发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种不会损坏磁盘、不会导致数据泄露和丢失的用于长期数据存储的磁盘阵列系统。
本发明所采用的技术方案是:本发明包括外壳、若干个磁盘、控制器,所述若干个磁盘与所述控制器设置在所述外壳内部,所述若干个磁盘与所述控制器通过电源线和数据线相连接,所述外壳为全密封结构,所述外壳与所述磁盘之间设置有防震装置,所述控制器连接有数据接口、电源接口,所述数据接口、所述电源接口穿透所述外壳的壳壁向外伸出。
所述磁盘阵列系统还包括若干个LED指示灯,所述若干个LED指示灯设置在所述外壳外部,所述若干个LED指示灯与设置在所述外壳内部的控制器电连接。
所述外壳内部充有惰性气体。
所述控制器包括中央处理器、随机存储器、闪存、配置硬件电路,所述随机存储器、所述闪存分别与所述中央处理器电连接,所述配置硬件电路通过跳线方式与所述中央处理器相连接,所述控制器还包括,
LED控制单元,与所述中央处理器连接,用于驱动所述若干个LED指示灯;
温度感应单元,与所述中央处理器连接,用于感应系统温度并报告给所述中央处理器;
外部磁盘接口接口控制单元,用于提供给外部设备访问的标准数据访问接口;
网络控制单元,用于给外部设备通过ISCSI协议访问的以太网网络接口;
磁盘控制单元,用于实现对所述磁盘的读写和管理;
其中,所述外部磁盘接口接口控制单元、所述网络控制单元、所述磁盘控制单元分别通过PCI总线与所述中央处理器实现数据传输。
所述外壳内设置有金属框架。
所述防震装置为弹簧或防震泡沫或装有空气或液体的小袋。
所述外壳外壁上粘贴或者蚀刻条形识别码。
所述数据接口为SATA或SAS或SCSI或网络接口。
本发明的有益效果是:由于本发明包括完全密封的外壳、若干个磁盘、控制器、若干个LED指示灯,所述若干个磁盘与所述控制器设置在所述外壳内部,所述若干个磁盘与所述控制器通过电源线和数据线相连接,所述若干个LED指示灯与设置在所述外壳内部的控制器电连接,所述控制器包括中央处理器、随机存储器、闪存、配置硬件电路、LED控制单元、温度感应单元、外部磁盘接口接口控制单元、网络控制单元、磁盘控制单元,所述随机存储器、所述闪存、所述配置硬件电路分别与所述中央处理器电连接,所述LED控制单元、所述温度感应单元分别与所述中央处理器电连接,所述外部磁盘接口接口控制单元、所述网络控制单元、所述磁盘控制单元分别通过PCI总线与所述中央处理器实现数据传输,所以本发明所述控制器可被设置为将磁盘组建成各种RAID级别(0,1,2,3,4,5,6或10),以使阵列在容错能力和存储空间效率上有选择地侧重,本发明所述控制器的设计强制该设置动作只可能被做一次以避免改变配置对数据造成破坏;所述控制器可被设置为对磁盘“只写一次多次读取(WORM)”或“可写多次(Rewritable)”,本发明所述控制器的设计强制该设置动作只可能被做一次,并且由于阵列是被外壳所密封,因而一旦阵列被设置为“只写一次多次读取(WORM)”,除非打破外壳否则阵列将是真正的WORM介质;所述控制器可被设置为在本磁盘阵列一段时间不被访问后自动把磁盘断电并自身进入休眠状态以节省电力,并在重新有访问请求的时候自动开启磁盘电力供应;所述控制器可被设置为在任意情况下,如果内部温度达到某个限制则自动关掉磁盘的电源以减少热量的产生避免过热损坏磁盘;本发明所述控制器可被设置为在磁盘阵列系统处于离线保存的情况下,如有外部电源供应,则每隔一段预先设置的时间就开启磁盘并对磁盘上的所有数据校验一次。校验过程如果发现有问题则通过前端的LED指示灯报警。完成数据校验后,所述控制器则把所有磁盘断电并自身进入休眠状态以节省电力。
由于本发明在所述外壳的壳壁和所述磁盘之间放置有防震装置,所述防震装置为具有缓冲作用的垫物(如弹簧或者防震泡沫)保护硬盘,减少硬盘受到外力冲击造成损坏的机会,所以本发明防震效果好,磁盘不易损坏。
由于本发明的外壳为全密封式结构,且内部充有惰性气体,所述外壳内每两个所述的磁盘的端点处可使用金属框架加固,所以增加外壳抵抗外力冲击的能力,可以增强外壳的强度,可起到抗压、防潮、防尘、及抗电磁的效果,可以防止所述外壳内置部件受到氧化而造成的损坏。
由于本发明所述外壳的前端和密封盖可粘贴或蚀刻能被条形码读码器阅读的该磁盘阵列系统的全球唯一条形识别码,所述条形识别码也被存储于所述控制器上,所以可被外部计算机读取,以方便计算机软件对本磁盘阵列系统进行管理,并方便有条形识别码阅读器的机械设备识别和提取指定的磁盘阵列系统。因此本发明解决了传统磁盘阵列系统用于长期离线保存数据的内在缺点,而大大提高了基于磁盘的存储系统在长期离线数据保存的可行性,使本发明有机会成为替代基于光盘或磁带等目前被主要应用于长期数据保存的存储介质。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示,本发明包括外壳111、磁盘12、控制器16、LED驱动导线13、弹簧14、数据线15、数据接口17、电源接口18、电源线110、金属框架112、条形识别码21。本发明四个普通2.5英寸SATA接口磁盘12连接到控制器16构成一个RAID5的磁盘阵列。所述控制器16包括中央处理器61、PCI总线62、外部磁盘接口接口控制单元63、网络控制单元64、磁盘控制单元65、LED控制单元66、随机存储器68、闪存69、温度感应单元610、配置硬件电路611。所述随机存储器68、闪存69、配置硬件电路611与所述中央处理器61电连接,所述外部磁盘接口接口控制单元63、所述网络控制单元64、所述磁盘控制单元65通过所述PCI总线62与所述中央处理器61实现数据的传输。所述中央处理器61管理所述外部磁盘接口接口控制单元63、所述网络控制单元64、所述磁盘控制单元65、所述LED控制单元66、所述温度感应单元610之间的数据通讯。所述PCI总线62主要功能是提供所述中央处理器61与所述外部磁盘接口接口控制单元63、所述网络控制单元64、所述磁盘控制单元65之间的数据传输通路;所述外部磁盘接口接口控制单元63的功能是提供给外部设备访问本磁盘阵列的标准数据访问接口,如SATA、SAS、SCSI中的一种或者多种;所述网络控制单元64的功能的主要功能是提供给外部网络设备通过iSCSI协议访问本磁盘阵列的以太网网络接口;所述磁盘控制单元65主要功能是实现对所述磁盘12的读写和管理;所述LED控制单元66主要功能是实现对外部所述LED指示灯11的驱动;所述随机存储器68的主要功能是运行时放置和执行程序和数据;所述闪存69的主要功能是存储程序和数据以使其在断电的时候能保持不变;所述温度感应单元610的主要作用是感应系统温度并报告给所述中央处理器61;所述配置硬件电路611的主要功能是提供一次性的系统配置。
所述磁盘12和所述控制器设置在完全密封的外壳111内部,所述外壳111由高强度、高导热性材料作成,例如用高强度铝合金制成的外壳,在放入所述磁盘12和所述控制器16等内置组件后,外壳被彻底密封(如使用超声波焊接)。密封的外壳可起到抗压、防潮、防尘、及抗电磁的效果。高导热性的所述外壳111使本发明不需要有内部散热系统。四个所述磁盘12分别与所述控制器16通过电源线110和数据线15相连接,在所述外壳111的外壁安置显示状态的4个LED指示灯11,所述LED指示灯11通过穿透所述外壳111壳壁的电路与内置的控制器16连接,在所述外壳111与所述磁盘12之间放入具有缓冲作用的防震装置保护所述磁盘12,减少所述磁盘12受到外力冲击造成损坏的机会,所述防震装置可以是弹簧14,也可以是防震泡沫。本发明四个所述磁盘12和所述外壳111间用12个弹簧支撑(图中只显示了磁盘侧面的4个。所述磁盘12正面和反面还各有4个弹簧)。所述控制器16通过贯穿所述外壳111后端壳壁的数据端口17和外界实现通信,所述控制器16通过贯穿所述外壳111后端壳壁的电源端口18获取电源供应,所述磁盘12由所述控制器16管理及供应电源,在所述外壳111内部的每两个磁盘12的端点处可使用所述金属框架112加固,以增加外壳111抵抗外力冲击的能力。在密封的所述外壳111内可充满惰性气体(如氮气)以避免氧化对内部组件造成破坏。在所述外壳111的前端和密封盖可粘贴或蚀刻能被条形码读码器阅读的该磁盘阵列系统的全球唯一条形识别码21。所述条形识别码21也被存储于所述控制器16的内置闪存上,可被外部计算机读取,以方便计算机软件对本磁盘阵列系统进行管理,并方便有条形识别码阅读器的机械设备识别和提取指定的磁盘阵列系统。所述数据端口17可使用SATA,SAS,SCSI,光纤通道(FC)或网络接口(提供iSCSI访问)中的一种或多种,以及其他可用的数据访问接口。所述控制器16可被设置为在本发明处于离线保存的情况下,如有外部电源供应并且有网络连接,则允许其他外部设备通过网络对磁盘阵列上的数据进行访问(如通过iSCSI)。
本发明的所述控制器16连接到穿透所述外壳111壳壁的SATA接口规格的数据端口17和电源端口18。在往所述外壳111内充满氮气后,外壳被焊接密封。密封完成后,该磁盘阵列被插入普通SATA接口上然后应用软件通过SATA数据端口17向所述控制器16发出设置指令使该磁盘阵列成为RAID5阵列,并使其成为“只写一次(WORM)”的存储设备。设置完成后,该阵列被插入图5所示的2U架式机箱51内,3个相同的2U架式机箱51被叠加通过扩展数据线52连接提供数据存储功能。数据写入完成后,该阵列被用户从所述2U架式机箱51拔出放入另一个房间的只有电源端口18没有数据端口17的2U机架式箱内,则该阵列的控制器16自动关闭所有磁盘的电源供应并进入睡眠状态。6个月后,所述控制器16自动启动并打开磁盘的电源进行数据校验。校验完成后所述控制器16恢复到校验前的状态。校验过程如果发现有问题则通过前端的LED指示灯报警。完成数据校验后,控制器则把所有磁盘断电并自身进入休眠状态以节省电力。
本发明一次性系统配置的实现:“RAID级别”配置和“只写一次多次读取(WORM)”或“可写多次(Rewritable)”配置通过所述控制器16上的专用的所述配置硬件电路611所提供的跳线完成,并在设置好后密封所述外壳111,这样使该设置动作只可能被做一次以避免改变配置对数据造成破坏,并且使用物理硬件跳线设置可避免使用其他不挥发存储介质(如闪存)在长期放置后可能出现的电势变化导致的数据变化引起配置改变的问题。
本发明密码和密钥设置的实现:密码和密钥的设置由外部设备通过所述数据端口17传递给所述控制器16实现。如使用SAS,或SCSI接口则可通过特殊SCSI命令来设置。密码和密钥存储设置后被存储在内嵌的所述闪存69上并且其MD5校验和也被存储以验证密码和密钥的正确性。注意:由于使用闪存存储密码和密钥而闪存的数据长期性保持能力未经过检验,因此密码和密钥功能不推荐使用在存储数据超过3年的应用中。