CN107463336B - 一种ssd缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统 - Google Patents

一种ssd缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统，该方法包括：根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；若判断固态磁盘失效，则进行SSD缓存加速的自动恢复；其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的。当固态磁盘失效时，存储系统获取该状态，并同步给缓存池和缓存卷，因此可以用缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效。当固态磁盘失效时，SSD缓存加速会自动进行恢复。从而有效提高存储系统的检测能力，并通过缓存自动恢复策略提高了存储系统的可靠性，使用户体验更好。

Description

一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统
技术领域
本发明涉及存储系统技术领域，特别是涉及一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统。
背景技术
随着信息技术的发展，存储系统也不断得到发展，其系统性能不断提高。相比于传统的机械磁盘SAS，固态硬盘SSD的读写速度更快，可以更好地提高存储系统的性能。
不过，SSD比SAS盘的价格高，寿命短，因此，如何运用SSD发挥较高的性价比是存储系统设计的重点。
目前常用的一种方法是将SSD用作二级缓存设备。比如在存储系统中将SSD作为SAS盘的高速缓存设备，即在ROM缓存和文件管理系统之间增加一层缓存，实现对主机IO热点数据的缓存。通常使用SSD磁盘进行读缓存。采用这种方式比一级缓存即内存缓存要慢，但缓存空间比内存大，性价比相对较高。
然而，SSD缓存中固态磁盘的寿命短，容易被损坏。一旦固态磁盘出现故障，存储系统的正常业务就会受到影响，这样存储系统的可用性就非常低。
因此，如何提供一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法，能够使存储系统中SSD做缓存设备时，该存储系统的可用性较高，是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统，使得存储系统中SSD做缓存设备时，该存储系统的可用性较高。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法，包括：
根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；
若是，则进行SSD缓存加速的自动恢复；
其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的。
优选地，所述根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效包括：
为所述缓存卷设置所述状态标志，并获取所述状态标志的状态；
判断所述状态标志的状态是否为OFFLINE。
优选地，所述进行SSD缓存加速的自动恢复包括：
将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
当所述将SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存所述缓存卷与所述被加速卷的映射信息，并删除所述缓存池和所述缓存卷；
重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
根据保存的所述映射信息建立重建的缓存卷与所述被加速卷的映射，并开启所述SSD缓存加速。
一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统，包括：
判断单元，用于根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；
自动恢复单元，用于进行SSD缓存加速的自动恢复；
其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的。
优选地，所述判断单元包括：
设置子单元，用于为所述缓存卷设置所述状态标志；
获取子单元，用于获取所述设置子单元设置的所述状态标志的状态；
判断子单元，用于判断所述获取子单元获取的所述状态标志的状态是否为OFFLINE。
优选地，所述自动恢复单元包括：
发送子单元，用于将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
保存子单元，用于当所述发送子单元将所述SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存所述缓存卷与所述被加速卷的映射信息；
删除子单元，用于删除所述缓存池和所述缓存卷；
创建子单元，用于重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
加速子单元，用于根据所述保存子单元保存的所述映射信息建立重建的缓存卷与所述被加速卷的映射，并开启所述SSD缓存加速。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明提供了一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统，所述方法通过根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效，当判断固态磁盘失效时，进行对SSD缓存加速的自动恢复。其中，固态磁盘位于缓存池中，缓存池和缓存卷为预先创建的。
可见，该方法当固态磁盘失效时，存储系统获取该状态，并同步给缓存池和缓存卷，因此可以用缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效。当固态磁盘失效时，SSD缓存加速会自动进行恢复。从而有效提高存储系统的检测能力，并通过缓存自动恢复策略提高了存储系统的可靠性，使用户体验更好。本发明还提供了一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统，包括上述方法所具有的优点，在此不再赘述。
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为本发明一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法流程图；
图2为本发明另一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法流程图；
图3为图2所示方法的示意图；
图4为本发明一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统的结构示意图；
图5为本发明另一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统，使得存储系统中SSD做缓存设备时，该存储系统的可用性较高。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法流程图，该方法包括：
步骤101：根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效，若判断固态磁盘失效，则执行步骤102；
其中，固态磁盘位于缓存池中；缓存池和缓存卷为预先创建的。
存储系统中SSD做缓存设备时，采用存储系统的资源管理机制对SSD资源进行管理，多块固态磁盘组成缓存池，通过逻辑卷的方式，划分缓存卷，即VDISK，给用户使用(HDD资源采用相同方式)。然后将被加速卷，即HDD卷，与缓存卷进行缓存映射，SSD缓存加速即可进行使用。
当固态磁盘失效后，会将异常磁盘上报，存储系统获取该状态，并上传给集群，整个集群共享该状态，缓存池OFFLINE，同时会触发缓存池上的VDISK掉线，因此可以通过缓存卷的状态标志的状态对于固态磁盘是否失效进行判断。判断固态磁盘失效后，会触发后续对于缓存加速的恢复。
使用这种共享的集群状态，可以对集群中各节点进行异常操作，从而控制存储系统可靠运行。
步骤102：进行SSD缓存加速的自动恢复。
固态磁盘失效后，存储系统获取该状态，并同步给缓存池和缓存卷，那么缓存卷和被加速卷之间的缓存映射关系也失效，SSD缓存加速无法正常使用。
当根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘失效之后，系统进行对于SSD缓存加速的自动恢复。在此过程中，系统的正常IO业务不受影响，从而提高了该存储系统的可靠性。
本具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法中，通过缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；当判断固态磁盘失效时，及时对SSD缓存加速进行自动恢复。采用该方法可以保证存储系统的正常IO业务不会受到影响，并且提供了磁盘异常的处理能力，从而提高该存储系统的可靠性。
请参考图2和图3，图2为本发明另一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法流程图，图3为图2所示方法的示意图，该方法包括：
步骤201：为缓存卷设置状态标志，并获取状态标志的状态；
固态磁盘位于缓存池中，缓存池对于SSD磁盘进行管理，包括固态磁盘的状态，ONLINE/OFFLINE，此状态会通过集群状态共享给虚拟卷的状态。
因此可以为缓存卷设置状态标志，如lun_state，运行时存储系统会从系统集群维护的缓存池和缓存卷获取ONLINE/OFFLINE状态，如图3中a→b所示，从而通过该状态标志的状态对于固态磁盘的状态进行判断。具体地，当固态磁盘处于正常工作状态时，状态标志lun_state的状态为ONLINE；当固态磁盘失效时，状态标志lun_state的状态为OFFLINE。
需要说明的是，SSD缓存设备利用存储系统原有的资源管理机制对SSD资源进行管理。比如可以利用存储系统资源池管理方案维护8个SSD缓存池，可以利用存储系统逻辑卷管理策略维护32个缓存卷。其中，每个缓存卷都可以用来加速若干个HDD卷，缓存卷和HDD卷之间建立有缓存映射。
步骤202：判断状态标志的状态是否为OFFLINE；
判断缓存卷的状态标志的状态为OFFLINE时，即表明固态磁盘失效，此时会触发存储系统中SSD缓存加速的自动恢复。
步骤203：将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
SSD缓存模块接收到缓存卷的状态标志的状态发生变化之后，首先会将新下发的主机IOs绕过SSD缓存，直接下发到被加速卷，如图3中由原来的1→2设置为1→3。并将SSD缓存模块内部未处理完成的IOs重新引导直接提交到被加速卷。因此，该存储系统的正常IO业务不会受到影响，可以正常进行。
步骤204：当将SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存缓存卷与被加速卷的映射信息，并删除缓存池和缓存卷；
采用SSD做存储设备时，只对读IO进行缓存，因此采用删除重建的方法进行缓存加速的恢复较为简单，不涉及数据一致性的问题。
SSD缓存模块检测到内部的IOs处理完成后，会触发SSD资源的自动恢复。首先将缓存卷和被加速卷之间的加速映射信息进行保存，然后删除缓存池和缓存卷。失效的固态磁盘位于缓存池中，与缓存池一并被删除。
步骤205：重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
根据SSD缓存设备保存的配置缓存卷和缓存池的信息，重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到重建的缓存池中。
其中，SSD缓存设备采用存储系统原有的资源管理机制对于SSD资源进行管理。
步骤206：根据保存的映射信息建立重建的缓存卷与被加速卷的映射，并开启SSD缓存加速。
根据步骤204中保存的缓存卷与被加速卷的映射信息，建立重建的缓存卷与被加速卷的映射。缓存卷与被加速卷的映射关系建立后会触发SSD缓存加速的开关开启，从而开启SSD缓存设备的加速，重新引导主机IOs进行缓存加速。
本具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法中，通过为缓存卷设置状态标志并获取该状态标志的状态，当该状态标志的状态为OFFLINE时，则表明固态磁盘失效，会触发SSD缓存加速的自动恢复。SSD缓存模块将主机IOs和内部的IOs发送给被加速卷，然后对缓存池和缓存卷进行删除重建，最后恢复缓存卷与被加速卷的映射，开启SSD缓存加速。采用该方法，利用存储系统池和卷的管理方式来检测固态磁盘的失效状态，提高了系统的检测能力，共用系统集群状态，兼容性提高，减少了开发周期。在对SSD缓存加速的自动恢复过程中，保证了存储系统IO业务的正常进行，提高了系统可靠性，用户体验较好。
请参考图4，图4为本发明一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统的结构示意图，该系统包括：
判断单元301，用于根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；
自动恢复单元302，用于进行SSD缓存加速的自动恢复；
其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的。
本具体实施方式提供了一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统，判断单元301根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效，为存储系统提供了检测能力；在判断单元301判断固态磁盘失效后，自动恢复单元302对SSD缓存加速进行自动恢复，从而保证该存储系统的正常IO业务不会中断，提高该存储系统的可靠性。
需要说明的是，本具体实施方式中的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统中的各个单元，其工作过程请参考图1对应的具体实施方式，在此不再赘述。
请参考图5，图5为本发明另一种具体实施方式所提供的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统的结构示意图，该系统包括：
判断单元301和自动恢复单元302；
其中判断单元301包括：
设置子单元3011，用于为缓存卷设置状态标志；
获取子单元3012，用于获取设置子单元3011设置的状态标志的状态；
判断子单元3013，用于判断获取子单元3012获取的状态标志的状态是否为OFFLINE。
自动恢复单元302包括：
发送子单元3021，用于将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
保存子单元3022，用于当发送子单元3021将SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存缓存卷与被加速卷的映射信息；
删除子单元3023，用于删除缓存池和缓存卷；
创建子单元3024，用于重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
加速子单元3025，用于根据保存子单元3022保存的映射信息建立重建的缓存卷与被加速卷的映射，并开启SSD缓存加速。
本具体实施方式中，当判断子单元3013判断获取子单元3012获取的状态标志的状态为OFFLINE时，即表明固态磁盘处于失效状态，触发失效恢复单元302对于SSD缓存加速的自动恢复。发送子单元3021将新下发的IOs和SSD缓存模块内未处理完成的IOs发送给被加速卷，保存子单元3022在发送子单元3021将SSD缓存模块内部的IOs处理完成后，将缓存卷与被加速卷的映射信息进行保存，由删除子单元3023将缓存池和缓存卷进行删除，创建子单元3024对缓存卷和缓存池进行重建创建，并将正常的固态磁盘加入到重建的缓存池中，最后由加速子单元3025根据保存子单元3022保存的映射信息建立重建的缓存卷与被加速卷的映射，并开启SSD缓存加速。在该系统在存储系统的正常IO业务不受影响的情况下，对于SSD缓存的加速进行了自动恢复，提高了系统的可靠性和智能化处理，用户体验更好。
需要说明的是，本具体实施方式中的SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统中的各个单元，其工作过程请参考图2对应的具体实施方式，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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。

Claims (4)

1.一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理方法，其特征在于，包括：
根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；
若是，则进行SSD缓存加速的自动恢复；所述SSD 缓存加速为利用缓存卷对被缓存卷进行加速；其中，利用所述固态磁盘组成缓存池，通过逻辑卷的方式对所述缓存池进行划分，得到所述缓存卷；通过逻辑卷的方式对HDD进行划分得到HDD卷，并将所述HDD卷作为所述被缓存卷与所述缓存卷进行缓存映射；
其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的；
所述进行SSD缓存加速的自动恢复包括：
将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
当所述将SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存所述缓存卷与所述被加速卷的映射信息，并删除所述缓存池和所述缓存卷；
重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
根据保存的所述映射信息建立重建的缓存卷与所述被加速卷的映射，并开启所述SSD缓存加速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效包括：
为所述缓存卷设置所述状态标志，并获取所述状态标志的状态；
判断所述状态标志的状态是否为OFFLINE。
3.一种SSD缓存中固态磁盘失效的处理系统，其特征在于，包括：
判断单元，用于根据缓存卷的状态标志的状态判断固态磁盘是否失效；
自动恢复单元，用于进行SSD缓存加速的自动恢复；所述SSD 缓存加速为利用缓存卷对被缓存卷进行加速；其中，利用所述固态磁盘组成缓存池，通过逻辑卷的方式对所述缓存池进行划分，得到所述缓存卷；通过逻辑卷的方式对HDD进行划分得到HDD卷，并将所述HDD卷作为所述被缓存卷与所述缓存卷进行缓存映射；
其中，所述固态磁盘位于缓存池中；所述缓存池和所述缓存卷为预先创建的；
所述自动恢复单元包括：
发送子单元，用于将主机IOs和SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷；
保存子单元，用于当所述发送子单元将所述SSD缓存模块内的IOs发送到被加速卷的操作完成后，保存所述缓存卷与所述被加速卷的映射信息；
删除子单元，用于删除所述缓存池和所述缓存卷；
创建子单元，用于重新创建缓存池和缓存卷，并将正常的固态磁盘加入到该重建的缓存池中；
加速子单元，用于根据所述保存子单元保存的所述映射信息建立重建的缓存卷与所述被加速卷的映射，并开启所述SSD缓存加速。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述判断单元包括：
设置子单元，用于为所述缓存卷设置所述状态标志；
获取子单元，用于获取所述设置子单元设置的所述状态标志的状态；
判断子单元，用于判断所述获取子单元获取的所述状态标志的状态是否为OFFLINE。
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