CN109085909A - 一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置，磁盘阵列的每个控制器中均内置有一个电池备份模块BBU，该方法包括：当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用预先以分布式形式内置于磁盘阵列每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器能够将缓存数据写入非易失性的介质。可见，本申请通过将BBU分布式内置于磁盘阵列中每个控制器内，可以在磁盘阵列突然掉电时，实现对磁盘阵列中每个控制器供电，并且每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可，从而防止出现BBU备电过设计出现，减小了每个BBU的体积且降低了成本。

Description

一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置

技术领域

本申请涉及备电技术领域，具体涉及一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置。

背景技术

当数据中心的供电来源市电掉电时，数据中心的服务器、交换机、磁盘阵列等设备均会突然掉电，如果磁盘阵列缓存中的数据未写入业务硬盘，那么磁盘阵列将会通过内置的电池备份模块(Battery Backup Unit，简称BBU)供电，以便缓存中的数据可以被快速写入非易失性介质。待数据中心的市电恢复后，磁盘阵列重新上电，再从非易失性介质中读出上次异常掉电时保存的数据，进而正常写入业务硬盘，完成磁盘阵列中的数据保存。

但是，由于大部分磁盘阵列的可靠性均要求无单点故障，尤其是企业磁盘阵列，所以，现有磁盘阵列内置的BBU一般是1+1冗余设置的。其中，每个BBU提供的备用电量要同时保证磁盘阵列中所有控制器(可能为2控制器或多控制器)在掉电时，均能够将自身存储器中的数据快速写入非易失性介质，这就导致每个BBU存储的电能要求高，体积大且成本高。

因此，如何实现利用更先进的BBU设置方式取代传统的BBU的1+1冗余设置方式为磁盘阵列提供备用电量，并防止出现BBU备电过设计，已成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置，具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种磁盘阵列的分布式备电方法，所述方法应用于磁盘阵列，所述磁盘阵列中每个控制器内置有一个电池备份模块BBU，所述方法包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，所述当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质，包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所述所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，还包括：

所述每个控制器内置的一个BBU通过连接器与中置背板建立连接；

相应的，所述当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质，包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU通过连接器向所述中置背板的电源平面供电，以便所述控制器利用从所述中置背板的电源平面获取的电量，将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，所述非易失性的介质为固态硬盘SSD系统盘。

在一种可选的实现方式中，当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，还包括：判断所述检测结果中是否包含直角和/或锐角；

关闭风扇、硬盘以及输入输出模块的电源。

第二方面，本申请提供了一种磁盘阵列的分布式备电装置，所述装置应用于磁盘阵列，所述磁盘阵列中每个控制器内置有一个电池备份模块BBU，所述装置包括：

供电单元，用于当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，所述供电单元具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所述所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，还包括：

所述每个控制器内置的一个BBU通过连接器与中置背板建立连接；

相应的，所述供电单元具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU通过连接器向所述中置背板的电源平面供电，以便所述控制器利用从所述中置背板的电源平面获取的电量，将缓存数据写入非易失性的介质。

在一种可选的实现方式中，所述非易失性的介质为固态硬盘SSD系统盘。

在一种可选的实现方式中，所述装置还包括：

关闭单元，用于关闭风扇、硬盘以及输入输出模块的电源。

在本申请提供的磁盘阵列的分布式备电方法中，磁盘阵列的每个控制器中均内置有一个电池备份模块BBU，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用预先以分布式形式内置于磁盘阵列每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器能够将缓存数据写入非易失性的介质。可见，本申请通过将BBU分布式内置于磁盘阵列中每个控制器内，可以在磁盘阵列突然掉电时，实现对磁盘阵列中每个控制器供电，并且每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可，从而防止出现BBU备电过设计出现，减小了每个BBU的体积且降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的传统的BBU1+1冗余设置方式的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种磁盘阵列的分布式备电方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的BBU分布式设置方式的示意图之一；

图4为本申请实施例提供的BBU分布式设置方式的示意图之二；

图5为本申请实施例提供的一种磁盘阵列的分布式备电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的研究背景进行简单说明。

众所周知，当数据中心的供电来源市电掉电时，数据中心的服务器、交换机、磁盘阵列等设备也均会突然掉电，此时，如果磁盘阵列缓存中的数据未写入业务硬盘，那么磁盘阵列将会通过内置的BBU供电，以便缓存中的数据可以被快速写入非易失性介质中暂存，进而在后续市电恢复时，可以将其正常写入业务硬盘中。

但是，由于大部分磁盘阵列的可靠性均要求无单点故障，尤其是企业磁盘阵列，所以，现有磁盘阵列内置的BBU一般是1+1冗余设置的，参见图1，其示出了本申请实施例提供的传统的BBU1+1冗余设置方式的示意图，如图1所示，目前的磁盘阵列中内置有两个BBU，分别为BBU0和BBU1，二者为1+1冗余设置，且同时与中置背板建立连接，进而可以通过中置背板同时为磁盘阵列的所有控制器供电，也可以各自单独为磁盘阵列中的所有控制器供电，假设磁盘阵列中单控制器在掉电后，将自身的高速缓冲存储器(cache)中数据刷入非易失性介质时，关闭风扇等模块电源需消耗5S左右，且瞬时功率达到500W左右，进而将控制器的中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)和系统内存等中的数据存储到非易失性介质则需要消耗250S左右，且稳定功率将到达200W；并且，随着控制器数量增加，瞬态功率和稳态功率也将线性增加，这就意味着单个BBU(BBU0或BBU1)的备电功率也随之增加。例如，一般的磁盘阵列设计规格是单框内包含8控制器以及两个BBU(1+1冗余)，为了保证BBU在磁盘阵列突然掉电时，能够充分为其供电，即使实际发货并不是8控制器，而可能是2控制器或4控制器，但BBU配置也必须是1+1满配，并且保证每个BBU电池中储存的电量能够同时为8控制器供电，这就导致了BBU备电过设计，电池数量多、体积偏大且成本偏高。

基于此，本申请提出了一种磁盘阵列的分布式备电方法及装置，实现为磁盘阵列提供分布式备电的功能。

以下将结合附图对本申请实施例提供的磁盘阵列的分布式备电方法进行详细说明。参见图2，其示出了本申请实施例提供的一种磁盘阵列的分布式备电方法的流程图，本实施例可以包括以下步骤：

S201：当检测到磁盘阵列突然掉电时，利用磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在本实施例中，为了防止出现BBU备电过设计、电池数量多、体积偏大及成本偏高的情况，在磁盘阵列中设置BBU时，不再采用通常的1+1冗余设置方式，而是采用分布式备电的方案，即在磁盘阵列的每个控制器中内置一个BBU，并且每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可，同时，单个BBU备电要求降低，需要的电池数量减少，进而体积也减小，可以满足内置于单个控制器内。

进一步的，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用分布式内置于磁盘阵列的每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器将缓存数据写入非易失性的介质。需要说明的是，在一种可选的实现方式中，本实施例中的非易失性的介质可以为固态硬盘(SolidState Drives，简称SSD)系统盘，则相应的，在每个控制器内的BBU为控制器供电后，控制器可以将缓存数据写入SSD系统盘中暂存。

在本申请一些可能的实现方式中，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

在本实现方式中，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用磁盘阵列中每个控制器内置的BBU为控制器供电，但每个BBU仅将输出12V电压提供给自身所属控制器的CPU、内存和非易失性介质(例如SSD系统盘)，如图3所示，其示出了本申请实施例提供的一种BBU分布式设置方式的示意图，控制器0中内置有BBU0，控制器1中内置有BBU1，依次类推，控制器n中内置有BBUn，基于该BBU的分布式设置，假设磁盘阵列中单控制器在掉电后，将自身cache中数据刷入非易失性介质时，关闭风扇等模块电源需消耗5S左右，且瞬时功率达到500W左右，并且，将控制器的CPU和系统内存等中的数据存储到非易失性介质(例如SSD系统盘)则需要消耗250S左右，且稳定功率将到达200W，由此，每个控制器内置的BBU存储的电能只需要满足在输出500W时能持续放电5S以及在输出200W时持续放电250S即可，也就是说，每个BBU模块只需保证磁盘阵列掉电时本控cache中写数据刷入非易失性介质(例如系统盘)中即可。并且，单个BBU备电要求降低，需要的电池数量减少，体积也减小，即可以满足内置于单个控制器，又可以降低成本。

在本申请一些可能的实现方式中，不仅在磁盘阵列的每个控制器中内置一个BBU，并且将每个BBU通过连接器与中置背板建立连接。

则当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU通过连接器向中置背板的电源平面供电，以便磁盘阵列中的所有控制器可以从中置背板的电源平面获取电量，并基于此，将缓存数据写入非易失性的介质。

在本实现方式中，参见图4，其示出了本申请实施例提供的另一种BBU分布式设置方式的示意图，不仅在控制器0中内置有BBU0，控制器1中内置有BBU1，以及直至控制器n中内置有BBUn，而且每个BBU均通过连接器与中置背板连接，基于该BBU的分布式设置方式，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用磁盘阵列中每个控制器内置的BBU为控制器供电，但每个BBU均将输出的12V电压通过连接器供电到系统中置背板的12V电源平面，以便12V电源平面的取电模块均能使用，进而中置背板可通过取电模块再将电量分配到各个控制器中，为控制器供电，实现备份电量的资源共享。

需要说明的是，当检测到磁盘阵列突然掉电时，还可以利用控制器迅速关闭风扇(FAN)、硬盘以及输入输出(IO)模块的电源，以便降低系统整体的电量消耗降到最低。

进一步的，通过上述实现方式对BBU进行分布式设置后，每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可。并且，磁盘阵列的备电能力可以随着控制器(含内置BBU模块)数量增加而线性增加，例如，n个BBU储能汇聚后能够实现n个控制器在掉电时可以将各自cache中的数据写入非易失性的介质进行保存，从而避免了系统备电能力固定，但控制器数量变化出现的系统备电能力不足或备电过设计等问题。

这样，在本申请提供的磁盘阵列的分布式备电方法中，磁盘阵列的每个控制器中均内置有一个电池备份模块BBU，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用预先以分布式形式内置于磁盘阵列每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器能够将缓存数据写入非易失性的介质。可见，本申请通过将BBU分布式内置于磁盘阵列中每个控制器内，可以在磁盘阵列突然掉电时，实现对磁盘阵列中每个控制器供电，并且每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可，从而防止出现BBU备电过设计出现，减小了每个BBU的体积且降低了成本。

基于以上磁盘阵列的分布式备电方法，本申请还提供了一种磁盘阵列的分布式备电装置，所述装置应用于磁盘阵列，所述磁盘阵列中每个控制器内置有一个电池备份模块BBU，所述装置包括：

供电单元501，用于当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

可选地，所述供电单元501具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所述所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

可选地，所述装置还包括：

所述每个控制器内置的一个BBU通过连接器与中置背板建立连接；

相应的，所述供电单元501具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU通过连接器向所述中置背板的电源平面供电，以便所述控制器利用从所述中置背板的电源平面获取的电量，将缓存数据写入非易失性的介质。

可选地，所述非易失性的介质为固态硬盘SSD系统盘。

可选地，所述装置还包括：

关闭单元，用于关闭风扇、硬盘以及输入输出模块的电源。

这样，在本申请提供的磁盘阵列的分布式备电装置中，磁盘阵列的每个控制器中均内置有一个电池备份模块BBU，当检测到磁盘阵列突然掉电时，可以利用预先以分布式形式内置于磁盘阵列每个控制器内的BBU为控制器供电，以便控制器能够将缓存数据写入非易失性的介质。可见，本申请通过将BBU分布式内置于磁盘阵列中每个控制器内，可以在磁盘阵列突然掉电时，实现对磁盘阵列中每个控制器供电，并且每个BBU只需保证能够提供掉电时单个控制器将缓存数据写入非易失性的介质所需的电量即可，从而防止出现BBU备电过设计出现，减小了每个BBU的体积且降低了成本。

需要说明的是，本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。对于实施例公开的系统或装置而言，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。

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。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种磁盘阵列的分布式备电方法，其特征在于，所述方法应用于磁盘阵列，所述磁盘阵列中每个控制器内置有一个电池备份模块BBU，所述方法包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

2.根据权利要求1所述的磁盘阵列的分布式备电方法，其特征在于，所述当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质，包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所述所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

3.根据权利要求1所述的磁盘阵列的分布式备电方法，其特征在于，还包括：

所述每个控制器内置的一个BBU通过连接器与中置背板建立连接；

相应的，所述当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中分布式内置于每个控制器内的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质，包括：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU通过连接器向所述中置背板的电源平面供电，以便所述控制器利用从所述中置背板的电源平面获取的电量，将缓存数据写入非易失性的介质。

4.根据权利要求1-3任一项所述的磁盘阵列的分布式备电方法，其特征在于，所述非易失性的介质为固态硬盘SSD系统盘。

5.根据权利要求1所述的磁盘阵列的分布式备电方法，其特征在于，当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，还包括：

关闭风扇、硬盘以及输入输出模块的电源。

6.一种磁盘阵列的分布式备电装置，其特征在于，所述装置应用于磁盘阵列，所述磁盘阵列中每个控制器内置有一个电池备份模块BBU，所述装置包括：

供电单元，用于当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU为所述控制器供电，以便所述控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供电单元具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU仅为自身所属控制器供电，以便所述所属控制器将缓存数据写入非易失性的介质。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

所述每个控制器内置的一个BBU通过连接器与中置背板建立连接；

相应的，所述供电单元具体用于：

当检测到所述磁盘阵列突然掉电时，利用所述磁盘阵列中每个控制器内置的BBU通过连接器向所述中置背板的电源平面供电，以便所述控制器利用从所述中置背板的电源平面获取的电量，将缓存数据写入非易失性的介质。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述非易失性的介质为固态硬盘SSD系统盘。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

关闭单元，用于关闭风扇、硬盘以及输入输出模块的电源。