CN106528447A - 一种分布式san的缓存同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式SAN的缓存同步方法,包括:判断客户端发送的操作请求为读操作请求或写操作请求;如果是读操作请求,则在缓存区域中查找读操作请求包括的读取数据,并将读取数据返回至客户端;向伙伴控制器发送与读取数据对应的缓存同步指令;如果是写操作请求,则依据写操作请求中包含的写入地址写入缓存区域中;向伙伴控制器发送与写入数据对应的缓存同步指令。由此可见,该方法能够实现伙伴控制器的缓存同步,避免了伙伴控制器中的缓存数据不同步,从而降低读取的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据缓存技术领域,特别是涉及一种分布式SAN的缓存同步方法。
背景技术
分布式SAN是由多个独立服务器存储组成的一个存储资源池,把资源池中的存储空间按照iSCSI、FC协议方式提供出去,并且有着良好的性价比和扩展性。现有的分布式SAN采用单控模式、双控模式或多控模式。单控模式的缺点是没有冗余,因此容易造成单点故障,而造成服务中断。双控模式或多控模式中的控制器互为伙伴控制器,能够共享同一个逻辑块设备。双控模式或多控模式可以避免单点故障,并且现有的双控模式或多控模式中的控制器均设置有缓存模块,通过添加缓存模块使得读写数据的速度更快。
但是由于双控模式或多控模式中的控制器添加了缓存模块,因此如何实现控制器中的缓存数据的一致性是本领域技术人员亟待解决地问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种分布式SAN的缓存同步方法,用于双控模式或多控模式中的控制器添加了缓存模块后,实现控制器中的缓存数据的一致性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种分布式SAN的缓存同步方法,包括:
判断客户端发送的操作请求为读操作请求或写操作请求;
如果是读操作请求,则在缓存区域中查找所述读操作请求包括的读取数据,并将所述读取数据返回至所述客户端;
向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令;
如果是写操作请求,则依据所述写操作请求中包含的写入地址写入缓存区域中;
向伙伴控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令。
优选地,所述在缓存区域中查找所述读操作请求包括的读取数据,并将所述读取数据返回至所述客户端具体包括:
判断所述读取数据是否在所述缓存区域中;
如果是,则直接在所述缓存区域中读取所述读取数据至所述客户端;
如果否,则在磁盘上将所述读取数据读取至所述缓存区域中,并在所述缓存区域中读取所述读取数据至所述客户端。
优选地,在所述向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
优选地,所述更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
优选地,所述向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令具体包括:
如果所述读取数据在所述缓存区域中,则向所述伙伴控制器发送所述读取数据所在的缓存块的地址;
如果所述读取数据未在所述缓存区域中,则向所述伙伴控制器发送所述读取数据和所述读取数据所在的缓存块的地址。
优选地,所述依据所述写操作请求中包含的写入地址写入所述缓存区域中具体包括:
判断所述缓存区域中是否包含所述写入地址;
如果是,则将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块;
如果否,则判断所述缓存区域是否存在空闲缓存块;
如果所述缓存区域存在所述空闲缓存块,则将所述空闲缓存块的地址修改为所述写入地址,并将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块;
如果所述缓存区域不存在所述空闲缓存块,则删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据,将该缓存块的地址修改为所述写入地址,并将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块。
优选地,在所述向控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
优选地,所述更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
优选地,所述向伙伴控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令具体包括:
向所述伙伴控制器发送所述写入数据和所述写入数据所在的缓存块的地址。
优选地,所述删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据具体包括:按照LUN最近最久未使用算法删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据。
本发明所提供的分布式SAN的缓存同步方法,根据客户端的操作请求的类型实现对应的缓存同步,如果是读操作请求,则在缓存区域中查找到读取数据,并将读取数据返回客户端,然后向伙伴控制器发送缓存同步指令;如果是写操作请求,则依据写入地址将写入数据写入缓存区域中,然后向伙伴控制器发送缓存同步指令。由此可见,该方法能够实现伙伴控制器的缓存同步,避免了伙伴控制器中的缓存数据不同步,从而降低读取的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,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为本发明实施例提供的一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种三控模式的示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图;
图4为本发明实施例提供的另一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图。
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,都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种分布式SAN的缓存同步方法,用于双控模式或多控模式中的控制器添加了缓存模块后,实现控制器中的缓存数据的一致性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图。如图1所示,包括:
S10:判断客户端发送的操作请求为读操作请求或写操作请求。如果是读操作请求,则进入步骤S11,如果是写操作请求,则进入步骤S13。
可以理解地是,本发明提供的缓存同步方法中,是针对双控模式或者多控模式,即至少有两个控制器。一个控制器与其它控制器为伙伴关系。图2为本发明实施例提供的一种三控模式的示意图。如图2所示,控制器A,控制器B和控制器C互为伙伴控制器。每个控制器均包含有缓存模块,控制器A,控制器B和控制器C共享同一个逻辑块设备。
在具体实施中,客户端向控制器发送操作请求,例如向控制器A发送操作请求,则控制器A中的缓存模块就判断客户端发送的操作请求为读操作请求还是写操作请求。
S11:在缓存区域中查找读操作请求包括的读取数据,并将读取数据返回至客户端。
可以理解的是,读操作请求中包含了需要的读取数据的信息,通过解析该信息就可以在缓存区域中查找到需要的读取数据,然后将读取数据返回至客户端,以此客户端就接收到了读操作请求对应的读取数据。
S12:向伙伴控制器发送与读取数据对应的缓存同步指令。
为了保证控制器B和控制器C中的缓存区域的数据同步,在向客户端发送读取数据后,需要向伙伴控制器发送缓存同步指令,使得伙伴控制器依据缓存同步指令实现缓存同步,即控制器B和控制器C在接收到缓存同步指令后,将各自的缓存区域进行缓存同步。
S13:依据写操作请求中包含的写入地址写入缓存区域中。
可以理解的是,写操作请求中包含了需要写入的数据的写入地址,通过解析写操作请求就可以得到写入数据的写入地址,在缓存区域中查找到该写入地址,然后将写入数据写入缓存区域中。
S14:向伙伴控制器发送与写入数据对应的缓存同步指令。
可以理解的是,当写入完成后,还需要向客户端发送写入完成的信息以提示客户端完成写操作请求。为了保证控制器B和控制器C中的缓存区域的数据同步,当将写入数据写入缓存区域中后,需要向伙伴控制器发送缓存同步指令,使得伙伴控制器依据缓存同步指令实现缓存同步,即控制器B和控制器C在接收到缓存同步指令后,将各自的缓存区域进行缓存同步。
由此可见,如果客户端对控制器A进行了读操作请求,则控制器A中的缓存区域的缓存块中就会缓存有读取数据,如果实现了缓存同步,则伙伴控制器的缓存区域的缓存块中也会有读取数据,因此,当对控制器B进行同样的读操作请求时,该读操作请求要读取的数据就会缓存在控制器B的缓存区域中,避免了需要从控制器B的磁盘中读取该数据,从而提高了读取的速度。
本发明实施例提供的分布式SAN的缓存同步方法,根据客户端的操作请求的类型实现对应的缓存同步,如果是读操作请求,则在缓存区域中查找到读取数据,并将读取数据返回客户端,然后向伙伴控制器发送缓存同步指令;如果是写操作请求,则依据写入地址将写入数据写入缓存区域中,然后向伙伴控制器发送缓存同步指令。由此可见,该方法能够实现伙伴控制器的缓存同步,避免了伙伴控制器中的缓存数据不同步,从而降低读取的效率。
图3为本发明实施例提供的另一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图。作为一种优选地实施方式,在缓存区域中查找读操作请求包括的读取数据,并将读取数据返回至客户端具体包括:
S110:判断读取数据是否在缓存区域中。如果是,则进入步骤S111,如果否,则进入步骤S112。
S111:直接在缓存区域中读取该读取数据至客户端。
S112:在磁盘上将读取数据读取至缓存区域中,并在缓存区域中读取该读取数据至客户端。
如果操作请求为读操作请求,则首先判断读取数据是否在缓存区域中。在具体实施中,缓存区域中的缓存数据是变化的,不同时刻下,缓存数据有可能不相同。如果缓存区域中有读取数据,则无需从磁盘中读取,而是直接从缓存区域中读取即可,从而节约读取的时间,提高读取的效率。
如果缓存区域中不存在读取数据,则需要从磁盘中将读取数据读取至缓存区域中,以便后续再读取该读取数据时,节约读取时间,提高读取的效率。
作为一种优选地实施方式,在向伙伴控制器发送与读取数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
为了使得读取频率较高的数据能够优先存在缓存区域中,本实施例中,每实现一次读操作请求,则将对应的缓存区域中的相应的缓存块的使用时间进行更新。
作为一种优选地实施方式,更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
本实施例中按照LUN最近最久未使用算法更新相应缓存块的使用时间,使得相应的缓存块被读取一次,则该缓存块的优先级被提高一级,使得在缓存区域缓存满需要删除数据时,该缓存块不会被优先删除数据。
作为一种优选地实施方式,向伙伴控制器发送与读取数据对应的缓存同步指令具体包括:
如果读取数据在缓存区域中,则向伙伴控制器发送读取数据所在的缓存块的地址;
如果读取数据未在缓存区域中,则向伙伴控制器发送读取数据和读取数据所在的缓存块的地址。
可以理解地是,读取数据如果在缓存区域中,则伙伴控制器中的缓存区域也存在读取数据,因此,缓存同步指令就不需要包含读取数据,只需要包含读取数据所在的缓存块的地址即可,这样伙伴控制器接收到缓存同步指令后,就将本缓存区域中的缓存块的地址进行更新,从而实现缓存同步。
图4为本发明实施例提供的另一种分布式SAN的缓存同步方法的流程图。作为一种优选地实施方式,依据写操作请求中包含的写入地址写入缓存区域中具体包括:
S130:判断缓存区域中是否包含写入地址。如果是,则进入步骤S131,如果否,则进入步骤S132。
S131:将写入数据写入该写入地址对应的缓存块。
S132:判断缓存区域是否存在空闲缓存块。如果是,进入步骤S133,如果否,进入步骤S134。
S133:将空闲缓存块的地址修改为写入地址,并将写入数据写入该写入地址对应的缓存块;
S134:删除缓存区域中的一个缓存块的数据,将该缓存块的地址修改为写入地址,并将写入数据写入该写入地址对应的缓存块。
可以理解地是,写操作请求中包括了写入数据和写入地址。如果操作请求为写操作请求,则首先判断缓存区域中是否包含写操作请求中的写入地址,如果是,则将写入数据直接写入该写入地址即可。
如果缓存区域中不包含写入地址,则需要进一步判断缓存区域中是否有空闲缓存块,之所以要进行这一步是避免缓存区域中没有空闲缓存块,导致写入数据无法成功写入。如果存在空闲缓存块,则将写入数据写入该空闲缓存块,并修改这个缓存块的地址为写操作请求中包含的写入地址。例如空闲缓存块的地址本来为004,而写入地址为007,则经过写入数据的写入后,该空闲缓存块的地址就修改为007。
如果缓存区域中没有空闲缓存块,则说明缓存区域中已经缓存满,需要删除一些数据才能保证写入数据的写入。具体实施方式是删除缓存区域中的一个缓存块的数据,然后将该缓存块的地址修改为写入地址,再将写入数据写入该缓存块。
作为一种优选地实施方式,在向控制器发送与写入数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
如果写入数据被写入缓存中,则说明该数据可能会被经常读取,因此为了使得读取频率较高的数据能够优先存在缓存区域中,本实施例中,每实现一次写操作请求,则将对应的缓存区域中的相应的缓存块的使用时间进行更新。
作为一种优选地实施方式,更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
本实施例中按照LUN最近最久未使用算法更新相应缓存块的使用时间,使得相应的缓存块被写入数据,则该缓存块的优先级被提高一级,使得在缓存区域缓存满需要删除数据时,该缓存块不会被优先删除数据。
作为一种优选地实施方式,向伙伴控制器发送与写入数据对应的缓存同步指令具体包括:
向伙伴控制器发送写入数据和写入数据所在的缓存块的地址。
可以理解的是,如果在缓存区域中被写入新的写入数据,则伙伴控制器中的缓存区域也必须被写入该写入数据,因此,缓存同步指令就需要包含写入数据和写入地址,这样伙伴控制器接收到缓存同步指令后,就将本缓存区域中的缓存块写入接收到的写入数据,并将该缓存块的地址进行更新,从而实现缓存同步。可以理解地是,伙伴控制在接收到写入数据时,写入的过程与上述相同,只不过不需要再发送缓存同步指令。
作为一种优选地实施方式,删除缓存区域中的一个缓存块的数据具体包括:按照LUN最近最久未使用算法删除缓存区域中的一个缓存块的数据。
在具体实施中,如果缓存区域缓存满,不存在空闲缓存块,则需要删除一个缓存块的数据,为了保证读取频率较高的缓存块的数据不被删除,因此,本实施例中,按照LUN最近最久未使用算法删除缓存区域中的一个缓存块的数据,即如果一个缓存块中的数据很久不被读取,则该缓存块的级别也就变得较低,因此该缓存块中的数据就会被删除,以便写入新的写入数据。
以上对本发明所提供的分布式SAN的缓存同步方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
Claims (10)
1.一种分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,包括:
判断客户端发送的操作请求为读操作请求或写操作请求;
如果是读操作请求,则在缓存区域中查找所述读操作请求包括的读取数据,并将所述读取数据返回至所述客户端;
向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令;
如果是写操作请求,则依据所述写操作请求中包含的写入地址写入缓存区域中;
向伙伴控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令。
2.根据权利要求1所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述在缓存区域中查找所述读操作请求包括的读取数据,并将所述读取数据返回至所述客户端具体包括:
判断所述读取数据是否在所述缓存区域中;
如果是,则直接在所述缓存区域中读取所述读取数据至所述客户端;
如果否,则在磁盘上将所述读取数据读取至所述缓存区域中,并在所述缓存区域中读取所述读取数据至所述客户端。
3.根据权利要求2所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,在所述向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
4.根据权利要求3所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
5.根据权利要求4所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述向伙伴控制器发送与所述读取数据对应的缓存同步指令具体包括:
如果所述读取数据在所述缓存区域中,则向所述伙伴控制器发送所述读取数据所在的缓存块的地址;
如果所述读取数据未在所述缓存区域中,则向所述伙伴控制器发送所述读取数据和所述读取数据所在的缓存块的地址。
6.根据权利要求1或2所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述依据所述写操作请求中包含的写入地址写入所述缓存区域中具体包括:
判断所述缓存区域中是否包含所述写入地址;
如果是,则将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块;
如果否,则判断所述缓存区域是否存在空闲缓存块;
如果所述缓存区域存在所述空闲缓存块,则将所述空闲缓存块的地址修改为所述写入地址,并将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块;
如果所述缓存区域不存在所述空闲缓存块,则删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据,将该缓存块的地址修改为所述写入地址,并将所述写入数据写入所述写入地址对应的缓存块。
7.根据权利要求6所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,在所述向控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令之前还包括:更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
8.根据权利要求7所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间具体通过LUN最近最久未使用算法更新所述缓存区域中的相应缓存块的使用时间。
9.根据权利要求8所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述向伙伴控制器发送与所述写入数据对应的缓存同步指令具体包括:
向所述伙伴控制器发送所述写入数据和所述写入数据所在的缓存块的地址。
10.根据权利要求6所述的分布式SAN的缓存同步方法,其特征在于,所述删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据具体包括:按照LUN最近最久未使用算法删除所述缓存区域中的一个缓存块的数据。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170322 |
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