CN101464719A - 磁盘阵列系统及磁盘阵列掉电数据保护系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种磁盘阵列掉电数据保护系统，包括电源输入模块、电池备电模块、控制模块和存储模块；电源输入模块，系统电源正常时用于将输入的交流电转化为直流电，对控制模块和存储模块进行供电，并对电池备电模块进行充电；电池备电模块，当电源输入异常时，对控制单元和存储模块中预先设置的磁盘进行直接供电；控制模块，用于将缓存在上面的数据写入所述存储模块；存储模块，用于最终存储数据。相应的本发明实施例还公开了一种磁盘掉电数据保护方法和磁盘阵列系统，通过以上方案，在系统掉电时，通过电池备电模块中对控制单元和存储模块中预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，减小了数据的丢失。

Description

磁盘阵列系统及磁盘阵列掉电数据保护系统和方法

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别涉及一种磁盘阵列系统及磁盘阵列掉电数据保护系统和方法。

背景技术

随着信息技术的发展，数据量越来越大，这就需要大容量的存储设备。磁盘阵列是把若干磁盘集中放置的一种存储设备，能提高海量数据存储。磁盘阵列设备一般都有大容量的cache(即高速缓冲存储器)，主机数据先缓存到cache中，系统异常掉电，cache中的数据若没有及时写入磁盘，就丢失了。因此，如何有效的确保磁盘阵列Cache中数据在输入异常掉电情况下不丢失，采取何种给磁盘阵列供电方法显得尤为重要。

为确保磁盘阵列中数据不丢失，目前采取给磁盘阵列供电的方法有两种：如图1所示方法一中，在输入电源掉电后，由内置在磁盘阵列中的电池转化成缓冲存储单元(一般为cache)所需电压，维持cache正常工作。以确保磁盘阵列中数据不丢失；如图2所示方法二中，在电源设备前加入UPS(Uninterrupted Power Supply，不间断电源)，当输入电源掉电后，由UPS续继提供电源，维持电源设备正常工作一段时间，将磁盘阵列中内存中数据写进磁盘，然后关闭整个电源设备。

但是以上两种方法，存在如下缺陷：方法一中磁盘阵列中对缓冲存储单元(一般为cache)进行供电，因受到电池容量的限制，供电时间有限，如果在规定的时间内电源不能正常供电，缓冲存储单元(一般为cache)将因电池能量耗尽而数据丢失。方法二中因电源设备给整个磁盘阵列供电，在输入掉电后，UPS将支持整个磁盘阵列中磁盘工作，这样就需要选择多组或者大功率的UPS还需要对供电电压做相应变换，提高了整个电源的设备成本，另外UPS体积庞大，需要系统提供足够的安装空间，提高了涉及和实现难度。

发明内容

本发明实施例提供一种磁盘阵列系统及磁盘阵列掉电数据保护系统和方法，减小了电池组的备电容量，减少了数据的丢失。

本发明一个实施例提供一种磁盘阵列掉电数据保护系统，用于对磁盘阵列提供掉电数据保护，包括电源输入模块、电池备电模块、控制模块和存储模块；

所述电源输入模块，用于当系统电源输入正常时，将输入的交流电转化为直流电，对所述存储模块进行供电，并对所述电池备电模块进行充电；

所述电池备电模块，用于当系统掉电时，对所述控制单元和所述磁盘阵列中预先设置的磁盘进行直接供电；

所述控制模块，包括缓冲存储单元和处理单元，所述处理单元用于控制所述缓冲存储单元，将存储在缓冲存储单元上的数据写入所述磁盘阵列中预先设置的磁盘。

本发明实施例提供一种磁盘阵列掉电数据保护方法，包括：

系统电源输入正常时，对电池组进行充电；

系统掉电时，控制所述电池组进行放电；

所述电池组对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行充电，使所述控制部分和所述预先设置的磁盘能够正常工作，将缓存在所述系统的控制部分中的数据写入所述预先设置的磁盘。

本发明实施例提供一种磁盘阵列系统，包括存储模块和掉电数据保护装置，所述存储模块，包括多个磁盘，用于存储数据，所述掉电数据保护装置包括，电源输入模块、电池备电模块和控制模块；

所述电源输入模块，用于当系统电源输入正常时，将输入的交流电转化为直流电，对所述磁盘阵列系统进行供电，并对所述电池备电模块进行充电；

所述电池备电模块，用于当系统掉电时，对所述控制单元和所述存储模块中预先设置的磁盘进行直接供电；

所述控制模块，包括缓冲存储单元和处理单元，所述处理单元用于控制所述缓冲存储单元，将存储在缓冲存储单元上的数据写入所述存储模块中预先设置的磁盘。

通过以上方案，在系统掉电时，通过内置在电池备电模块中的电池组对控制单元和存储模块中预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，将缓存在控制模块里的数据及时写入预先设置的磁盘，防止了数据的丢失。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有技术中磁盘阵列掉电数据系统一；

图2现有技术中磁盘阵列掉电数据系统二；

图3本发明实施例提供的磁盘阵列系统示意图；

图4本发明实施例提供的磁盘阵列掉电数据保护方法示意图；

图5本发明实施例提供的电池备电装置示意图；

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。

如图3所示，本发明一个实施例提供一种磁盘阵列掉电数据保护系统示意图，包括，电源输入模块310、电池备电模块320和控制模块330。

电源输入模块310，用于将输入的交流电转化成直流电，输出电流。

电池备电模块320，包括管理单元3201、充电单元3202、放电单元3203和电池单元3204，用于在系统掉电后给控制模块330和磁盘阵列中预先设置的磁盘(在图3中即为磁盘阵列系统中存储模块340中的预先设置的磁盘，为形象描述以下都用存储模块340中的预先设置的磁盘来代替)进行供电，确保系统数据不会丢失。具体来说：

管理单元3201，用于对充电单元3202和放电单元3203进行管理，根据系统的掉电情况判断什么时候对电池单元3204进行充放电，并对充电单元3202、放电单元3203和电池单元3204，进行过压和过流保护。

当系统电源输入正常时，管理单元控制充电单元3202，将电源模块310的输出电流转化为符合对电池单元充电的电流，对电池单元3204进行充电。

当系统电源掉电时，管理单元控制放电单元3203对电池单元3204进行放电，给控制模块330和存储模块340中的预先设置的磁盘进行供电，使缓存在缓冲存储单元3301中的数据能够写进正在工作的预先设置的磁盘，将数据保护起来，确保系统数据不会丢失，管理单元3201通过与上层通信得知数据写入完毕后，管理单元3201关闭放电单元3203，电池备电模块320停止放电。

在这里需要说明，上面所说的存储模块中的预先设置的磁盘，俗称保险盘，用于在系统掉电时，对数据进行存储。作为保险盘的磁盘可以从存储模块340中任意选择，通常一般选择前4个，即磁盘1、磁盘2、磁盘3和磁盘4。

控制模块330，包括缓冲存储单元3301和处理单元3302。用于在系统掉电时，将数据写入存储模块340中的预先设置的磁盘里。具体来说，缓冲存储单元3302用于缓存主机的数据，处理单元3301负责控制缓冲存储单元3302，将缓存在上面的数据写入存储模块340中的预先设置的磁盘里。

需要说明的是，本发明实施例中的控制模块中的缓冲存储单元包括但不仅限于cache，处理单元3302包括但不仅限于CPU(Central Process Unit，中央处理器)。

本发明实施例通过以上方案，在系统掉电时，通过内置在电池备电模块中的电池组对控制单元和存储模块中的预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，将缓存在控制模块里的数据及时写入预先设置的磁盘，防止了数据的丢失，。

在另一个实施例中还可以将图3所示的磁盘阵列掉电数据保护系统和多个磁盘，组成一个具有掉电数据保护功能的磁盘阵列系统，整个系统的示意图依然如图3所示。

如图3所示，本发明一个实施例提供一种磁盘阵列系统示意图，包括，电源输入模块310、电池备电模块320、控制模块330和存储模块340。

电源输入模块310，用于将输入的交流电转化成直流电，输出电流。

电池备电模块320，包括管理单元3201、充电单元3202、放电单元3203和电池单元3204，用于在系统掉电后给控制模块330和存储模块340中的预先设置的磁盘进行供电，确保系统数据不会丢失。具体来说：

管理单元3201，用于对充电单元3202和放电单元3203进行管理，根据系统的掉电情况判断什么时候对电池单元3204进行充放电，并对充电单元3202、放电单元3203和电池单元3204，进行过压和过流保护。

当系统电源输入正常时，管理单元控制充电单元3202，将电源模块310的输出电流转化为符合对电池单元充电的电流，对电池单元3204进行充电。

当系统电源掉电时，管理单元控制放电单元3203对电池单元3204进行放电，给控制模块330和存储模块340中的预先设置的磁盘进行供电，使缓存在缓冲存储单元3301中的数据能够写进正在工作的预先设置的磁盘，将数据保护起来，确保系统数据不会丢失，管理单元3201通过与上层通信得知数据写入完毕后，管理单元3201关闭放电单元3203，电池备电模块320停止放电。

在这里需要说明，上面所说的存储模块中的预先设置的磁盘，俗称保险盘，用于在系统掉电时，对数据进行存储。作为保险盘的磁盘可以从存储模块340中任意选择，通常一般选择前4个，即磁盘1、磁盘2、磁盘3和磁盘4。

控制模块330，包括缓冲存储单元3301和处理单元3302。用于在系统掉电时，将数据写入存储模块340中预先设置的磁盘里。具体来说，缓冲存储单元3302用于缓存主机的数据，处理单元3301负责控制缓冲存储单元3302，将缓存在上面的数据写入存储模块340中的预先设置的磁盘里。

存储模块340，包括多个磁盘，用于存储数据。

需要说明的是，本发明实施例中的控制模块中的缓冲存储单元包括但不仅限于cache，处理单元3302包括但不仅限于CPU(Central Process Unit，中央处理器)。

需要说明的是，存储模块中的磁盘在另一个实施例中可以为固态磁盘。

本发明实施例通过以上方案，在系统掉电时，通过内置在电池备电模块中的电池组对控制单元和存储模块中的预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，将缓存在控制模块里的数据及时写入预先设置的磁盘，防止了数据的丢失。

如图4所示，本发明一个实施例提供一种磁盘阵列掉电数据保护方法示意图，包括：

S410，系统电源输入正常时，对电池组进行充电。

S420，系统掉电时，控制电池组进行放电，对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行充电，使控制部分和预先设置的磁盘能够正常工作。

S430，将缓存在控制部分中的数据写入正在工作的预先设置的磁盘，将数据保护起来。

S440，电池组停止放电。

本发明实施例通过以上方案，在系统掉电时，通过对系统控制部分和预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，将缓存在控制部分里的数据及时写入预先设置的磁盘，防止了数据的丢失。

如图5所示，本发明一个实施例提供一种电池备电装置示意图，包括：

充电单元510、放电单元520、管理单元530和电池单元540，其中，

充电单元510，用于在系统电源输入正常时，接收系统电源电流，将系统电源电流转化为能对电池单元540进行充电的电流，对电池单元540进行充电。

放电单元520，用于在系统掉电时，对电池单元540进行放电，从而对系统进行供电。

管理单元530，用于对充电单元510和放电单元520进行管理，根据系统的掉电情况判断什么时候对电池单元540进行充放电，并对充电单元510、放电单元520和电池单元540，进行过压和过流保护。

当系统电源输入正常时，管理单元530控制充电单元510，将系统电源电流转化为符合对电池单元充电的电流，对电池单元340进行充电。

当系统电源掉电时，管理单元530控制放电单元520对电池单元540进行放电，对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行充电，当缓存在控制部分的数据写入预先设置的磁盘后，关闭放电单元520，使电池单元540停止供电。

电池单元，由多个电池组组成，用于在系统掉电时对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行供电。

本发明实施例通过以上方案，在系统掉电时，通过内置在电池备电装置中的电池组对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行直接供电，不用进行电压转换，减小了电池组的备电容量，将缓存在控制部分里的数据及时写入预先设置的磁盘，防止了数据的丢失。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1、一种磁盘阵列掉电数据保护系统，用于对磁盘阵列提供掉电数据保护，其特征在于，包括电源输入模块、电池备电模块和控制模块；

所述电源输入模块，用于当系统电源输入正常时，将输入的交流电转化为直流电，对所述磁盘阵列进行供电，并对所述电池备电模块进行充电；

所述电池备电模块，用于当系统掉电时，对所述控制单元和所述磁盘阵列中预先设置的磁盘进行直接供电；

所述控制模块，包括缓冲存储单元和处理单元，所述处理单元用于控制所述缓冲存储单元，在系统掉电时，将存储在缓冲存储单元上的数据写入所述磁盘阵列中预先设置的磁盘。

2、如权利要求1所述的磁盘阵列掉电数据保护系统，其特征在于，所述电池备电模块包括，充电单元、放电单元、管理单元和电池单元；

所述充电单元，用于在系统电源输入正常时，接收所述电源输入模块输出的直流电，将所述直流电转化为具有预先设置的电压的直流电，对所述电池单元进行充电；

所述放电单元，用于在系统掉电时，对所述电池单元进行放电；

所述管理单元，用于对所述充电单元和所述放电单元进行管理，根据系统的掉电情况判断何时对所述电池单元进行充电和放电，并对所述充电单元、放电单元和电池单元，进行过压和过流保护；

所述电池单元，包括一个或多个串联电池，用于在系统掉电时对所述控制模块和所述磁盘阵列中预先设置的磁盘进行供电。

3、如权利要求2所述的磁盘阵列掉电数据保护系统，其特征在于，所述管理单元还用于当系统掉电时，通过与上层通信得知所述缓冲存储单元中的数据写入所述磁盘阵列中预先设置的磁盘后，关闭所述放电单元，所述电池单元停止放电。

4、如权利要求2所述的磁盘阵列掉电数据保护系统，其特征在于，所述磁盘阵列中预先设置的磁盘的数量为一个或多个。

5、一种磁盘阵列掉电数据保护方法，其特征在于，包括：

系统电源输入正常时，对电池组进行充电；

系统掉电时，控制所述电池组进行放电；

所述电池组对系统的控制部分和预先设置的磁盘进行充电，使所述控制部分和所述预先设置的磁盘能够正常工作，将缓存在所述系统的控制部分中的数据写入所述预先设置的磁盘。

6、如权利要求5所述的磁盘阵列掉电数据保护系统，其特征在于，当所述控制部分中的数据写入所述预先设置的磁盘后，所述电池组停止放电。

7、如权利要求5所述的磁盘阵列掉电数据保护系统，其特征在于，所述预先设置的磁盘数量为一个或多个。

8、一种磁盘阵列系统，其特征在于，包括存储模块和掉电数据保护装置，所述存储模块，包括多个磁盘，用于存储数据，所述掉电数据保护装置包括，电源输入模块、电池备电模块和控制模块；

所述电源输入模块，用于当系统电源输入正常时，将输入的交流电转化为直流电，对所述存储模块进行供电，并对所述电池备电模块进行充电；

所述电池备电模块，用于当系统掉电时，对所述控制单元和所述存储模块中预先设置的磁盘进行直接供电；

所述控制模块，包括缓冲存储单元和处理单元，所述处理单元用于控制所述缓冲存储单元，将存储在缓冲存储单元上的数据写入所述存储模块中预先设置的磁盘。

9、如权利要求8所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述电池备电模块包括，充电单元、放电单元、管理单元和电池单元；

所述充电单元，用于在系统电源输入正常时，接收所述电源输入模块输出的直流电，将所述直流电转化为具有预先设置的电压的直流电，对所述电池单元进行充电；

所述放电单元，用于在系统掉电时，对所述电池单元进行放电；

所述管理单元，用于对所述充电单元和所述放电单元进行管理，根据系统的掉电情况判断何时对所述电池单元进行充电和放电，并对所述充电单元、放电单元和电池单元，进行过压和过流保护；

所述电池单元，包括一个或多个串联电池，用于在系统掉电时对所述控制模块和所述存储模块中预先设置的磁盘进行供电。

10、如权利要求8所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述管理单元还用于当系统掉电时，通过与上层通信得知所述缓冲存储单元中的数据写入所述存储模块中预先设置的磁盘后，关闭所述放电单元，所述电池单元停止放电。

11、如权利要求8所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述存储模块中预先设置的磁盘的数量为一个或多个。

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