的应用；

第二高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复双活双控存储系统的应用。

本发明中，上述系统500还可以包括：

第三判断单元，用于在启动高可用链路进行链路复位之后，判断高可用链路是否复位成功；

第三恢复单元，用于当判定复位成功时，恢复双活双控存储系统的应用；

错误警告单元，用于当判定复位失败时，发出错误提示警告。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双活双控存储系统的冗余链路设计方法，其特征在于，利用第一心跳链路传输心跳信息及利用第一数据链路传输数据信息，该方法包括：

监测所述第一心跳链路和所述第一数据链路的工作状态；

当监测到所述第一心跳链路发生故障时，判断所述第一数据链路是否发生故障，当判定所述第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息；

当判定所述第一数据链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述监测到所述第一心跳链路发生故障之前，还包括：

当监测到所述第一数据链路发生故障时，判断所述第一心跳链路是否发生故障，当判定所述第一心跳链路未发生故障时，启动第二数据链路，并利用所述第二数据链路传输所述数据信息；

当判定所述第一心跳链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和所述第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述启动第二心跳链路之后，还包括：

判断所述第二心跳链路是否启动成功；

当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述启动所述第二心跳链路和第二数据链路之后，还包括：

判断所述第二心跳链路和第二数据链路是否均启动成功；

当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述启动高可用链路进行链路复位之后，还包括：

判断所述高可用链路是否复位成功；

当判定复位成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

当判定复位失败时，发出错误提示警告。

6.一种双活双控存储系统的冗余链路设计系统，其特征在于，包括数据传输单元，用于利用第一心跳链路传输心跳信息及利用第一数据链路传输数据信息；该系统还包括：

故障监测单元，用于监测所述第一心跳链路和所述第一数据链路的工作状态；

第一链路启动单元，用于当监测到所述第一心跳链路发生故障时，判断所述第一数据链路是否发生故障，当判定所述第一数据链路未发生故障时，启动第二心跳链路，并使所述数据传输单元利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息；

第二链路启动单元，用于当判定所述第一数据链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和第二数据链路，并使所述数据传输单元利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息及利用第二数据链路传输所述数据信息。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第三链路启动单元，用于当监测到所述第一数据链路发生故障时，判断所述第一心跳链路是否发生故障，当判定所述第一心跳链路未发生故障时，启动第二数据链路，并利用所述第二数据链路传输所述数据信息；

第四链路启动单元，用于当判定所述第一心跳链路发生故障时，启动所述第二心跳链路和所述第二数据链路，并利用所述第二心跳链路传输所述心跳信息，利用第二数据链路传输所述数据信息。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第一判断单元，用于在所述启动第二心跳链路之后，判断所述第二心跳链路是否启动成功；

第一恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

第一高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第二判断单元，用于在所述启动所述第二心跳链路和第二数据链路之后，判断所述第二心跳链路和第二数据链路是否均启动成功；

第二恢复单元，用于当判定启动成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

第二高可用链路启动单元，用于当判定启动失败时，启动高可用链路进行链路复位，以恢复所述双活双控存储系统的应用。

10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，还包括：

第三判断单元，用于在所述启动高可用链路进行链路复位之后，判断所述高可用链路是否复位成功；

第三恢复单元，用于当判定复位成功时，恢复所述双活双控存储系统的应用；

错误警告单元，用于当判定复位失败时，发出错误提示警告。