CN105159802B - 一种控制器切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器切换方法及装置，应用于存储系统，存储系统包括主控制器和从控制器，主控制器上和从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在主控制器上激活快照关系以实现快照功能；该方法包括：当主控制器出现故障时，在主控制器上失活快照关系以停止实现快照功能；在从控制器上激活快照关系以实现快照功能。本发明提供的一种控制器切换方法及系统应用的存储系统包括两个控制器，分别为主控制器和从控制器，并且在两个控制器间加入快照的自动切换功能，由此，当主控制器出现故障时，将快照功能由主控制器切换至从控制器上，满足了控制器切换的整体耗时要求，保证了对数据进行实时一致性的备份，使得数据可靠性大大提高。

Description

一种控制器切换方法及装置

技术领域

本发明涉及存储灾备技术领域，更具体地说，涉及一种控制器切换方法及装置。

背景技术

随着用户对于存储的数据量的需要日益增加，对于存储的数据的可靠性提出了更加严格的要求。

现有技术中通常采用快照技术实现数据的灾备。其中，快照技术是指在存储系统的两个数据端，即源卷和数据卷间建立快照关系；用户执行快照的动作后，当有IO下发时，源端先将IO对应的数据备份到数据卷，再处理接收到的IO。同时，用户可以将快照映射出来，成为快照卷，快照卷的内容和源卷在快照时刻的内容是一致的。

可见，快照技术可以保障用户能够查看到在任意快照时刻的完整数据备份。但是，当存储系统的控制器出现故障时，用户服务被终止，正在进行的快照也被终止，即使控制器恢复，也需要一定的时间恢复数据，才能继续实现快照功能，而在此期间无法完成实时一致性的数据备份，因此降低了数据的可靠性。

综上所述，现有技术中存在控制器出现故障后，无法完成实时一致性的数据备份，导致数据的可靠性较低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制器切换方法及装置，以解决现有技术中存在的控制器出现故障后，无法完成实时一致性的数据备份，导致数据的可靠性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制器切换方法，应用于存储系统，所述存储系统包括主控制器和从控制器，所述主控制器上和所述从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在所述主控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；该方法包括：

当所述主控制器出现故障时，在所述主控制器上失活所述快照关系以停止实现快照功能；

在所述从控制器上激活所述快照关系以实现快照功能。

优选的，创建所述快照关系包括：

获取并打开源卷、数据卷及元数据卷，以实现所述源卷、数据卷及元数据卷的读写功能；其中，所述元数据卷存储有与所述对照关系相对应的信息。

优选的，激活所述快照关系包括：

读取所述元数据卷中的信息，并向所述存储系统中的IO管理器注册实现快照功能的快照插件，其中，所述IO管理器用于统筹接收到的IO的转发和路由功能。

优选的，失活所述快照关系包括：

取消所述快照插件向所述IO管理器的注册，并关闭所述元数据卷的读写功能。

优选的，在所述主控制器失活所述快照关系之前，还包括：

控制所述存储系统的缓存停止处理IO，并向发送所述IO的外部端口返回错误提示。

优选的，在所述主控制器失活所述快照关系之前，还包括：

确定进入所述快照插件中的IO的处理状态，并根据所述IO的处理状态控制所述快照插件进行相应的操作。

优选的，所述确定进入所述快照插件中的IO的处理状态，并根据所述IO的处理状态控制所述快照插件进行相应的操作，包括：

如果所述IO在所述快照插件中未被处理，则控制所述快照插件直接向所述IO管理器返回错误提示；

如果所述IO在快照插件中正被处理，则直接中断对所述IO的处理，并控制所述快照插件向所述IO管理器返回错误提示；

如果所述IO已被所述快照插件下发至所述缓存中并正在等待执行所述快照插件的回调函数，则控制所述IO等待直至获取所述回调函数后，控制所述IO转移至所述快照插件内执行所述回调函数，得到执行结果，并向所述IO管理器返回所述执行结果。

一种控制器切换装置，应用于存储系统，所述存储系统包括主控制器和从控制器，所述主控制器上和所述从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在所述主控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；该装置包括：

失活模块，用于当所述主控制器出现故障时，在所述主控制器上失活所述快照关系以停止实现快照功能；

激活模块，用于在所述从控制器上激活所述快照关系以实现快照功能。

本发明提供的一种控制器切换方法及装置，应用于存储系统，所述存储系统包括主控制器和从控制器，所述主控制器上和所述从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在所述主控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；该方法包括：当所述主控制器出现故障时，在所述主控制器上失活所述快照关系以停止实现快照功能；在所述从控制器上激活所述快照关系以实现快照功能。本发明实施例提供的一种控制器切换方法应用的存储系统包括两个控制器，分别为主控制器和从控制器，并且在两个控制器间加入快照的自动切换功能，由此，当主控制器出现故障时，通过在主控制器上失活快照关系，并在从控制器上激活快照关系，从而将快照功能由主控制器切换至从控制器上，以满足上层业务的不间断运行；同时，由于已预先在两个控制器中均创建了快照关系，使得完成快照功能的切换时，从控制器无需再创建快照关系，进一步缩短了切换时间，满足了控制器切换的整体耗时要求，保证了对数据进行实时一致性的备份，使得数据可靠性大大提高。

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为本发明实施例提供的一种控制器切换方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种控制器切换方法应用于的存储系统中的相关部件的通信关系示意图；

图3为本发明实施例提供的一种控制器切换装置的结构示意图。

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。

本发明实施例提供的一种控制器切换方法，应用于存储系统，该存储系统包括主控制器和从控制器，主控制器上和从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在主控制器上激活快照关系以实现快照功能。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

S11：当主控制器出现故障时，在主控制器上失活快照关系以停止实现快照功能。

其中，主控制器出现故障，说明其无法完成快照功能。而引起故障的原因可以是多种多样的，如病毒入侵等。

S12：在从控制器上激活快照关系以实现快照功能。

其中，在主控制器上失活快照关系以停止实现快照功能后，可对主控制器进行及时的更换或修理，以为在从控制器出现故障时，能够将快照功能切换至已经恢复正常的主控制器做准备。实际上，在从控制器上激活快照关系以实现快照功能后，从控制器就已经升级为主控制器。

本发明实施例提供的一种控制器切换方法应用的存储系统包括两个控制器，分别为主控制器和从控制器，并且在两个控制器间加入快照的自动切换功能，由此，当主控制器出现故障时，通过在主控制器上失活快照关系，并在从控制器上激活快照关系，从而将快照功能由主控制器切换至从控制器上，以满足上层业务的不间断运行；同时，由于已预先在两个控制器中均创建了快照关系，使得完成快照功能的切换时，从控制器无需再创建快照关系，进一步缩短了切换时间，满足了控制器切换的整体耗时要求，保证了对数据进行实时一致性的备份，使得数据可靠性大大提高。

需要说明的是，在控制器上创建快照关系并激活该快照关系，可以使得该控制器完成针对快照关系的快照功能。而在控制器上失活快照关系后，该控制器则无法完成针对快照关系的快照功能。

上述实施例提供的一种控制器切换方法中，创建快照关系可以包括：

获取并打开源卷、数据卷及元数据卷，以实现源卷、数据卷及元数据卷的读写功能；其中，元数据卷存储有与对照关系相对应的信息。

需要说明的是，无论是在主控制器上还是从控制器上创建快照关系的具体方法都是一样的，区别仅仅在于创建快照关系的控制器不同。而上述方法中的源卷和数据卷即为背景技术中所提到的源卷和数据卷。另外，元数据卷存储有与对照关系相对应的信息，通过读元数据卷，可以查询到与对照关系对应的全部信息，且，一个对照关系对应一个元数据卷。从而，为后续激活快照关系以实现快照功能做出充分准备。

上述实施例提供的一种控制器切换方法中，激活快照关系可以包括：

读取元数据卷中的信息，并向存储系统中的IO管理器注册实现快照功能的快照插件，其中，IO管理器用于统筹接收到的IO的转发和路由功能。

读取元数据卷中的信息可查询到关于快照关系的全部信息。存储系统是通过快照插件来实现快照功能的，而IO管理器用于统筹收到的IO的转发和路由功能。

另外，失活快照关系可以包括：

取消快照插件向IO管理器的注册，并关闭元数据卷的读写功能。

激活与失活是完全相反的步骤，控制器完成失活快照关系后则不能实现快照功能；通过激活及失活的正常实施保证两个控制器间快照功能的顺利切换。

如图2所示，为存储系统中相关部件的通信关系示意图，其中，主机接口层用于接收其他外部端口发送的IO，IO管理器将接收到的IO发送至缓存，以由缓存对其进行处理并将其发送至快照插件，快照插件确定IO对应的数据是否需要备份，并在需要备份时对其进行备份后再执行IO对应的操作，不需要备份时直接执行与IO对应的操作。其中，命令可以直接在IO管理器与快照插件间进行传输，如注册命令或取消注册命令等，而数据需要通过缓存在IO管理器和快照插件间进行传输。

上述实施例提供的一种控制器切换方法中，在主控制器失活快照关系之前，还可以包括：

控制缓存停止处理IO，并向发送IO的外部端口返回错误提示。

主控制器收到失活命令的同时会触发取消IO命令，取消IO命令即为控制缓存停止处理IO的命令。向发送IO的外部端口返回EBUSY，即错误提示，以及时告知外部端口停止处理IO这一信息。

另外，在主控制器失活快照关系之前，还可以包括：

确定进入快照插件中的IO的处理状态，并根据IO的处理状态控制快照插件进行相应的操作。

由此，根据IO的处理状态控制快照插件进行相应的操作，能够有利于控制器间快照功能的顺利切换。其中，这个步骤可以在控制缓存停止处理IO，并向发送IO的外部端口返回错误提示的步骤之后执行。

其中，确定进入快照插件中的IO的处理状态，并根据IO的处理状态控制快照插件进行相应的操作，可以包括：

如果IO在快照插件中未被处理，而仅仅是插入了待处理队列，则控制快照插件直接向IO管理器返回错误提示；

如果IO在快照插件中正被处理，而还未下发至缓存，由于存储系统确定要在两个控制器间进行快照功能的切换动作时，缓存已经停止处理IO了，因此，即使将这部分IO继续处理并被下发到缓存，也是会返回错误提示的，因此，可直接中断对IO的处理，并控制快照插件向IO管理器返回错误提示；

如果IO已被快照插件下发至缓存中并正在等待执行快照插件的回调函数，则控制IO等待直至获取回调函数后，控制IO转移至快照插件内执行回调函数，得到执行结果，并向IO管理器返回执行结果。

其中，IO执行回调函数即可进行关于IO的相关操作，如对IO指定的数据进行读或者写等。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供了一种控制器切换装置，应用于存储系统，存储系统包括主控制器和从控制器，主控制器上和从控制器上预先创建有快照关系，并且预先在主控制器上激活快照关系以实现快照功能；如图3所示，为该装置的结构示意图，可以包括：

失活模块31，用于当主控制器出现故障时，在主控制器上失活快照关系以停止实现快照功能；

激活模块32，用于在从控制器上激活快照关系以实现快照功能。

本发明实施例提供的一种控制器切换装置应用的存储系统包括两个控制器，分别为主控制器和从控制器，并且在两个控制器间加入快照的自动切换功能，由此，当主控制器出现故障时，通过在主控制器上失活快照关系，并在从控制器上激活快照关系，从而将快照功能由主控制器切换至从控制器上，以满足上层业务的不间断运行；同时，由于已预先在两个控制器中均创建了快照关系，使得完成快照功能的切换时，从控制器无需再创建快照关系，进一步缩短了切换时间，满足了控制器切换的整体耗时要求，保证了对数据进行实时一致性的备份，使得数据可靠性大大提高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种控制器切换方法，其特征在于，应用于存储系统，所述存储系统包括主控制器和从控制器，所述主控制器上和所述从控制器上预先创建有相同的快照关系，并且预先在所述主控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；该方法包括：

当所述主控制器出现故障时，在所述主控制器上失活所述快照关系以停止实现快照功能；

在所述从控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；

创建所述快照关系包括：

获取并打开源卷、数据卷及元数据卷，以实现所述源卷、数据卷及元数据卷的读写功能；其中，所述元数据卷存储有与所述快照关系相对应的信息；

激活所述快照关系包括：

读取所述元数据卷中的信息，并向所述存储系统中的IO管理器注册实现快照功能的快照插件，其中，所述IO管理器用于统筹接收到的IO的转发和路由功能；

失活所述快照关系包括：

取消所述快照插件向所述IO管理器的注册，并关闭所述元数据卷的读写功能；

其中，所述存储系统还包括主机、IO管理器、快照插件及缓存，所述主机的主机接口层用于接收其他外部端口发送的IO，所述IO管理器将所述主机接口层接收到的IO发送至所述缓存，以由所述缓存对所述IO进行处理后发送至所述快照插件，所述快照插件确定所述IO对应的数据是否需要备份，并在确定所述IO对应的数据需要备份时对对应数据进行备份后再执行所述IO对应的操作，在确定所述IO对应的数据不需要备份时直接执行与所述IO对应的操作；其中，命令可以直接在所述IO管理器与所述快照插件间进行传输，而数据需要通过所述缓存在所述IO管理器和所述快照插件间进行传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主控制器失活所述快照关系之前，还包括：

控制所述存储系统的缓存停止处理IO，并向发送所述IO的外部端口返回错误提示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主控制器失活所述快照关系之前，还包括：

确定进入所述快照插件中的IO的处理状态，并根据所述IO的处理状态控制所述快照插件进行相应的操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定进入所述快照插件中的IO的处理状态，并根据所述IO的处理状态控制所述快照插件进行相应的操作，包括：

如果所述IO在所述快照插件中未被处理，则控制所述快照插件直接向所述IO管理器返回错误提示；

如果所述IO在快照插件中正被处理，则直接中断对所述IO的处理，并控制所述快照插件向所述IO管理器返回错误提示；

如果所述IO已被所述快照插件下发至所述缓存中并正在等待执行所述快照插件的回调函数，则控制所述IO等待直至获取所述回调函数后，控制所述IO转移至所述快照插件内执行所述回调函数，得到执行结果，并向所述IO管理器返回所述执行结果。

5.一种控制器切换装置，其特征在于，应用于存储系统，所述存储系统包括主控制器和从控制器，所述主控制器上和所述从控制器上预先创建有相同的快照关系，并且预先在所述主控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；该装置包括：

失活模块，用于当所述主控制器出现故障时，在所述主控制器上失活所述快照关系以停止实现快照功能；

激活模块，用于在所述从控制器上激活所述快照关系以实现快照功能；

所述控制器切换装置创建所述主控制器和所述从控制器上的所述快照关系包括：获取并打开源卷、数据卷及元数据卷，以实现所述源卷、数据卷及元数据卷的读写功能；其中，所述元数据卷存储有与所述快照关系相对应的信息；

所述激活模块激活所述快照关系包括：读取所述元数据卷中的信息，并向所述存储系统中的IO管理器注册实现快照功能的快照插件，其中，所述IO管理器用于统筹接收到的IO的转发和路由功能；

所述失活模块失活所述快照关系包括：取消所述快照插件向所述IO管理器的注册，并关闭所述元数据卷的读写功能；

其中，所述存储系统还包括主机、IO管理器、快照插件及缓存，所述主机的主机接口层用于接收其他外部端口发送的IO，所述IO管理器将所述主机接口层接收到的IO发送至所述缓存，以由所述缓存对所述IO进行处理后发送至所述快照插件，所述快照插件确定所述IO对应的数据是否需要备份，并在确定所述IO对应的数据需要备份时对对应数据进行备份后再执行所述IO对应的操作，在确定所述IO对应的数据不需要备份时直接执行与所述IO对应的操作；其中，命令可以直接在所述IO管理器与所述快照插件间进行传输，而数据需要通过所述缓存在所述IO管理器和所述快照插件间进行传输。