CN101377748A - 校验储存装置的读写功能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校验储存装置的读写功能的方法，用于在具备双控制器且共享单一储存装置的系统架构下，校验写入储存设备的数据是否正确。首先。建立第一控制器与第二控制器的连接。之后，第一控制器计算数据段写入硬盘的起始地址，并将数据段写入硬盘。接着，第一控制器传送记录有数据段内容的数据段及数据段所在起始扇区位置，并报告给第二控制器。最后，第二控制器至硬盘该数据段存储的起始扇区位置读取数据段，并对比是否与数据段报告内的数据段内容一致。

Description

校验储存装置的读写功能的方法

技术领域

本发明涉及一种硬盘校验方法，特别是涉及一种在双控制系统执行硬盘数据读写操作的相互校验方法。

背景技术

计算机包括一颗中央处理器(CPU)、存储器、主机板、硬盘等核心控制设备以及输出入装置(例如鼠标、键盘及屏幕)，使用者通过输出入装置经主机板的连接端口来操作硬盘等储存设备。随着储存的数据量快速增长，计算机需要大量的储存空间，于是发展出磁盘阵列(Redundant Array of IndependentDisks，RAID)解决储存空间不足的问题。RAID是一种大容量储存方案，RAID把多颗硬盘组合为逻辑磁盘。当储存容量不足时，仅需增加RAID的硬盘数目即可增加计算机的储存空间。运算能力较高的计算机可用以作为提供多使用者服务的服务器，然而目前服务种类渐增以及服务人数的扩充，现有架构的服务器逐渐不能满足繁重的数据处理量，双控制器(Dual Controller)的系统架构于是孕育而生。所谓双控制器(Dual Controller)服务器即是具备两个控制器的系统，每一控制器各自包括一颗中央处理器(CPU)、存储器、主机板、网络卡等。控制器的组成组件与前述计算机设备相似，不同的是两控制器通过一个硬盘底板(backplane)连接RAID内的硬盘组(以下简称硬盘)进行数据读写。

双控制器系统进行数据读写时，若其一控制器对硬盘写入数据后，另一控制器应该可由此硬盘读取之前写入的数据，且这两个控制器所读出的数据应该是一致的。实际上，在架设共享单一储存装置的双控制器系统时，可能因为网络环境、数据的延迟写入或储存装置本身的硬件错误等因素，使得两控制器在读取数据时不一致。因此，在架构上述双控制器系统后，还需验证两个控制器读取储存装置时可否达到数据一致性，以确保双控制器系统的读写功能正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种校验储存装置的读写功能的方法，来验证双控制器系统存取共享的单一储存装置时，取得的数据是否正确一致，来解决公知技术中双控制器系统中，两个控制器共同存取单一储存装置可能存在数据读写不一致的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种校验储存装置的读写功能的方法，包括以下步骤：步骤a.建立由第一控制器至第二控制器的连接；步骤b.第一控制器依据本身的内网IP地址计算数据段写入硬盘的起始扇区位置，并将此数据段写入硬盘；步骤c.第一控制器传送一个写入数据段及数据段所在扇区位置，并且报告给第二控制器，此写入数据段报告记录有起始扇区位置及数据段；步骤d.第二控制器依据此写入数据段报告的起始扇区位置至硬盘读取被写入的数据段；及步骤e.第二控制器自硬盘该数据段存储的起始扇区位置读取数据段，并对比数据段与写入数据段报告记录的数据段内容是否相同，并输出比较结果。

依照本发明的较佳实施例所述的校验储存装置的读写功能的方法，起始地址的计算步骤为：首先，取出内网IP地址各分段的10进位制数字；接着，将这些分段数字相加得一组地址和；最后，计算此地址和及一个整数型别的鉴别参数的乘积，并将此乘积设为起始扇区位置。

依照本发明的较佳实施例所述的校验储存装置的读写功能的方法，写入数据段报告包括该数据段所需起始扇区位置、数据段、数据段所需扇区(Sector)数量、硬盘设备所在的插槽信息。

依照本发明的较佳实施例所述的校验储存装置的读写功能的方法，第二控制器以逐位对比的方式对比自硬盘读取的数据段及记录于写入数据段报告的数据段的内容。第二控制器并在对比后，依据对比结果产生校验结果报告，并传送至第一控制器。当校验结果报告记录有错误信息，则第一控制器将此错误信息记录于一个历史文件(log file)，并将硬盘的数据还原为未写入此数据段时的状态。

依照本发明的较佳实施例所述的校验储存装置的读写功能的方法，还包括设定验证次数以重复执行下面步骤：第一控制器递增地将数据段写入硬盘中尚未验证的扇区位置，并执行c.步骤至e.步骤。

由上所述，本发明借助第一控制器将数据段写入硬盘，并发送写入数据段报告给第二控制器。第二控制器借助此写入数据段报告记录的扇区位置至硬盘读取数据段而与记录于写入数据段报告的数据段对比，以达到验证双控制器系统存取共享的单一储存装置时，两控制器取得的数据的一致性。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的具备双控制器且共享单一储存装置的系统架构的示意图；

图2为本发明较佳实施例的校验储存装置的读写功能的方法流程图；

图3为本发明较佳实施例的起始扇区位置计算并写入硬盘地址的示意图。

其中，附图标记：

110       第一控制器

120       第二控制器

112、122  微处理器

114、124  存储器

116、126  网络卡

130       底板

140       硬盘

S210      建立由第一控制器至第二控制器的连接

S220      第一控制器依据本身的内网IP地址计算数据段写入硬盘的起始扇区位置，并将数据段写至硬盘

S230      第一控制器传送写入数据段报告给第二控制器，写入数据段报告记录有起始扇区位置及数据段

S240      第二控制器依据写入数据段报告的起始扇区位置至硬盘读取被写入的数据段

S250      第二控制器自硬盘读取数据段，并对比数据段与写入数据段报告记录的数据段内容是否相同，并输出比较结果

具体实施方式

校验储存装置的读写功能的方法用于测试具备双控制器且共享单一储存装置的系统架构。图1为本发明较佳实施例的具备双控制器且共享单一储存装置的系统架构的示意图。本发明所谓的双控制器系统，可视为是以两台具基本运算能力的计算机连结而成的分布式系统，但这里所指的双控制器系统与一般分布式系统稍有不同，请参考图1。第一控制器110具有微处理器112、存储器114以及网络卡116，第二控制器120同样的具有微处理器122、存储器114以及网络卡126，两控制器都设置有相异的内网IP地址，且可以网络线(或以无线网络媒介)等设备相互连结为小型局域网络。多颗硬盘140以底板130(backplane)串连，用以供第一控制器110与第二控制器120连接而共同存取数据。也就是说，双控制器系统可视为以两台有基本运算及网络功能的计算机连结而成的小型网络，但是此两台计算机共享单一储存装置。

接下来，说明本发明的校验储存装置的读写功能的方法。图2为本发明较佳实施例的校验储存装置的读写功能的方法流程图。请参考图1及图2，校验储存装置的读写功能的方法用以检验前述第一控制器110及第二控制器120存取单一储存装置(即图1的多颗硬盘140)的功能是否正常，其包括下列步骤：

步骤a.建立由第一控制器至第二控制器的连接(S210)。在一较佳实施例中，可由第一控制器110触发与第二控制器120建立Socket连接。第二控制器120与第一控制器110建立联机后还启动监听服务程序(此监听服务为以计算机执行的操作系统背景服务程序)，并执行以下步骤：等待接收第一控制器传送的信息封包；待接收到信息封包后，解析此信息封包的内容，以取得硬盘插槽位置、扇区操作位置、扇区操作数量及样本数据(pattern data)等信息；第二控制器依据硬盘插槽位置、扇区操作位置，从硬盘读取数据段，并比较数据段与样本数据是否为一致；第二控制器传送数据段与样本数据的对比结果信息至第一控制器。

步骤b.第一控制器依据本身的内网IP地址计算数据段写入硬盘的起始扇区地址，并将数据段写入硬盘(S220)。另外，第一控制器还检测硬盘数目、硬盘总容量以及硬盘的装置名称，以便第一控制器决定写入硬盘的数据段长度及数据段写入路径。数据段选自2进位制、10进位制、16进位制的整数型别的数据，而起始扇区位置的计算步骤包括：取出内网IP地址各分段的10进位制数字；将这些分段数字相加为一组地址和；以及计算此地址和、数据段长度及鉴别参数的乘积即计算出起始扇区位置。

图3为本发明较佳实施例的起始位置计算并写入硬盘地址的示意图。请参考图3，举例来说第一控制器的内网IP地址例如为192.168.0.1而第二控制器的内网IP地址例如为192.168.0.2，则第一控制器将数据段写入硬盘的起始位置算法则为(192+168+0+2)*鉴别参数。其中鉴别参数为整数型别参数，鉴别参数为1000，则硬盘的第361000字节(由第0扇区算起第361K字节的地址)即为第一控制器将数据段写入硬盘的扇区起始位置；同理，第二控制器将数据段写入硬盘的起始扇区位置为第362000字节。设置鉴别参数的目的是预防两控制器将数据段写入硬盘的同一地址(因为也可由第二控制器将数据段写至硬盘以进行校验操作)，事实上，双控制器系统内的两个控制器相互连结为小型局域网络，两控制器的内网IP地址一定为相异的地址，故就算未设置鉴别参数，也可避免两控制器将数据段写入硬盘的同一地址。

步骤c.第一控制器传送写入数据段报告给第二控制器，写入数据段报告记录有起始扇区位置及数据段(S230)。在本较佳实施例中，写入数据段报告还包括：写入数据来源的内网IP地址、数据段所需扇区(Sector)数量、硬盘设备信息及数据写入的时间。

步骤d.第二控制器依据写入数据段报告的起始扇区位置至硬盘读取被写入的数据段(S240)。第二控制器由写入数据段报告中的写入数据来源的内网IP地址至硬盘读取数据段。

步骤e.第二控制器自硬盘读取数据段，并对比数据段与写入数据段报告记录的数据段内容是否相同，并输出比较结果。(S250)。对比的方式为逐位对比从硬盘读取的数据段及记录于写入数据段报告的数据段的内容是否一致。当第二控制器执行此步骤e.后，还依据对比结果产生一个校验结果报告，并传送给第一控制器。第一控制器接收到此校验结果报告后，第一控制器判断校验结果报告若为错误信息，则第一控制器将此错误信息记录于一个历史文件(logfile)，并将硬盘的数据还原为未写入该数据段时的状态(第一控制器可由写入数据段报告取得数据写入的时间，进而将硬盘上的数据还原至此时间点的状态)。

在另一较佳实施例中，校验储存装置的读写功能的方法还包括设定验证次数以重复执行下面步骤：第一控制器递增地将数据段写入硬盘中尚未验证的地址，并执行步骤c.至步骤e.，以验证存入硬盘其它地址的数据也可正确的取出。

综上所述，本发明在第一控制器写入2进位制的数据段同时，产生带有数据段、写入硬盘的起始扇区位置及相关信息的写入数据段报告给第二控制器；第二控制器读取硬盘内的数据段而与接收的写入数据段报告对比，借以验证双控制器系统存取共享的单一储存装置的数据一致性。另外，本发明写入的数据段为选自2进位制、10进位制、16进位制的整数型别的数据，读取数据段而加以对比的操作属于“扇区(Sector)级”的底层操作，故可节省建立硬盘上的文件系统的繁复步骤，简化验证的操作过程。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种校验储存装置的读写功能的方法，在一种具备双控制器且共享单一储存装置的系统架构下，校验写入该单一储存装置的数据是否正确的方法，其特征在于，包括下列步骤：

a.建立由一第一控制器至一第二控制器的一连接；

b.该第一控制器依据本身的内网IP地址计算一数据段写入硬盘的一起始扇区位置，并将该数据段写至该硬盘；

c.该第一控制器传送一写入数据段报告及数据段所在起始扇区位置给该第二控制器，该写入数据段报告记录有该起始扇区位置及该数据段；

d.该第二控制器依据该写入数据段报告的该起始扇区位置至硬盘读取被写入的该数据段；以及

e.该第二控制器从硬盘读取该数据段，并对比该数据段与该写入数据段报告记录的该数据段内容是否相同，并输出一比较结果。

2、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，还包括设定一验证次数以重复执行下面步骤：

该第一控制器递增地将该数据段写入硬盘中尚未验证的地址，并执行该c.步骤至该e.步骤。

3、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该起始扇区位置的计算步骤包括：

取出内网IP地址各分段的10进位制数字；

将该些分段数字相加得一地址和；以及

计算该地址和及一鉴别参数的乘积为该扇区起始位置。

4、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该写入数据段报告还包括：该数据段所需起始扇区位置、数据段、数据段所需扇区数量、硬盘设备所在的插槽信息。

5、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该第二控制器在建立该联机后还启动一监听服务程序，并执行以下步骤：

接收该第一控制器传送的信息封包；

解析该信息封包的内容，以取得硬盘插槽位置、扇区操作位置、扇区操作数量及样本数据；

依据硬盘插槽位置、扇区操作位置，该第二控制器自硬盘读取该数据段，并比较该数据段与该样本数据为一致；及

该第二控制器传送该数据段与该样本数据的对比结果信息至该第一控制器。

6、根据权利要求5所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该监听服务程序为以计算机执行的一操作系统背景服务程序。

7、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该b.步骤的该第一控制器还包括检测硬盘数目、硬盘总容量以及硬盘的装置名称。

8、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该e.步骤以逐位对比的方式对比从硬盘读取的该数据段及记录于该写入数据段报告的该数据段的内容。

9、根据权利要求1所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该第二控制器执行该e.步骤后，依据对比结果产生一校验结果报告，并传送给该第一控制器。

10、根据权利要求9所述的校验储存装置的读写功能的方法，其特征在于，该校验结果报告若为一错误信息，则该第一控制器记录该错误信息于一历史文件，并将硬盘的数据还原为未写入该数据段时的状态。

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