CN107621996A - 缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种四控制器存储设备的缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质，该缓存备份方法包括：将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。本发明公开的四控制器存储设备的缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质，采用循环镜像的缓存备份方法，使每个控制器的缓存硬件要求仍然与双控架构相同，每个控制器只需备份另一个控制器的缓存，可保证每次单个控制器发生故障时，缓存数据不丢失，I/O处理不中断，同时也降低了控制器的缓存硬件成本和缓存同步带来的性能损耗。

Description

缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及存储设备缓存备份领域，特别涉及一种缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

随着存储技术的发展，一些应用场景对存储设备的可靠性提出了更高的要求，当存储设备的控制器出现故障时，仍然能够保证I/O的连续性，保持业务连续。

传统的双控制器存储设备有一定的局限性，当一个控制器发生故障时，存储设备会损失一半的性能，而当两个控制器都发生故障时，存储设备的业务则会中断。所以近些年出现了四控制器存储设备，以提供更高的可靠性和安全性。

为了提高数据读写性能，存储控制器中都有读写缓存。在传统的双控制架构中，两个控制器的缓存会相互备份，以保证其中一个控制器发生故障时缓存数据不丢失。但是，如果四控制器架构也采用这种思路进行备份，则每个控制器都需要备份其他三个控制器的缓存数据，才能保证发生故障时缓存数据不丢失，每个控制器都需要安装四倍的缓存硬件，成本较高，并且四个控制器之间互相缓存的同步数据量较大，会消耗系统一定的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质，能够保证每次单个控制器发生故障时，缓存数据不丢失，I/O处理不中断，同时也降低控制器的缓存硬件成本和四控制器缓存同步对系统性能的影响。其具体方案如下：

一种四控制器存储设备缓存备份方法，包括：

将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

本发明还提供一种四控制器存储设备故障处理方法，应用于利用如前述公开的方法进行备份的四控制器存储设备，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括：

利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

优选地，在所述将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据的过程之后，进一步包括：

缩小第个控制器的缓存使用量。

优选地，在所述将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上的过程之后，进一步包括：

进行负载均衡。

优选地，当该故障控制器恢复后，进一步包括：

将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

优选地，在所述将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上的过程之后，进一步包括：

进行负载均衡。

相应地，本发明再提供一种四控制器存储设备缓存备份系统，包括：

第一备份单元，用于将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

第二备份单元，用于将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

第三备份单元，用于将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

第四备份单元，用于将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

相应地，本发明又提供一种四控制器存储设备故障处理系统，应用于利用如前述公开的方法进行备份的四控制器存储设备，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括：

负载接管单元，用于利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

备份处理单元，用于将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

数据备份单元，用于将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

优选地，进一步包括：

第一备份恢复单元，用于将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

第二备份恢复单元，将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

同时，本发明提供一种四控制器存储设备缓存备份装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如前述公开的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤。

最后，本发明再提供一种四控制器存储设备故障处理装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如前述公开的四控制器存储设备故障处理方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

本发明又提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的四控制器存储设备故障处理方法的步骤。

本发明公开的四控制器存储设备的缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质，采用循环镜像的缓存备份方法，使每个控制器的缓存硬件要求仍然与双控架构相同，即，每个控制器只需要额外备份另一个控制器的缓存，可以保证每次单个控制器发生故障时，缓存数据不丢失，I/O处理不中断，同时也降低了控制器的缓存硬件成本以及由缓存同步带来的性能损耗。

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为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备缓存备份方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备故障处理方法的流程图；

图3为本发明实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法的一种具体实施例的流程图；

图4为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备缓存备份系统的结构图；

图5为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备故障处理系统的结构图；

图6为本发明实施例公开的四控制器存储设备故障处理系统的一种具体实施例的流程图。

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。

本发明实施例公开了一种四控制器存储设备缓存备份方法，参见图1所示，图1为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备缓存备份方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S11：将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

步骤S12：将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

步骤S13：将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

步骤S14：将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

本发明实施例中，存储设备由四个存储控制器组成I/O组，将四个控制器按照第一、第二、第三、第四、第一的顺序进行缓存备份，构成循环镜像的备份方式。

本发明实施例公开的四控制器存储设备的缓存备份方法，采用循环镜像的缓存备份方法，使每个控制器的缓存硬件要求仍然与双控架构相同，即，每个控制器只需要额外备份另一个控制器的缓存，可以保证每次单个控制器发生故障时，缓存数据不丢失，I/O处理不中断，同时也降低了控制器的缓存硬件成本以及由缓存同步带来的性能损耗。

相应地，本发明实施例还公开了一种四控制器存储设备故障处理方法，应用于利用前述实施例公开的缓存备份方法进行备份的四控制器存储设备，参见图2所示，图2为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备故障处理方法的流程图，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括以下步骤：

步骤S21：利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

本发明实施例中，设定i＝0时，第i个控制器为第一控制器；i＝1时，第i个控制器为第二控制器；i＝2时，第i个控制器为第三控制器；i＝3时，第i个控制器为第四控制器。

例如，当i＝0时，即，第一控制器为故障控制器时，即利用第二控制器接管该故障控制器的负载。可以理解的是，上述mod()为求余函数。

步骤S22：将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

继续以i＝0时为例，此时对备份在第二控制器上的，第一控制器的缓存数据进行标记，并将该缓存备份数据设置为第二控制器的缓存数据，以便于在第三控制器上进行备份。

步骤S23：将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

继续以i＝0时为例，此时即，将第四控制器的缓存数据备份到第二控制器上。由于第一控制器故障，不在镜像循环内，此时对于第二控制器来说，第四控制器占了原来第一控制器的位置，即原来的四个控制器的备份循环，转换为三个控制器的循环，仍然可以继续处理I/O业务。

进一步地，如果在第一控制器故障后，三控制器的缓存备份循环已调整完毕时，第二控制器也发生故障，则由第三控制器接管第二控制器的I/O负载，其中包括了原第一控制器的I/O负载，并且调整第三控制器和第四控制器之间的缓存备份，调整完毕后系统转换为双控模式，即第三控制器与第四控制器互相备份。而如果此时第三控制器又发生故障，则由第四控制器接管所有负载，系统转换为单控模式，此时第四控制器的缓存数据则不再需要备份。

需要说明的是，由于缓存备份的再调整需要时间，本发明实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法不支持两个或以上控制器同时发生故障，此情况会导致未备份的缓存数据彻底丢失。

进一步地，为了提高存储系统的故障处理性能，在上述步骤S22后，还包括：

缩小第个控制器的缓存使用量。

在上述步骤S23后，进一步包括：

进行负载均衡。

相应地，当故障控制器恢复后，该故障处理方法进一步包括：

将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

同样地，在上述将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上的过程之后，进一步包括：

进行负载均衡。

下面对前述实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法的一种实施例做出具体说明，参见图3所示，图3为本发明实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法的一种具体实施例的流程图，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括以下步骤：

步骤S31：利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

本发明实施例中，以i＝1为例，即第二控制器发生故障，此时即利用第三控制器接管第二控制器的负载。

步骤S32：将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

继续以i＝1为例，将第二控制器的缓存备份数据进行标记并设置为第三控制器的缓存数据。

步骤S33：缩小第个控制器的缓存使用量；

继续以i＝1为例，此时由于第三控制器的总缓存使用量为正常情况下两倍的大小，第三控制器将会依据“最近最久未使用”的原则，将低优先级的数据下刷到磁盘，将缓存使用量缩小到正常大小。

步骤S34：将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

继续以i＝1为例，即将第一控制器的缓存数据备份到第三控制器上。

步骤S35：进行负载均衡；

具体地，系统调整I/O负载，使I/O负载重新均衡。

步骤S36：将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

继续以i＝1为例，当第二控制器的故障恢复后，需要将第二控制器重新加入到缓存备份循环中，则将第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上。

步骤S37：将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上；

继续以i＝1为例，将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上。

步骤S38：进行负载均衡。

具体地，系统再次调整I/O负载，使I/O负载重新均衡。

相应地，本发明实施例还公开了一种四控制器存储设备缓存备份系统，参见图4所示，图4为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备缓存备份系统的结构图，该系统包括：

第一备份单元41，用于将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

第二备份单元42，用于将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

第三备份单元43，用于将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

第四备份单元44，用于将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

本发明实施例又公开了一种四控制器存储设备故障处理系统，参见图5所示，图5为本发明实施例公开的一种四控制器存储设备故障处理系统的结构图，该系统包括：

负载接管单元51，用于利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

备份处理单元52，用于将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

数据备份单元53，用于将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

进一步地，当第i个控制器的故障修复后，该系统还包括：

第一备份恢复单元，用于将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

第二备份恢复单元，将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

下面对前述实施例公开的四控制器存储设备故障处理系统作出更具体的说明，参见图6所示，图6为本发明实施例公开的四控制器存储设备故障处理系统的一种具体实施例的流程图，该系统包括：

负载接管单元51，用于利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

备份处理单元52，用于将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

数据备份单元53，用于将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

第一备份恢复单元61，用于将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

第二备份恢复单元62，将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

关于上述系统中的各个单元更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

同时，本发明实施例再公开了一种四控制器存储设备缓存备份装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如前述实施例公开的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

相应的，本发明实施例进一步公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例公开的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤。

最后，本发明实施例又公开了一种四控制器存储设备故障处理装置，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如前述实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

相应地，本发明实施例进一步公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施例公开的四控制器存储设备故障处理方法的步骤。

本发明实施例公开的四控制器存储设备的缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质，采用循环镜像的缓存备份方法，使每个控制器的缓存硬件要求仍然与双控架构相同，即，每个控制器只需要额外备份另一个控制器的缓存，可以保证每次单个控制器发生故障时，缓存数据不丢失，I/O处理不中断，同时也降低了控制器的缓存硬件成本以及由缓存同步带来的性能损耗。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的四控制器存储设备的缓存备份方法、故障处理方法、系统、装置及存储介质进行了详细介绍，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种四控制器存储设备缓存备份方法，其特征在于，包括：

将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

2.一种四控制器存储设备故障处理方法，其特征在于，应用于利用如权利要求1所述的方法进行备份的四控制器存储设备，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括：

利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据的过程之后，进一步包括：

缩小第个控制器的缓存使用量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上的过程之后，进一步包括：

进行负载均衡。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，当该故障控制器恢复后，进一步包括：

将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上的过程之后，进一步包括：

进行负载均衡。

7.一种四控制器存储设备缓存备份系统，其特征在于，包括：

第一备份单元，用于将第一控制器的缓存数据备份到第二控制器上；

第二备份单元，用于将所述第二控制器的缓存数据备份到第三控制器上；

第三备份单元，用于将所述第三控制器的缓存数据备份到第四控制器上；

第四备份单元，用于将所述第四控制器的缓存数据备份到所述第一控制器上。

8.一种四控制器存储设备故障处理系统，其特征在于，应用于利用如权利要求1所述的方法进行备份的四控制器存储设备，当第i个控制器为故障控制器时，其中，i∈[0,1,2,3]，包括：

负载接管单元，用于利用第个控制器接管该故障控制器的负载；

备份处理单元，用于将该故障控制器的缓存备份数据设置为第个控制器的缓存数据；

数据备份单元，用于将第个控制器的缓存数据备份到第个控制器上。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：

第一备份恢复单元，用于将第i个控制器的缓存数据备份到第个控制器上；

第二备份恢复单元，将第个控制器的缓存数据备份到第i个控制器上。

10.一种四控制器存储设备缓存备份装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如权利要求1中所述的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的四控制器存储设备缓存备份方法的步骤。

12.一种四控制器存储设备故障处理装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令；其中，所述指令为可实现如权利要求2至6中任一项所述的四控制器存储设备故障处理方法的步骤的指令；

处理器，用于执行所述存储器中的指令。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求2至6中任一项所述的四控制器存储设备故障处理方法的步骤。