CN106445840B - 数据存储方法以及存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据储存方法及存储系统。所述方法包括：上位机将目标数据选择性发送第一控制器或者第二控制器；如果接收到目标数据的控制器为第一控制器，则第一控制器根据目标数据中的归属信息判断目标数据是否属于第一控制器处理；如果否，则第一控制器将目标数据转发至第二控制器，如果是，则第一控制器将目标数据发送至第一缓存设备或第二缓存设备中进行存储以获得第一镜像数据；在需要将缓存设备内的数据存储到存储设备时，第一控制器将第一缓存设备和第二缓存设备中的包含目标数据在内的由第一控制器处理之后的数据存储到存储设备中。上述方法,减小了对控制器内存的需求,减小了控制器之间镜像通路的压力。

Description

数据存储方法以及存储系统

技术领域

本发明涉及存储领域，尤其涉及一种数据存储方法以及存储系统。

背景技术

上位机中运算的数据，大部分最终都要发送到存储设备中进行存储。为了保证上位机将数据存储到存储设备过程的可靠性，存储系统通常采用多控制器结构。例如，如图1所示，存储系统120包括第一控制器121、第二控制器122以及存储设备123。其中，第一控制器121用于与上位机110数据通信，第二控制器122同样用于与上位机110数据通信，第一控制器121和第二控制器122之间通过PCIe/IB(nfiniband)连接，第一控制器121连接存储设备123，第二控制器同样连接存储设备123。

由于上位机110与控制器之间读写数据的速度远比上位机110与存储设备123之间读写数据的速度快，当数据频繁读写时，上位机110不会将数据直接存储到读写速度比较慢的存储设备123中，而是向读写速度比较快的控制器发送数据，直到控制器内的数据达到一定的量或者上位机110确定要将数据存储到存储设备123时，控制器将控制器内的数据发送给存储设备123进行存储。例如，上位机110先将数据发送给第一控制器121和第二控制器122中的任意一个控制器，接收到数据的控制器会将接收到的数据存储在本控制器的缓存中，以便于和上位机110进行交互。此外，为了提高数据的可靠性，接收到数据的控制器将数据通过PCIe/IB(nfiniband)等通路传输到另一个控制器的内存中进行存储以获得一份镜像数据来进行备份。最后，当数据达到一定的量或者上位机110确定将数据存储到存储设备123时，控制器将内存中的数据处理后发送给存储设备123进行存储，从而提高数据读写效率。

但是，在这种方式下，控制器的内存中必须预留镜像数据存储的空间，以容纳其他控制器发送过来的镜像数据，所以对控制器的内存的容量要求比较大。而且，由于PCIe/IB(nfiniband)通路的带宽是有限的，当镜像数据较多时，会给PCIe/IB(nfiniband)通路的正常数据传输带来压力。最后，当其中一个控制器出现问题时，所有数据都只能通过剩下的控制器进行存储，为了保证数据的可靠性，剩下的控制器不会将数据缓存在本控制器中，而是直接写入到存储设备中，大大降低了读写的速度。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种存储系统以及数据存储方法，实现了减少对内存容量的要求。

第一方面，本发明提供了一种数据存储方法，包括：包含至少第一控制器以及第二控制器在内的至少两个控制器、存储设备以及包含第一缓存设备以及第二缓存设备在内的至少两个缓存设备，所述第一控制器用于与上位机进行通信，所述第一控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第二控制器用于与上位机进行通信，所述第二控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第一控制器连接所述第二控制器，所述第一缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，所述第二缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，

所述第一归属区域的属性为：所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作，

所述第二归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作和写操作，所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作；

所述第一控制器接收所述上位机所发送的目标数据；

所述第一控制器根据所述目标数据中的归属信息判断所述目标数据是否属于所述第一控制器处理；

如果否，则所述第一控制器将所述目标数据转发至所述第二控制器，如果是，则所述第一控制器将所述目标数据发送至所述第一缓存设备或所述第二缓存设备中的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据；

在需要将缓存设备内的数据存储到所述存储设备时，所述第一控制器将所述第一缓存设备和所述第二缓存设备的第一归属区域中的包含所述目标数据在内的由所述第一控制器处理之后的数据存储到所述存储设备中。

结合第一方面，本发明第一方面的第一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

如果所述第一缓存设备发生故障，则所述第一控制器以及所述第二控制器将所述第一缓存设备中的数据转移至所述第二缓存设备。

结合第一方面，本发明第一方面的第二种可能的实施方式中，所述方法还包括：

如果所述第一控制器将所述目标数据发送给所述第一缓存设备以获得所述第一镜像数据，则所述第一控制器还将所述目标数据发送给所述第二缓存设备以获得所述第二镜像数据。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，本发明第一方面的第三种可能的实施方式中，当所述第一控制器出现故障时，所述第二控制器修改所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，

所述第二控制器读取所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域中的数据，并存储到所述存储设备中；

所述第二控制器接收到上位机发送的数据后，可以将上位机发送的数据发送到所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中第一归属区域进行存储。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，本发明第一方面的第四种可能的实施方式中，如果所述第一控制器和所述第二控制器发生故障，当第三控制器替换所述第一控制器，第四控制器替换所述第二控制器后，所述第三控制器从所述第一缓存设备中的第一归属区域和/或所述第二缓存设备中的第一归属区域读取所述第一控制器存储的数据，所述第四控制器从所述第一缓存设备中的第二归属区域和/或所述第二缓存设备中的第二归属区域读取所述第二控制器存储的数据，以恢复数据业务。

第二方面，本发明提供了一种存储系统，包括：包含至少第一控制器以及第二控制器在内的至少两个控制器、存储设备以及包含第一缓存设备以及第二缓存设备在内的至少两个缓存设备，所述第一控制器用于与上位机进行通信，所述第一控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第二控制器用于与上位机进行通信，所述第二控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第一控制器连接所述第二控制器，所述第一缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，所述第二缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，

所述第一归属区域的属性为：所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作，

所述第二归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作和写操作，所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作；

所述第一控制器用于接收所述上位机所发送的目标数据；

所述第一控制器用于根据所述目标数据中的归属信息判断所述目标数据是否属于所述第一控制器处理，在判断结果为否时，将所述目标数据转发至所述第二控制器，在判断结果为是时，将所述目标数据发送至所述第一缓存设备或所述第二缓存设备中的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据；

所述第一控制器还用于在需要将数据从缓存设备存储到所述存储设备时，将所述第一缓存设备和所述第二缓存设备的第一归属区域中的包含所述目标数据在内的由所述第一控制器处理之后的数据存储到所述存储设备中。

结合第二方面，本发明第二方面的第一种可能的实施方式中，所述第一控制器以及所述第二控制器用于在所述第一缓存设备发生故障时，将所述第一缓存设备中的数据转移至所述第二缓存设备。

结合第二方面，本发明第二方面的第二种可能的实施方式中，所述第一控制器还用于在所述第一控制器将所述目标数据发送给所述第一缓存设备以获得所述第一镜像数据时，将所述目标数据发送给所述第二缓存设备以获得所述第二镜像数据。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式，本发明第二方面的第三种可能的实施方式中，当所述第一控制器出现故障时，所述第二控制器修改所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，

所述第二控制器用于读取所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域中的数据，并存储到所述存储设备中；

所述第二控制器还用于接收到上位机发送的数据后，可以将上位机发送的数据发送到所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中第一归属区域进行存储。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式，本发明第二方面的第四种可能的实施方式中，在所述第一控制器和所述第二控制器发生故障，当第三控制器替换所述第一控制器，第四控制器替换所述第二控制器后，

所述第三控制器用于从所述第一缓存设备中的第一归属区域和/或所述第二缓存设备中的第一归属区域读取所述第一控制器存储的数据；

所述第四控制器用于从所述第一缓存设备中的第二归属区域和/或所述第二缓存设备中的第二归属区域读取所述第二控制器存储的数据，以恢复数据业务。

通过实施本发明实施例，能够另外设置缓存设备并将镜像数据存储在缓存设备中，则控制器无需为镜像数据提供存储空间，从而减少对控制器内存大小的要求。而且，当上位机发送的数据到达所属的控制器后，不需要通过PCIe/IB(nfiniband)通路将数据发送至另一个控制器，则能减轻两个控制器之间的PCIe/IB(nfiniband)通路的数据传输的压力。最后，当其中一个控制器出现问题时，另一个控制器可以把上位机发送的数据写到缓存设备中以保证数据可靠性，而且，控制器不需要将数据直接写入到存储设备中,从而大大提高了写数据的速度。而且，第一控制器不能写属于第二控制器可以写的第二归属区域，第二控制器不能写属于第一控制器可以写的第一归属区域，即，第一控制器和第二控制器可以进行写操作的存储空间是互相独立的，可以防止两个不同的控制器同时对同一存储单元进行写操作而造成的冲突。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术存储系统一实施方式的结构示意图；

图2是本发明存储系统一种可能的实施方式的结构示意图；

图3是本发明存储系统中缓存设备中第一归属区域和第二归属区域的示意图；

图4是本发明存储系统中缓存设备一实施方式的结构示意图；

图5是本发明存储系统中缓存设备另一实施方式的结构示意图；

图6是本发明数据存储方法一实施方式的流程图；

图7是本发明数据存储方法另一实施方式的流程图。

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作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。

需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

参阅图2，图2是本发明存储系统一种可能的实施方式的结构示意图。本实施方式的存储系统220包括：第一控制器221、第二控制器222、存储设备223、第一缓存设备224以及第二缓存设备225。其中，第一缓存设备224和第二缓存设备225均是多端口设备，这里，第一缓存设备224和第二缓存设备225均具有第一端口以及第二端口两个端口。

第一控制器221用于连接上位机210，第一控制器221还分别连接存储设备223、第一缓存设备224的第一端口以及第二缓存设备225的第一端口，第一控制器221通过PCIe/IB(nfiniband)连接第二控制器222，第二控制器222用于连接上位机210，第二控制器222连接存储设备223、第一缓存设备224的第二端口以及第二缓存设备225的第二端口。其中，第一控制器221与第一缓存设备224的第一端口以及第二缓存设备225的第一端口之间，第二控制器222与第一缓存设备224的第二端口以及第二缓存设备225的第二端口之间都可以通过PCIe/IB(nfiniband)连接。在其他的实施方式中，也可以通过其他总线进行连接，本发明不作具体限定。

上位机210可以选择性向第一控制器221和第二控制器222中的任意一个控制器发送目标数据。由于一个数据不能同时被两个控制器进行处理，所以，在目标数据中设置了目标数据的归属信息，控制器可以根据这个归属信息判断目标数据是否属于自己处理。假设接收到目标数据的控制器为第一控制器221，则第一控制器221根据目标数据中的所属控制器的信息判断目标数据是否属于第一控制器221处理。如果目标数据不属于第一控制器221处理，则第一控制器221通过PCIe/IB(nfiniband)将目标数据转发给第二控制器222，再由第二控制器222根据目标数据中的所属控制器的信息判断目标数据是否属于第二控制器222处理。如果目标数据属于第一控制器221处理，则第一控制器221会将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备进行存储以获得第一镜像数据。

当上位机210选择向第二控制器222发送目标数据时，第二控制器222也进行类似的操作。

在需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，例如，缓存设备中的数据达到阈值，或者上位机210下指令将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，第一控制器221会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的包含目标数据在内由第一控制器221进行处理的数据存储到存储设备223中。第二控制器222也会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的由第二控制器222处理的数据存储到存储设备223中。

如果第一缓存设备224发生非毁灭性故障，则第一控制器221以及第二控制器222可以将第一缓存设备224中的数据转移至第二缓存设备225，相反，如果第二缓存设备225发生故障，则第一控制器221以及第二控制器222可以将第二缓存设备225中的数据转移至第一缓存设备224，从而提高了数据的安全性。

在本实施方式中，在第一控制器221和第二控制器222之外另外设置了第一缓存设备224以及第二缓存设备225。当第一控制器221或第二控制器222接收到上位机210所发送的目标数据时，第一控制器221或第二控制器222可以将目标数据转发至第一缓存设备224或者第二缓存设备225中进行存储从而获得第一镜像数据。所以，当目标数据出现问题时，还可以使用作为备份的第一镜像数据，提高了数据的可靠性。

在另一种实施方式中，第一控制器221接收到上位机210所发送的目标数据后，除了将目标数据发送至第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备进行存储以获得第一镜像数据外，第一控制器221还可以将目标数据发送至另一个缓存设备中进行存储，从而得到第二镜像数据。此时，第一缓存设备224和第二缓存设备225中各有一份数据，即使其中一个缓存设备中的数据出现了问题，还有另一个缓存设备中的数据可以使用，从而大大提升了数据的可靠性。

如图3所示，在另一实施方式中，第一缓存设备224和第二缓存设备225都可以设置有第一归属区域以及第二归属区域。其中，第一归属区域的属性为：第一控制器221对第一归属区域可进行读取操作和写操作，第二控制器222对第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。第二归属区域的属性为：第二控制器222对第二归属区域可进行读取操作和写操作，第一控制器221对第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。所以，上述的第一控制器221接收到目标数据后，第一控制器221将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备进行存储以获得第一镜像数据具体为：第一控制器221将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据。如果接收到目标数据的是第二控制器222，则第二控制器222会将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备的第二归属区域进行存储以获得第一镜像数据。

在另一种实施方式中，当第一控制器221出现故障时，可由第二控制器222读取第一缓存设备224中的第一归属区域以及第二缓存设备225中的第一归属区域中的数据,并存储到存储设备223中；第二控制器222接收到上位机210发送的数据后,可以将上位机210发送的数据发送到第一缓存设备224中的第一归属区域以及第二缓存设备225中第一归属区域进行存储。

此时，即使其中一个控制器发生了故障，另一个控制器也可以接管发生故障的控制器，不会造成上位机210和存储设备223之间不能正常进行读写操作。

当第一控制器221的故障排除了后，或者第一控制器221更换为新的控制器后，第一控制器221可以从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225中读取故障前存储的数据，从而快速恢复数据业务。

在另一种实施方式中，如果第一控制器221和第二控制器222都发生故障，当第三控制器替换第一控制器221，第四控制器替换第二控制器222后，第三控制器从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225的第一归属区域读取第一控制器221故障前存储的数据，第四控制器从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225的第二归属区域读取第二控制器222故障前存储的数据，以恢复数据业务。

参阅图4，为了进一步提高数据的可靠性，可以使得缓存设备400(可以是上述的第一缓存设备，也可以是第二缓存设备)具有掉电保护功能。只有一份镜像数据存储在第一缓存设备或者第二缓存设备时，可以相应地只令第一缓存设备或者第二缓存设备具有掉电保护功能。如果第一缓存设备和第二缓存设备均具有一份镜像数据时，则需要令第一缓存设备和第二缓存设备均具有掉电保护功能。

为了使缓存设备400具有掉电保护功能，在一种具体的实施方式中，缓存设备400包括控制芯片410、非易失存储器420以及随机存取存储器430，控制芯片410分别连接非易失存储器420以及随机存取存储器430。其中，非易失存储器420的其中一部分存储空间作为第一空间，另一部分存储空间作为第二空间。随机存取存储器430的一部分存储空间作为第一归属区域，一部分空间作为第二归属区域。

当缓存设备400掉电时，控制芯片410从随机存取存储器420的第一归属区域中取出数据，并将从第一归属区域中取出的数据存储到非易失存储器430的第一空间，以及，从随机存取存储器420的第二归属区域中取出数据，并将从第二归属区域取出的数据存储到非易失存储器430的第二空间。

当缓存设备400重新上电后，控制芯片410从非易失存储器430的第一空间取出数据，并将从第一空间取出的数据还原到随机存取存储器420的第一归属区域，以及，从非易失存储器430的第二空间取出数据，并将从第二空间取出的数据还原到随机存取存储器的第二归属区域，以恢复数据业务。

在另一种具体的实施方式中，当缓存设备400掉电时，控制芯片410从随机存取存储器420的第一归属区域中取出数据，为从第一归属区域中取出的数据添加第一标签，并将添加第一标签后的数据存储到非易失存储器430中，以及，从随机存取存储器420的第二归属区域中取出数据，为从第二归属区域中取出的数据添加第二标签，并将添加第二标签后的数据存储到非易失存储器430中。

当缓存设备400重新上电后，控制芯片410从非易失存储器430中取出数据，并将从非易失存储器430中取出数据中标签为第一标签的数据还原到随机存取存储器420的第一归属区域中，将从非易失存储器430中取出数据中标签为第二标签的数据还原到随机存取存储器430的第二归属区域中。

参阅图5，缓存设备400中的非易失存储器以及随机存取存储器，也可以由磁性随机存储器450代替，磁性随机存储器450既有随机存取存储器存取速度快的特点，又具有非易失存储器掉电保存的特点。

可以理解的是，上面的实施方式中只以两个控制器和两个缓存设备为例进行说明，在其他的实施方式中，控制器的数量可以为三个或者更多，此时，缓存设备中的归属领域的数量也应相应增加，使得一个控制器对应一个归属领域。而缓存设备的数量也可以为4个或者更多，本发明不作具体限定。

参阅图6，图6是本发明数据存储方法一种可能的实施方式的流程图。本实施方式从如图2所示的存储系统的角度出发来进行描述。请结合图2进行理解，在本实施方式中，数据存储方法包括如下步骤：

510：上位机210将目标数据选择性发送第一控制器221或者第二控制器222。

上位机210可以选择性向第一控制器221和第二控制器222中的任意一个控制器发送目标数据。由于一个数据不能同时被两个控制器进行处理，所以，在目标数据中设置了目标数据的归属信息，控制器可以根据这个归属信息判断目标数据是否属于自己处理。如果上位机210将目标数据发送给第一控制器221，则进入步骤520；如果上位机210将目标数据发送给第二控制器222，则进入步骤540。

520：第一控制器221根据目标数据中的归属信息判断目标数据是否属于第一控制器221处理。

第一控制器221在接收到目标数据后，从目标数据中获取归属信息，并根据目标数据信息判断是否属于第一控制器221处理。如果是属于第一控制器221处理，进入步骤530；如果不属于第一控制器221处理，则转发给第二控制器222，并进入步骤540。

530：第一控制器221将目标数据发送至第一缓存设备224或第二缓存设备225中进行存储以获得第一镜像数据。

第一控制器221可以选择将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据，也可以选择将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第一镜像数据。在一具体的实施方式中，第一缓存设备224和第二缓存设备225都设置有第一归属区域以及第二归属区域。其中，第一归属区域的属性为：第一控制器221对第一归属区域可进行读取操作和写操作，第二控制器222对第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。第二归属区域的属性为：第二控制器222对第二归属区域可进行读取操作和写操作，第一控制器221对第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。所以，第一控制器221将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据。然后，返回步骤510，直到需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，进入步骤560。

540：第二控制器222根据目标数据中的归属信息判断目标数据是否属于第二控制器222处理。

第二控制器222在接收到目标数据后，从目标数据中获取归属信息，并根据目标数据信息判断是否属于第二控制器222处理。如果是属于第二控制器222处理，进入步骤550；如果不属于第二控制器222处理，则转发目标数据给第一控制器221，并进入步骤520。

550：第二控制器222将目标数据发送至第一缓存设备224或第二缓存设备225中进行存储以获得第一镜像数据。

第二控制器222可以选择将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据，也可以选择将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第一镜像数据。在一具体的实施方式中，第二控制器222将目标数据发送给第一缓存设备224和第二缓存设备225中的一个缓存设备的第二归属区域进行存储以获得第一镜像数据。然后，返回步骤510，直到需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，进入步骤560。

560：第一控制器221以及第二控制器222将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的数据存储到存储设备223中。

在需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，例如，缓存设备中的数据达到阈值，或者上位机210下指令将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，第一控制器221会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的由第一控制器221进行处理的数据存储到存储设备223中。第二控制器222也会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的由第二控制器222处理的数据存储到存储设备223中。

可以理解，如果第一缓存设备224发生非毁灭性故障，则第一控制器221以及第二控制器222可以将第一缓存设备224中的数据转移至第二缓存设备225，相反，如果第二缓存设备225发生故障，则第一控制器221以及第二控制器222可以将第二缓存设备225中的数据转移至第一缓存设备224，从而提高了数据的安全性。

通过实施本发明实施例，能够另外设置缓存设备并将镜像数据存储在缓存设备中，则控制器无需为镜像数据提供存储空间，从而减少对控制器内存大小的要求。而且，镜像数据不需要通过PCIe/IB(nfiniband)通路进行传输，则能减轻PCIe/IB(nfiniband)通路的数据传输的压力。最后，控制器的负荷减少了，即使其中一个控制器出现问题时，控制器也不会因为负荷太重而被迫将数据直接写入到存储设备中，从而大大提高了数据读写的速度。

而且，第一控制器不能写属于第二控制器可以写的第二归属区域，第二控制器不能写属于第一控制器可以写的第一归属区域，即，第一控制器和第二控制器可以进行写操作的存储空间是互相独立的，可以防止两个不同的控制器同时对同一存储单元进行写操作而造成的冲突。

参阅图7，图7是本发明数据存储方法另一种可能的实施方式的流程图。本实施方式从如图2所示的存储系统的角度出发来进行描述。请结合图2进行理解，在本实施方式中，数据存储方法包括如下步骤：

610：上位机210将目标数据选择性发送第一控制器221或者第二控制器222。

上位机210可以选择性向第一控制器221和第二控制器222中的任意一个控制器发送目标数据。由于一个数据不能同时被两个控制器进行处理，所以，在目标数据中设置了目标数据的归属信息，控制器可以根据这个归属信息判断目标数据是否属于自己处理。如果上位机210将目标数据发送给第一控制器221，则进入步骤620；如果上位机210将目标数据发送给第二控制器222，则进入步骤650。

620：第一控制器221根据目标数据中的归属信息判断目标数据是否属于第一控制器221处理。

第一控制器221在接收到目标数据后，从目标数据中获取归属信息，并根据目标数据信息判断是否属于第一控制器221处理。如果是属于第一控制器221处理，进入步骤630；如果不属于第一控制器221处理，则转发给第二控制器222，并进入步骤640。

630：第一控制器221将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据。

第一控制器221将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据。在一具体的实施方式中，第一缓存设备224设置有第一归属区域以及第二归属区域。其中，第一归属区域的属性为：第一控制器221对第一归属区域可进行读取操作和写操作，第二控制器222对第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。第二归属区域的属性为：第二控制器222对第二归属区域可进行读取操作和写操作，第一控制器221对第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作。所以，第一控制器221将目标数据发送给第一缓存设备224的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据。

640：第一控制器221将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第二镜像数据。

第一控制器221将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第二镜像数据。在一具体的实施方式中，第一控制器221将目标数据发送给第二缓存设备225的第一归属区域进行存储以获得第二镜像数据。然后，返回步骤610，直到需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，进入步骤680。

650：第二控制器222根据目标数据中的归属信息判断目标数据是否属于第二控制器222处理。

第二控制器222在接收到目标数据后，从目标数据中获取归属信息，并根据目标数据信息判断是否属于第二控制器222处理。如果是属于第二控制器222处理，进入步骤660；如果不属于第二控制器222处理，则转发目标数据给第一控制器221，并进入步骤620。

660：第二控制器222将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据。

第二控制器222将目标数据发送至第一缓存设备224中进行存储以获得第一镜像数据。在一具体的实施方式中，第二控制器222将目标数据发送给第一缓存设备224的第二归属区域进行存储以获得第一镜像数据。

670：第二控制器222将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第二镜像数据。

第二控制器222将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储以获得第二镜像数据。在一具体的实施方式中，第二控制器222将目标数据发送给第二缓存设备225的第二归属区域进行存储以获得第二镜像数据。然后，返回步骤610，直到需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，进入步骤680。

680：第一控制器221以及第二控制器222将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的数据存储到存储设备223中。

在需要将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，例如，缓存设备中的数据达到阈值，或者上位机210下指令将缓存设备内的数据存储到存储设备223时，第一控制器221会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的由第一控制器221进行处理的数据存储到存储设备223中。第二控制器222也会将第一缓存设备224和第二缓存设备225中的由第二控制器222处理的数据存储到存储设备223中。

在本实施方式中，第一控制器221接收到上位机210所发送的目标数据后，除了将目标数据发送至第一缓存设备224进行存储以获得第一镜像数据外，第一控制器221还可以将目标数据发送至第二缓存设备225中进行存储，从而得到第二镜像数据。此时，第一缓存设备224和第二缓存设备225中各有一份数据，即使其中一个缓存设备中的数据出现了问题，还有另一个缓存设备中的数据可以使用，从而大大提升了数据的可靠性。

当第一控制器221出现故障时，可由第二控制器222读取第一缓存设备224中的第一归属区域以及第二缓存设备225中的第一归属区域中的数据,并存储到存储设备223中；第二控制器222接收到上位机210发送的数据后,可以将上位机210发送的数据发送到第一缓存设备224中的第一归属区域以及第二缓存设备225中第一归属区域进行存储。

此时，即使其中一个控制器发生了故障，另一个控制器也可以接管发生故障的控制器，不会造成上位机210和存储设备223之间不能正常进行读写操作。

当第一控制器221的故障排除了后，或者第一控制器221更换为新的控制器后，第一控制器221可以从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225中读取故障前存储的数据，从而快速恢复数据业务。

可以理解的是，如果第一控制器221和第二控制器222都发生故障，当第三控制器替换第一控制器221，第四控制器替换第二控制器222后，第三控制器从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225的第一归属区域读取第一控制器221故障前存储的数据，第四控制器从第一缓存设备224和/或第二缓存设备225的第二归属区域读取第二控制器222故障前存储的数据，以恢复数据业务。

参阅图4，为了进一步提高数据的可靠性，可以使得缓存设备400(可以是上述的第一缓存设备，也可以是第二缓存设备)具有掉电保护功能。只有一份镜像数据存储在第一缓存设备或者第二缓存设备时，可以相应地只令第一缓存设备或者第二缓存设备具有掉电保护功能。如果第一缓存设备和第二缓存设备均具有一份镜像数据时，则需要令第一缓存设备和第二缓存设备均具有掉电保护功能。

为了使缓存设备400具有掉电保护功能，在一种具体的实施方式中，缓存设备400包括控制芯片410、非易失存储器420以及随机存取存储器430，控制芯片410分别连接非易失存储器420以及随机存取存储器430。其中，非易失存储器420的其中一部分存储空间作为第一空间，另一部分存储空间作为第二空间。随机存取存储器430的一部分存储空间作为第一归属区域，一部分空间作为第二归属区域。

当缓存设备400掉电时，控制芯片410从随机存取存储器420的第一归属区域中取出数据，并将从第一归属区域中取出的数据存储到非易失存储器430的第一空间，以及，从随机存取存储器420的第二归属区域中取出数据，并将从第二归属区域取出的数据存储到非易失存储器430的第二空间。

当缓存设备400重新上电后，控制芯片410从非易失存储器430的第一空间取出数据，并将从第一空间取出的数据还原到随机存取存储器420的第一归属区域，以及，从非易失存储器430的第二空间取出数据，并将从第二空间取出的数据还原到随机存取存储器的第二归属区域，以恢复数据业务。

在另一种具体的实施方式中，当缓存设备400掉电时，控制芯片410从随机存取存储器420的第一归属区域中取出数据，为从第一归属区域中取出的数据添加第一标签，并将添加第一标签后的数据存储到非易失存储器430中，以及，从随机存取存储器420的第二归属区域中取出数据，为从第二归属区域中取出的数据添加第二标签，并将添加第二标签后的数据存储到非易失存储器430中。

当缓存设备400重新上电后，控制芯片410从非易失存储器430中取出数据，并将从非易失存储器430中取出数据中标签为第一标签的数据还原到随机存取存储器420的第一归属区域中，将从非易失存储器430中取出数据中标签为第二标签的数据还原到随机存取存储器430的第二归属区域中。

参阅图5，缓存设备400中的非易失存储器以及随机存取存储器，也可以由磁性随机存储器450代替，磁性随机存储器450既有随机存取存储器存取速度快的特点，又具有非易失存储器掉电保存的特点。

可以理解的是，上面的实施方式中只以两个控制器和两个缓存设备为例进行说明，在其他的实施方式中，控制器的数量可以为三个或者更多，此时，缓存设备中的归属领域的数量也应相应增加，使得一个控制器对应一个归属领域。而缓存设备的数量也可以为4个或者更多，本发明不作具体限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种数据存储方法，其特征在于，包括：包含至少第一控制器以及第二控制器在内的至少两个控制器、存储设备以及包含第一缓存设备以及第二缓存设备在内的至少两个缓存设备，所述第一控制器用于与上位机进行通信，所述第一控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第二控制器用于与上位机进行通信，所述第二控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第一控制器连接所述第二控制器，所述第一缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，所述第二缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，

所述第一归属区域的属性为：所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作，

所述第二归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作和写操作，所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作；

所述第一控制器接收所述上位机所发送的目标数据；

所述第一控制器根据所述目标数据中的归属信息判断所述目标数据是否属于所述第一控制器处理；

如果否，则所述第一控制器将所述目标数据转发至所述第二控制器，如果是，则所述第一控制器将所述目标数据发送至所述第一缓存设备或所述第二缓存设备中的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据；

在需要将缓存设备内的数据存储到所述存储设备时，所述第一控制器将所述第一缓存设备和所述第二缓存设备的第一归属区域中的包含所述目标数据在内的由所述第一控制器处理之后的数据存储到所述存储设备中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述第一缓存设备发生故障，则所述第一控制器以及所述第二控制器将所述第一缓存设备中的数据转移至所述第二缓存设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述第一控制器将所述目标数据发送给所述第一缓存设备以获得所述第一镜像数据，则所述第一控制器还将所述目标数据发送给所述第二缓存设备以获得第二镜像数据。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，当所述第一控制器出现故障时，所述第二控制器修改所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，

所述第二控制器读取所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域中的数据，并存储到所述存储设备中；

所述第二控制器接收到上位机发送的数据后，可以将上位机发送的数据发送到所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中第一归属区域进行存储。

5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，如果所述第一控制器和所述第二控制器发生故障，当第三控制器替换所述第一控制器，第四控制器替换所述第二控制器后，所述第三控制器从所述第一缓存设备中的第一归属区域和/或所述第二缓存设备中的第一归属区域读取所述第一控制器存储的数据，所述第四控制器从所述第一缓存设备中的第二归属区域和/或所述第二缓存设备中的第二归属区域读取所述第二控制器存储的数据，以恢复数据业务。

6.一种存储系统，其特征在于，包括：包含至少第一控制器以及第二控制器在内的至少两个控制器、存储设备以及包含第一缓存设备以及第二缓存设备在内的至少两个缓存设备，所述第一控制器用于与上位机进行通信，所述第一控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第二控制器用于与上位机进行通信，所述第二控制器还分别连接所述存储设备、所述第一缓存设备以及所述第二缓存设备，所述第一控制器连接所述第二控制器，所述第一缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，所述第二缓存设备中设置有第一归属区域以及第二归属区域，

所述第一归属区域的属性为：所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作但不能进行写操作，

所述第二归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作和写操作，所述第一控制器对所述第一缓存设备中的第二归属区域以及所述第二缓存设备中的第二归属区域可进行读取操作但不能进行写操作；

所述第一控制器用于接收所述上位机所发送的目标数据；

所述第一控制器用于根据所述目标数据中的归属信息判断所述目标数据是否属于所述第一控制器处理，在判断结果为否时，将所述目标数据转发至所述第二控制器，在判断结果为是时，将所述目标数据发送至所述第一缓存设备或所述第二缓存设备中的第一归属区域进行存储以获得第一镜像数据；

所述第一控制器还用于在需要将数据从缓存设备存储到所述存储设备时，将所述第一缓存设备和所述第二缓存设备的第一归属区域中的包含所述目标数据在内的由所述第一控制器处理之后的数据存储到所述存储设备中。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述第一控制器以及所述第二控制器用于在所述第一缓存设备发生故障时，将所述第一缓存设备中的数据转移至所述第二缓存设备。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述第一控制器还用于在所述第一控制器将所述目标数据发送给所述第一缓存设备以获得所述第一镜像数据时，将所述目标数据发送给所述第二缓存设备以获得第二镜像数据。

9.根据权利要求6至8任一权利要求所述的系统，其特征在于，当所述第一控制器出现故障时，所述第二控制器修改所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域的属性为：所述第二控制器对所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域可进行读取操作和写操作，

所述第二控制器用于读取所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中的第一归属区域中的数据，并存储到所述存储设备中；

所述第二控制器还用于接收到上位机发送的数据后，可以将上位机发送的数据发送到所述第一缓存设备中的第一归属区域以及所述第二缓存设备中第一归属区域进行存储。

10.根据权利要求6至8任一权利要求所述的系统，其特征在于，在所述第一控制器和所述第二控制器发生故障，当第三控制器替换所述第一控制器，第四控制器替换所述第二控制器后，

所述第三控制器用于从所述第一缓存设备中的第一归属区域和/或所述第二缓存设备中的第一归属区域读取所述第一控制器存储的数据；

所述第四控制器用于从所述第一缓存设备中的第二归属区域和/或所述第二缓存设备中的第二归属区域读取所述第二控制器存储的数据，以恢复数据业务。