CN107317848A - Io数据的读写方法、装置以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种IO数据的读写方法、装置以及系统。所述方法包括：第一客户端与卷控制器连接成功时，向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；从所述第一读写请求消息中提取第一当前逻辑时钟；所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；根据比较结果，进行相应处理。本发明保证服务端I/O数据的顺序性。

Description

IO数据的读写方法、装置以及系统
技术领域
本发明涉及网络数据处理技术领域，尤其涉及一种IO数据的读写方法、装置以及系统。
背景技术
iSCSI((internet SCSI)技术是一种新储存技术，该技术是将现有SCSI(小型计算机系统接口)接口与以太网络(Ethernet)技术结合，使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。其主要功能是在TCP/IP网络上的主机系统(启动器initiator)和存储设备(目标器target)之间进行大量数据的封装和可靠传输过程。
逻辑时钟是(松耦合)分布式系统的特性，要求的是系统节点进展之间的相对一致性(同步)。只有相关的系统(进程)才需要有逻辑时钟同步，同步的目的是维持事件的顺序性。
在分布式存储系统中，启动器与目标器通过VIP(虚拟IP)建立通信，目标器通过访问volume controller(卷控制器)来完成对volume(逻辑卷)数据的读写。当启动器与目标器之间的网络发生中断后，启动器会与新的目标器建立连接。这时原有目标器和启动器网络恢复了，那么原有目标器未完成的I/O请求和新目标器的I/O请求如何保证I/O顺序性？这就是我们要解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种IO数据的读写方法、装置以及系统，能够保证服务端I/O数据的顺序性。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种IO数据的读写方法，包括：
第一客户端与卷控制器连接成功时，所述卷控制器向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
所述卷控制器从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
根据所述比较结果，进行相应处理。
一种IO数据的读写装置，包括：
第一发送单元，与所述第一服务器上运行的卷控制器连接成功时，向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
获取单元，从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
提取单元，从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
比较单元，比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
处理单元，根据所述比较结果，进行相应处理。
一种IO数据的读写系统，包括：
第一客户端、第一服务器、运行在所述第一服务器上的卷控制器；
所述卷控制器用于，第一客户端与所述第一服务器上运行的卷控制器连接成功时，所述卷控制器向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
所述卷控制器从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
根据所述比较结果，进行相应处理。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中，当接收到第一读写请求消息时，从第一读写请求消息中提取逻辑时钟；将提取的逻辑时钟与卷控制器的当前逻辑时钟进行比较，如果相同，则根据第一读写请求消息，进行处理，如果不同，则直接丢掉第一读写请求消息，不进行处理，从而保证了数据的一致性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种IO数据的读写方法的处理流程图；
图2为本发明实施例提供的一种IO数据的读写方法的处理流程图；
图3为本发明实施例提供的一种IO数据的读写方法的处理流程图。
图4为本发明所示的一种IO数据的读写装置的连接示意图；
图5为本发明所示的一种IO数据的读写系统的连接示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明的设计思想为：
首先，客户端与卷控制器所在的第一服务器连接成功后，可以从第一服务器获取服务器当前的逻辑时钟，后续客户端给第一服务器发送的数据消息中，可以携带客户端从第一服务器得到的逻辑时钟。
然后，当第一服务器与系统连接断开时，重新选择第二服务器运行卷控制器，卷控制器的逻辑时钟进行加1的更新处理，然后将更新后的逻辑时钟发给客户端。
然后，当第二服务器与系统的连接断开时，卷控制器重新运行在第一服务器时，卷控制器的逻辑时钟进行加1的更新处理，然后将更新后的逻辑时钟发给客户端。
因此，当客户端与第一服务器断开重新连接时，卷控制器会更新客户端的逻辑时钟。后续客户端给第一服务器发送的数据消息中，携带客户端从第一服务器得到的更新的逻辑时钟。卷控制器从第一服务器中的数据队列中获取IO数据消息时，可以提取IO数据消息中携带的逻辑时钟，将提取的逻辑时钟与卷控制器的当前逻辑时钟比较。通过比较逻辑时钟，来判断从第一服务器中的数据队列中获取IO数据消息是第一次连接时客户端发给第一服务器的IO数据，还是断开重新连接时客户端发给第一服务器的IO数据。当IO数据是第一次连接时客户端发给第一服务器的残留的IO数据，则不进行处理，直接删除，从而保证了IO数据的一致性。
本发明可以用于存储集群系统，例如分布式存储系统，或者NAS网络附属存储系统等。当应用于SCSI((internet SCSI)网络系统时，客户端为启动器；服务器为目标器。
如图1所示，为本发明所述的一种IO数据的读写方法，包括：
步骤11，第一客户端与卷控制器连接成功时，所述卷控制器向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
步骤12，所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
步骤13，所述卷控制器从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
步骤14，所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
步骤15，根据所述比较结果，进行相应处理。
上述实施例中，
步骤15包括：
当所述比较结果为：提取的所述第一当前逻辑时钟小于所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，所述卷控制器拒绝所述第一读写请求消息；
当所述比较结果为：提取的所述第一当前逻辑时钟等于所述卷控制器的第一逻辑时钟时，所述卷控制器根据所述第一读写请求消息，进行数据读写处理。
本发明实施例中，当接收到第一读写请求消息时，从第一读写请求消息中提取逻辑时钟；将提取的逻辑时钟与卷控制器的当前逻辑时钟进行比较，如果相同，则根据第一读写请求消息，进行处理，如果不同，则直接丢掉第一读写请求消息，不进行处理，从而保证了数据的一致性。
可选的，如图2所示，所述方法还包括：
步骤16，系统的管理服务器节点admin判断所述第一服务器与系统的连接状态是否为连接；
步骤17，当所述第一服务器与所述系统的连接状态为掉线时，系统的管理服务器节点admin根据虚拟IP方式，在所述系统中为所述卷控制器选择第二服务器；
步骤18，系统的管理服务器节点admin在所述第二服务器上第二次开启所述卷控制器；
步骤19，所述卷控制器对所述第一当前逻辑时钟进行加一处理，生成第二当前逻辑时钟；
步骤110，当所述第一客户端与第二次开启的所述卷控制器连接成功时，第二次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第二当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第二服务器本次连接成功到断开期间向所述第二服务器发送第二数据读写请求消息时，携带所述第二当前逻辑时钟。
上述实施例中，当第一服务器断网时，则卷控制器的逻辑时钟进行更新，并将卷控制器设置在的第二服务器上，通过逻辑时钟的不断更新，后续通过比较IO数据携带的逻辑时钟，保证了数据的一致性。
其中，所述步骤16包括：
步骤161，获取所述系统中的所有服务器的第一总数量；
步骤162，获取所述系统中与所述第一服务器处于连接状态的除所述第一服务器外的其他所有服务器的第二总数量；
步骤163，判断所述第二总数量是否小于(所述第一总数量/2)+1；
步骤164，如果小于，则判断为：所述第一服务器与系统的连接状态为：离线；
步骤165，否则，判断为：所述第一服务器与系统的连接状态为：在线。
上述可以判断第一服务器是否断线，当然，也可以采用别的方式。
如图3所示，所述方法还包括：
步骤111，当所述卷控制器当前所在的所述第二服务器与系统的连接状态为掉线，且根据虚拟IP方式，在所述系统中选择所述第一服务器时，系统的管理服务器节点admin在所述第一服务器上第三次开启所述卷控制器；
步骤112，第三次开启的所述卷控制器对所述第二当前逻辑时钟进行加一处理，生成第三当前逻辑时钟；
步骤113，第三次开启的所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取从客户端接收的所述第三读写请求消息；
步骤114，所述卷控制器从所述第三读写请求消息中提取逻辑时钟；
步骤115，所述卷控制器比较提取的所述逻辑时钟和所述卷控制器的第三当前逻辑时钟，生成比较结果；
步骤116，所述卷控制器根据所述比较结果，进行相应处理。
可选的，步骤112之后，步骤113之前，所述方法还包括：
步骤112A,第三次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第三当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端第三次连接成功到断开期间向所述第一服务器发送第四数据读写请求消息时，携带所述第三当前逻辑时钟。
步骤116具体为：
当所述比较结果为：所述第三读写请求消息为所述第一读写请求消息，提取的逻辑时钟为所述第一当前逻辑时钟时，提取的所述第一当前逻辑时钟小于所述卷控制器的第三当前逻辑时钟，所述卷控制器拒绝所述读写请求消息；
当所述比较结果为：所述第三读写请求消息为所述第四读写请求消息，提取的所述逻辑时钟为所述第三当前逻辑时钟时，提取的所述第三当前逻辑时钟等于所述卷控制器的第三逻辑时钟时，所述卷控制器根据所述读写请求消息，进行数据读写处理。
上述实施例中，当第一服务器断网又重新连网，卷控制器重新运行在第一服务器上时，第一服务器上的上一次连网时的IO数据消息会残留在第一服务器上，在第二次连网时继续发给卷控制器，因此，通过比较IO数据消息的逻辑时钟与卷控制器的当前逻辑时钟，判断出IO数据是本次连网客户端发的数据还是上次连网客户端发送的数据，从而进行相应处理，保证了IO数据的一致性。
如图4所示，为本发明所示的一种IO数据的读写装置，包括：
第一发送单元21，与所述第一服务器上运行的卷控制器连接成功时，向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
获取单元22，从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
提取单元23，从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
比较单元24，比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
处理单元25，根据所述比较结果，进行相应处理。
所述的卷控制器，包括：
运算单元26，当所述第一服务器与所述系统的连接状态为掉线，根据虚拟IP方式在所述系统中为所述卷控制器选择第二服务器；在所述第二服务器上第二次开启所述卷控制器时，对所述第一当前逻辑时钟进行加一处理，生成第二当前逻辑时钟；
第二发送单元27，当所述第一客户端与第二次开启的所述卷控制器连接成功时，第二次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第二当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第二服务器本次连接成功到断开期间向所述第二服务器发送第二数据读写请求消息时，携带所述第二当前逻辑时钟。
如图5所示，为本发明所述的一种IO数据的读写系统，包括：
第一客户端31、第一服务器32；
所述卷控制器32用于，第一客户端与所述第一服务器上运行的卷控制器33连接成功时，所述卷控制器向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；所述卷控制器从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；所述卷控制器根据所述比较结果，进行相应处理。
所述系统还包括：系统的管理服务器节点admin 34、第二服务器35：
所述系统的管理服务器节点admin34用于：判断所述第一服务器与系统的连接状态是否为连接；当所述第一服务器与所述系统的连接状态为掉线时，根据虚拟IP方式，在所述系统中为所述卷控制器选择第二服务器；在所述第二服务器上第二次开启所述卷控制器；
所述卷控制器32还用于，对所述第一当前逻辑时钟进行加一处理，生成第二当前逻辑时钟；当所述第一客户端与第二次开启的所述卷控制器连接成功时，第二次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第二当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第二服务器本次连接成功到断开期间向所述第二服务器发送第二数据读写请求消息时，携带所述第二当前逻辑时钟。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种IO数据的读写方法，其特征在于，包括：
第一客户端与卷控制器连接成功时，向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
根据所述比较结果，进行相应处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比较结果，进行相应处理的步骤包括：
当所述比较结果为：提取的所述第一当前逻辑时钟小于所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，拒绝所述第一读写请求消息；
当所述比较结果为：提取的所述第一当前逻辑时钟等于所述卷控制器的第一逻辑时钟时，根据所述第一读写请求消息，进行数据读写处理。
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：
判断所述第一服务器与系统的连接状态是否为连接；
当所述第一服务器与所述系统的连接状态为掉线时，根据虚拟IP方式，在所述系统中为所述卷控制器选择第二服务器；
在所述第二服务器上第二次开启所述卷控制器；
对所述第一当前逻辑时钟进行加一处理，生成第二当前逻辑时钟；
当所述第一客户端与第二次开启的所述卷控制器连接成功时，第二次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第二当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第二服务器本次连接成功到断开期间向所述第二服务器发送第二数据读写请求消息时，携带所述第二当前逻辑时钟。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述卷控制器当前所在的所述第二服务器与系统的连接状态为掉线，且根据虚拟IP方式，在所述系统中选择所述第一服务器时，在所述第一服务器上第三次开启所述卷控制器；
对所述第二当前逻辑时钟进行加一处理，生成第三当前逻辑时钟；
第三次开启的所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取从客户端接收的所述第三读写请求消息；
从所述第三读写请求消息中提取逻辑时钟；
比较提取的所述逻辑时钟和所述卷控制器的第三当前逻辑时钟，生成比较结果；
根据所述比较结果，进行相应处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述第二当前逻辑时钟进行加一处理，生成第三当前逻辑时钟的步骤之后，所述第三次开启的所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取从第一次客户端接收的所述第三读写请求消息的步骤之前，所述方法还包括：
第三次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第三当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端第三次连接成功到断开期间向所述第一服务器发送第四数据读写请求消息时，携带所述第三当前逻辑时钟。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述比较结果为：所述第三读写请求消息为所述第一读写请求消息，提取的逻辑时钟为所述第一当前逻辑时钟时，提取的所述第一当前逻辑时钟小于所述卷控制器的第三当前逻辑时钟，所述卷控制器拒绝所述读写请求消息；
当所述比较结果为：所述第三读写请求消息为所述第四读写请求消息，提取的所述逻辑时钟为所述第三当前逻辑时钟时，提取的所述第三当前逻辑时钟等于所述卷控制器的第三逻辑时钟时，所述卷控制器根据所述读写请求消息，进行数据读写处理。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述第一服务器与系统的连接状态是否为连接的步骤具体为：
获取所述系统中的所有服务器的第一总数量；
获取所述系统中与所述第一服务器处于连接状态的除所述第一服务器外的其他所有服务器的第二总数量；
判断所述第二总数量是否小于(所述第一总数量/2)+1；
如果小于，则判断为：所述第一服务器与系统的连接状态为：离线；
否则，判断为：所述第一服务器与系统的连接状态为：在线。
8.一种IO数据的读写装置，其特征在于，包括：
第一发送单元，与所述第一服务器上运行的卷控制器连接成功时，向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
获取单元，从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
提取单元，从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
比较单元，比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
处理单元，根据所述比较结果，进行相应处理。
9.根据权利要求8所述的卷控制器，其特征在于，包括：
运算单元，当所述第一服务器与所述系统的连接状态为掉线，根据虚拟IP方式在所述系统中为所述卷控制器选择第二服务器；在所述第二服务器上第二次开启所述卷控制器时，对所述第一当前逻辑时钟进行加一处理，生成第二当前逻辑时钟；
第二发送单元，当所述第一客户端与第二次开启的所述卷控制器连接成功时，第二次开启的所述卷控制器给所述第一客户端发送所述第二当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第二服务器本次连接成功到断开期间向所述第二服务器发送第二数据读写请求消息时，携带所述第二当前逻辑时钟。
10.一种IO数据的读写系统，其特征在于，包括：
第一客户端、第一服务器；
所述卷控制器用于，第一客户端与所述第一服务器上运行的卷控制器连接成功时，所述卷控制器向所述第一客户端发送所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，使得所述第一客户端在与所述第一客户端本次连接成功到断开期间向所述卷控制器所在的第一服务器发送第一数据读写请求消息时，所述第一数据读写请求消息携带所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器从所述第一服务器的IO队列中获取所述第一服务器从第一客户端接收的所述第一读写请求消息；
所述卷控制器从所述第一读写请求消息中提取所述第一当前逻辑时钟；
所述卷控制器比较提取的所述第一当前逻辑时钟和所述卷控制器的第一当前逻辑时钟，生成比较结果；
所述卷控制器根据所述比较结果，进行相应处理。
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