CN113037772B - 数据处理方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及数据处理方法、系统、设备及存储介质，包括：接收交换机转发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使所述交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包传输至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间；根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包。本申请实施例通过设置网络接口的智能存储卡与主机进行网络包的交互，避免占用主机的PCIE扩展槽，节省主机资源。同时，可以实现主机对智能存储卡的网络共享访问，避免资源浪费。

Description

数据处理方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及数据处理方法、系统、设备及存储介质，属于数据处理技术领域。

背景技术

随着互联网、云计算技术的快速发展，信息时代进入一个大数据的时代，各行业各领域需要处理的数据越来越多。用户对作为数据节点的存储服务器，要求具备数据保护高可靠性和数据读写高可用性。

存储器存储装置和计算机的CPU之间的通信由指定用于读/写访问的指令的命令集和协议以及由通过其发送那些命令的主机编程接口定义。

然而，CPU要通过主机和存储器存储装置之间经由各种物理层、链路层、主机接口层、存储器管理层、数据路径层和闪存转换层的通信来访问来自存储器存储装置的数据。主机和存储器存储装置之间每次通信的时间延迟，为数据获取/执行增加了大量时间。尤其在云存储中，当有大量日志需要存储时，主机和存储器存储装置之间每次通信的时间延迟，将导致数据保存的时间大大延长，数据处理效率低。

发明内容

本申请提供了一种数据处理方法、系统、设备及存储介质，以解决数据存取速度慢的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供了一种数据处理方法，用于智能存储卡，所述方法包括：

接收交换机转发的由主机下发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示所述主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间；

根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包。

本申请实施例主机与智能存储卡之间通过网络包进行交互，智能存储卡不需要插入主机PCIE扩展插槽，节省主机资源。而且主机生成的数据请求网络包中包含目的IP地址信息，主机通过该目的IP地址信息可以访问局域网内的任何智能存储卡，主机与智能存储卡之间可以通过网络实现互通，从而实现网络共享访问。主机与各智能存储卡之间可以进行“一对多”、“多对一”式的访问，有效的避免了主机硬件故障或者主机上运行的软件服务故障无法访问对应存储卡的问题。

在本申请第一方面的第二种可能的实施方式中，在写数据场景中，所述数据请求网络包为写数据请求网络包，所述数据请求网络包中携带待写入数据，所述待写入数据为主机向所述目的IP地址信息对应的智能存储卡中保存的数据。交换机可以根据目的IP地址信息，将数据请求网络包转发至对应IP地址的智能存储卡，目的IP地址对应的智能存储卡执行写操作，将所述待写入数据保存至所述LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中。

在本申请第一方面的第三种可能的实施方式中，在读数据场景中，所述数据请求网络包为读数据请求网络包，目的IP地址对应的智能存储卡执行读操作，返回的响应包中包含待读取数据，所述待读取数据为所述目的IP地址信息对应的智能存储卡从LBA目的地址信息所指示的存储空间中获取的数据。交换机可以根据目的IP地址信息将数据请求网络包转发至对应IP地址的智能存储卡，智能存储卡将LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中的数据取出，并携带在响应包中，由交换机转发至对应的主机。

在本申请实施例第一方面的第四种可能的实施方式中，所述响应包还包含状态码，所述状态码用于主机在判断请求的数据操作失败后，解析所述状态码，判断请求失败的原因。本申请实施例通过状态码可以知晓导致请求失败的原因，然后做出相应的处理，提高数据处理的鲁棒性。

在本申请第一方面的第五种可能的实施方式中，所述智能存储卡设有高速缓存存储器，若智能存储卡发生异常掉电，则将所述智能存储卡高速缓存存储器中的数据闪存到存储介质中备份。本申请实施例能够在智能存储卡断电前，将高速缓存存储器中的数据闪存到存储介质中，避免了数据的掉电丢失，进一步提高了数据的安全性。

本申请实施例的第二方面提供一种数据处理方法，用于主机，包括：

生成数据请求网络包，所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使所述交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间，用以使所述目标智能存储卡根据所述LBA目的地址信息访问所述存储介质；

将所述数据请求网络包通过交换机下发至所述目标智能存储卡；

接收交换机转发的由所述目标智能存储卡返回的响应包。

本申请实施例主机与智能存储卡之间通过网络包进行交互，智能存储卡不需要插入主机PCIE扩展插槽，节省主机资源。而且主机生成的数据请求网络包中包含目的IP地址信息，主机通过该目的IP地址信息可以访问局域网内的任何智能存储卡，主机与智能存储卡之间可以通过网络实现互通，从而实现网络共享访问。主机与各智能存储卡之间可以进行“一对多”、“多对一”式的访问，有效的避免了主机硬件故障或者主机上运行的软件服务故障无法访问对应存储卡的问题。

在本申请第二方面的第一种可能的实施方式中，还包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，均未在预设时间内收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障；

若判定所述当前主机故障，则通知备用主机通过所述交换机转发未得到响应包的数据请求网络包至所述目标智能存储卡，其中，所述备用主机为与所述当前主机在同一局域网内任一正常工作的主机；

若判定所述目标智能存储卡故障，则获取备份智能存储卡的IP地址信息，将未得到响应包的数据请求网络包中的目的IP地址信息替换为所述备份智能存储卡的IP地址信息，将所述备份智能存储卡作为目标智能存储卡；其中，所述备份智能存储卡为与所述交换机连接且正常的智能存储卡。

本实施例的方案中，在智能存储卡故障时，对应主机可以访问其他正常工作的智能存储卡，避免因存储卡故障而导致其中的数据丢失，提高了数据的安全性。在对应主机故障时，目标智能存储卡可以由其他主机来接管，从而可以避免智能存储卡中的数据因无法被其他主机访问，而造成存储空间资源浪费的问题。因此，在整个系统中，即使某张智能存储卡异常、或主机故障、或主机上运行的存储服务异常等，都不会影响正常工作，提高工作效率以及数据的安全性。

在本申请第二方面的第二种可能的实施方式中，所述若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障，包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则查询当前主机网络接口对应的接口状态寄存器，根据接口状态寄存器的状态参数判定是否正常接收所述响应包。

若正常接收所述响应包，则查询目标智能存储卡对应对应的响应状态寄存器的状态参数。

若根据所述响应状态寄存器对应的状态参数判定智能存储卡已发送响应包，则判定所述当前主机故障；否则，判定所述目标智能存储卡故障。

本申请实施例的第三方面提供一种数据处理系统，所述系统包括交换机和至少两张智能存储卡和至少两台主机；其中，

所述主机，用于生成所述数据请求网络包，并向所述交换机发送所述数据请求网络包；

所述交换机，用于转发主机向智能存储卡下发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的智能存储卡的IP地址，用以交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应IP地址的智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示智能存储卡的存储介质中的存储空间；

所述智能存储卡，用于接收交换机转发的所述数据请求网络包；根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包。

本申请实施例的第四方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，用于实现本申请实施例第一方面或第二方面任一可能的实施方式所述数据处理方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现本申请实施例第一方面或第二方面任一可能的实施方式所述数据处理方法的步骤。

本申请实施例通过设置网络接口的智能存储卡与主机进行网络包的交互，避免占用主机的PCIE扩展槽，节省主机资源。同时，可以实现主机对智能存储卡的网络共享访问，避免资源浪费。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的智能存储卡的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的智能存储卡一种应用场景的示意图；

图3是本申请一个实施例提供的数据处理系统的网络构架示意图；

图4是本申请一个实施例提供的网络协议帧格式；

图5是本申请一个实施例提供的UDP数据部分的格式示意图；

图6是本申请一个实施例提供的数据处理方法的流程图；

图7是本申请另一个实施例提供的数据处理方法的流程图；

图8是本申请一个实施例提供的数据处理系统的结构示意图；

图9是本申请一个实施例提供的计算机设备的框图；

图10是本申请一个实施例提供的交换机的结构示意图。

具体实施方式

下述实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

为了解决云存储过程中，当有大量日志需要存储时，数据保存速度慢、时间长、效率低的问题，可以采用以下方案快速保存所有日志：

采用基于PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速外围组件互连)以及M.2等方式的存储卡，通过将基于PCIE或M.2等方式的存储卡插在主机PCIE扩展插槽上，然后加载相应的驱动，调接口实现快速存取数据。

这些高速接口方式的存储卡存取速度非常快，可以实现快速保存数据，然而PCIE存储卡需要插在主机的PCIE扩展槽上使用，占用主机PCIE扩展插槽，让原本就数量有限的主机资源更加紧张。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种如图1所示结构的智能存储卡，该智能存储卡设置以太网接口。在智能存储卡的一种应用场景中，可以将智能存储卡通过以太网接口直接与主机连接。

图2是本申请一个实施例提供的一张智能存储卡与主机直接相连的工作框图，如图2所示，主机与智能存储卡通过以太网接口连接，以实现智能存储卡与主机之间的通信，例如，智能存储卡通过以太网接口与主机进行网络包的交互，如主机向智能存储卡下发网络包，智能存储卡向主机发送响应包。该网络包可以是标准UDP网络包，关于UDP网络包的协议帧格式将在下文中进行详细描述。

本申请实施例通过以太网接口实现主机与智能存储卡进行网络包的交互，可以实现读操作或写操作，即向智能存储卡中写入数据，或者从智能存储卡中读取数据。

本申请实施例的智能存储卡通过以太网接口与主机进行交互，节省了主机与存储卡之间的通信延迟时间，可以快速完成数据交互，保存数据，而且，该智能存储卡作为独立的单元存在，不需要依靠主机的PCIE扩展插槽工作，节省主机资源。

基于上述技术方案，在主机硬件或者主机上运行的存储服务出现故障的情况下，整张智能存储卡就无法再使用，即智能存储卡中的数据无法再被主机访问，该智能存储卡剩余未使用的存储空间将是一种资源浪费。

针对上述技术问题，本申请实施例提出一种数据处理系统。图3是本申请一个实施例提供的智能存储卡另一种应用场景下的数据处理系统的网络构架示意图，如图3所示的数据处理系统包括主机设备、共享存储设备以及交换机，其中，共享存储设备，包括至少两张上述的智能存储卡，主机设备包括至少两台主机。主机侧与智能存储卡侧可以进行“一对多”、“多对一”式的访问，例如，每台主机对应一张或多张智能存储卡，或者多台主机对应访问一张智能存储卡。

交换机用于实现多台主机与多张智能存储卡之间的连接，并转发主机和对应智能存储卡之间进行交互的网络包，例如，通过交换机转发主机下发给对应智能存储卡的数据请求网络包，以及转发智能存储卡发送给主机的响应包。本申请实施例的响应包为智能存储卡根据主机的请求，进行相应的数据操作后(例如，读操作或写操作)，返回的网络包。

可选地，本申请各智能存储卡与对应主机之间进行交互的网络包为UDP(UserDatagram Protocol，用户数据报协议)网络包。

图4示出了智能存储卡的网络协议帧格式示意图，本实施例的网络包是基于标准UDP协议的UDP网络包。其中，IP数据报部分，包括IP首部和UDP首部，它们都含有各自的校验码，当智能存储卡发响应包时，这两个校验码能确保网络包在传输过程中没有发生误码。UDP数据部分请参见图5。

图5给出了UDP数据部分的格式示意图，这部分是自定义部分。本申请在UDP协议的数据格式上，指定操作码、目的IP地址、LBA目的地址、数据传输方向以及命令序号等字段。

操作码指示的数据请求有读操作和写操作两种。若指示的是写操作，主机发送的UDP网络包还会携带4KB的待写入数据，即待存入智能存储卡的存储介质中的数据。操作码若指示的是读操作，智能存储卡返回的响应包中携带4KB的待读取数据，即从智能存储卡的存储介质中获取到的数据。

目的IP地址，即为该主机待访问的智能存储卡的IP地址，网络包由主机生成，可以根据待访问的智能存储卡的IP地址，设置目的IP地址。

LBA目的地址，指示智能存储卡包含的存储介质的存储空间的地址信息。

命令序号是能够唯一区分网络包的序号，要求确保同一时刻不能有两个及以上的相同序号。

可选地，本申请实施例的UDP网络包还设置了状态码机制。

具体地，状态码是代表主机发送的数据请求网络包的完成情况。

智能存储卡不管存取数据是否成功，都要发送响应包给主机，告知主机当前请求的完成状态。

主机侧在接收到响应包之后，会根据状态码去判断请求是否成功。本实施例中，状态码若为0，表示该请求执行成功，可以执行后续的操作。状态码若不为0，代表请求执行失败。

示例性地，若请求执行失败，则对状态码进行解析，通过状态码的具体数值判定导致请求失败的原因，然后做出相应的处理。若是成功，则进行相应的操作。

可选地，本申请实施例的UDP网络包设置了校验码机制。

具体地，校验码，用于判定UDP网络包的用户自定义部分是否有误码。

当智能存储卡中接收到数据请求网络包后，立即对收到的UDP网络包进行解析，只有当收到的UDP网络包符合约定的通信协议，没有任何字段有误，才会进行相应的存取数据的操作。

当智能存储卡接收到的UDP网络包不符合约定的通信协议规范时，则不作处理，如ARP数据包、ICMP数据包以及有错误的数据包等，对于有错误的数据包，将发送返回包，该返回包携带相应的状态码。

参见图3，各智能存储卡用于存储对应主机运行过程中产生或所需的数据。每张智能存储卡均包括多个以太网接口，以实现通过交换机与对应主机的通信。

本实施例每一台主机均配置有指定访问的一张或多张智能存储卡。可选地，局域网中的每一张智能存储卡均设置有唯一的IP地址，主机可以通过下发数据请求网络包的方式，设置目的IP地址，访问对应的智能存储卡，实现网络共享访问。

关于主机通过网络包对智能存储卡的访问，主要有两种应用场景：

第一种，在写操作场景中，主机下发的数据请求网络包的包尾会携带4KB的待写入数据，以实现向智能存储卡中保存数据。

具体地，在写操作场景，主机下发的数据请求网络包中包含的操作码指示写操作。由交换机根据接收到的请求数据网络包，解析其中的目的IP地址，将该数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡。该目标智能存储卡完成相应的工作后，通过交换机转发响应包至对应的主机上。

第二种，在读操作场景中，智能存储卡返回的响应包中携带4KB的待读取数据，以实现从智能存储卡中读取数据。

具体地，在读操作场景，主机下发的数据请求网络包中包含的操作码指示读操作。相应的，智能存储卡可根据网络包中的LBA目的地址信息来访问存储介质，以在存储介质中该LBA目的地址所指示的存储空间中读取数据。主机与智能存储卡之间的通信，可参阅上述写操作场景的具体描述。

可选地，本实施例中，当一张智能存储卡对应的主机故障时，可以通过局域网内另一台正常工作的主机访问该智能存储卡。

具体地，当一台主机，例如，主机H1出现开机异常、网络掉线等异常情况后，即无法通过发送数据请求网络包的方式与指定的目标智能存储卡(例如，智能存储卡M1)进行网络交互。

此时，可以通过与当前主机在同一局域网内的任一正常工作的主机(例如，主机H2)来接管该目标智能存储卡M1。即：由主机H2通过交换机转发主机H1生成的数据请求网络包至对应的目标智能存储卡M1。本实施例的具体实施方案将在下文进行详细描述。

这样可以避免智能存储卡中的数据因无法被其他主机访问，而造成重要数据丢失或者存储空间资源浪费的问题。

当智能存储卡M1接收到主机H2下发的数据请求网络包，并发送响应包时，交换机解析数据请求网络包中包含的源地址，即可确认网络包是从主机H2发送过来的，相应的响应包也会发送给主机H2。

可选地，当一台主机指定访问的智能存储卡故障时，该主机可以访问另一张正常的智能存储卡。

当一张智能存储卡故障时，里面存储的数据将无法被主机访问，导致数据丢失。

为了避免因智能存储卡故障而导致里面一些重要数据丢失的情况，本实施例在写数据时，会向多张智能存储卡中写入同样的数据。例如，向三张智能存储卡中写入同样的数据。

当一张智能存储卡，例如智能存储卡M1出现故障后，此时，对应的主机H1获取局域网内任意一正常智能存储卡的IP地址信息，例如智能存储卡M2的IP地址。当前主机生成的数据请求网络包中的目的IP地址信息替换为获取的正常智能存储卡的IP地址信息，该正常智能存储卡M2作为当前主机对应的目标智能存储卡。

交换机接收到的主机下发的数据请求网络包后，解析其中的目的IP地址信息，将主机H1发送的网络包转发给当前的目标智能存储卡M2。从而，主机H1与智能存储卡M2进行网络包的交互实现主机H1对智能存储卡M2的访问。本实施例的具体实施方案将在下文进行详细描述。

可选地，本申请实施例的智能存储卡包括高速缓存存储器。

对于云存储以及数据库日志等，当机房出现异常断电的情况时，可能会导致智能存储卡中的数据丢失。针对这种情况，本申请实施例的智能存储卡设置了高速缓存存储器。

在写操作场景下，主机发送携带4KB数据的数据请求网络包给智能存储卡，智能存储卡接收到主机发送的数据请求网络包后，首先校验该数据请求网络包是否有误。

如果无误，智能存储卡会将数据请求网络包携带的4KB数据提取出来。

当智能存储卡获取到掉电信号后，立即将高速缓存存储器中的数据闪存到存储介质中。例如，智能存储卡向存储介质发送写命令，存储介质接收到写命令后，通过PCIE主动去高速缓存存储器提取数据，并将数据写入相应位置。

一旦恢复供电，则可以将存储介质指定位置的数据再恢复到高速缓存存储器中进行处理。

本实施例高速缓存存储器与存储介质之间的数据转移，是通过NVMe协议进行传输的。

在智能存储卡发生掉电时，通过高速缓存存储器，将数据保存至存储介质中进行安全备份，避免数据的掉电丢失，提供数据的安全性。

可选地，各智能存储卡均设置有电源模块。

具体地，电源模块可以为智能存储卡单独供电，不需要依附主机进行供电。

在工作的过程中，一旦智能存储卡发生异常掉电，可以通过电源模块上自带的超级电容，在断电前，为智能存储卡单独供电，从而使得智能存储卡能够将高速缓存存储器中的数据闪存到存储介质中，确保数据的安全。其中，

智能存储卡上的高速缓存存储器中的数据，只能存入该智能存储卡对应的存储介质中，而不能存入其它智能存储卡的存储介质。

图6是本申请一个实施例提供的一种数据处理方法的流程图，本申请一实施例中，该数据处理方法以智能存储卡为执行主体，该数据处理方法包括以下几个步骤：

S601:接收交换机转发的由主机下发的数据请求网络包。

具体地，所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使所述交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示目标智能存储卡的存储介质的存储空间。

示例性地，以读数据场景为例，数据请求网络包为读数据请求网络包，根据目的IP地址信息，确定主机要访问的目标智能存储卡。根据存储介质的LBA目的地址信息，从目标智能存储卡的存储介质的LBA目的地址所指示的存储空间中读取数据。在目标智能存储卡的响应包中，包含待读取的数据。

以写数据场景为例，数据请求网络包为写数据请求的网络包，该数据请求网络包中还包含待写入数据。根据目的IP地址，访问对应的目标智能存储卡。目标智能存储卡根据写操作命令，将待写入数据存入该智能存储卡的存储介质的LBA目的地址所指示的存储空间中。

S602:根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包。

具体地，若数据请求网络包为写数据请求网络包，其请求的是写操作，则目标智能存储卡将写数据请求网络包中包含的待写入所述LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中，并返回响应包。

若数据请求网络包为读数据请求网络包，其请求的是读操作，则目标智能存储卡从所述LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中获取待读取的数据，并将待读取的数据携带在响应包中，发送至主机。

本实施例的具体实施方案请参阅上述图1-图5实施例中的相关描述，在此不再赘述。

可选地，本实施例中，若目标智能存储卡发生故障，则主机可以访问局域网内任一正常的智能存储卡。具体实现时，可以将对应主机生成的数据请求网络包中的目的IP地址可以替换为局域网内任一正常的智能存储卡的IP地址即可。

若主机发生故障，则该主机对应的目标智能存储卡可以通过局域网内其他正常的主机来访问。

上述具体实施方案，可参阅上述实施例以及下文实施例的相关描述。

可选地，本实施例所述响应包还包含状态码，所述状态码指示主机的请求是否成功执行。

所述状态码用于主机在判断请求失败后，解析所述状态码，判断请求失败的原因。

具体请参阅上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。

可选地，本实施例所述智能存储卡设有高速缓存存储器，所述数据处理方法还包括：

若智能存储卡发生异常掉电，则将所述智能存储卡高速缓存存储器中的数据转移到存储介质中备份。

具体请参阅上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。

综上所述，本申请实施例通过设置网络接口的智能存储卡与主机进行网络包的交互，避免占用主机的PCIE扩展槽，节省主机资源。同时，可以实现主机对智能存储卡的网络共享访问，若在整个数据处理系统中某张智能存储卡异常、主机故障、主机上运行的存储服务异常等，都不会影响正常工作，避免资源浪费。

图7是本申请另一个实施例提供的一种数据处理方法的流程图，所述数据处理方法应用于通过交换机连接的多台主机与多张智能存储卡构成的数据处理系统，本实施例以主机为执行主体，对该数据处理方法进行说明，该方法包括以下几个步骤：

S701:生成数据请求网络包，所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息。

具体地，所述目的IP地址信息指示主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使所述交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间，用以使所述目标智能存储卡根据所述LBA目的地址信息访问所述存储介质；

S702:将所述数据请求网络包通过交换机下发至所述目标智能存储卡；

S703:接收交换机转发的由所述目标智能存储卡返回的响应包。

上述实施例的具体实施请参阅上述如图1-图6相关实施例中以主机为执行主体的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。

进一步地，本申请实施例的数据处理方法，还包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，均未在预设时间内收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障。

具体地，本申请实施例中，若主机下发数据请求网络包后，在预设时间内，未收到目标智能存储卡返回的响应包，则再次向该目标智能存储卡下发数据请求网络包。

若下发预设次数的数据请求网络包后，均未收到目标智能存储卡返回的响应包，则说明当前主机故障或当前主机对应的目标智能存储卡故障。

若判定所述当前主机故障，则通知备用主机通过所述交换机转发未得到响应包的数据请求网络包至所述目标智能存储卡。

具体地，本实施例的备用主机指的是与当前主机在同一局域网内的任一正常工作的主机。

在一个实施例中，可选地，可以将局域网内各个主机之间建立通信连接，当前主机通知备用主机通过所述交换机转发未得到响应包的数据请求网络包至所述目标智能存储卡包括：

当当前主机感知自身故障时，向局域网内其他任一备用主机发送网络包转发请求信息，该网络包转发请求信息中包含其未发送成功的数据请求网络包，备用主机接收到该网络包转发请求信息后，通过解析，得到待转发的数据请求网络包，然后备用主机将该数据请求网络包通过交换机转发至目标智能存储卡。

在另一个实施例中，可选地，可以设置一个中控装置，该中控装置与各主机分别建立通信连接，当前主机通知备用主机通过所述交换机转发未得到响应包的数据请求网络包至所述目标智能存储卡包括：

当当前主机感知自身故障时，会发送故障信息至中控装置，中控装置接收到当前主机故障的故障信息后，对局域网内所有主机进行判断，选定其中一台主机作为备用主机，并向选定的备用主机下发网络包转发指令，该网络包转发指令中包含其当前主机未发送成功的数据请求网络包，备用主机接收到网络包转发指令后，解析其中的数据请求网络包，然后通过交换机转发至目标智能存储卡。

本实施例中控装置对局域网内所有主机进行判断，选定其中一台主机作为备用主机，可以由中控装置感知局域网内各个正常工作主机的状态，根据负载均衡等原理进行选定。

若判定所述目标智能存储卡故障，则获取备份智能存储卡的IP地址信息，将未得到响应包的数据请求网络包中的目的IP地址信息替换为所述备份智能存储卡的IP地址信息，将所述备份智能存储卡作为目标智能存储卡。

具体地，本实施例所述备份智能存储卡指的是与所述交换机连接且正常的智能存储卡。

在一个实施例中，可选地，主机中可以预先存储各个智能存储卡的IP地址，若当前主机判定对应的目标智能存储卡故障，则从存储的IP地址中，选取一个IP地址对应的智能存储卡为备份智能存储卡。

主机将该选取的IP地址作为目的IP地址，携带在数据请求网络包中，该备份智能存储卡作为新目标智能存储卡。

在另一个实施例中，可选地，也可以通过中控装置获取各个智能存储卡的IP地址信息，中控装置与各主机之间建立通信连接。本实施例中控装置管理主机与各智能存储卡之间的网络包交互，中控装置内预设每个主机指定进行网络包交互的目标智能存储卡的IP地址，以及对应的备用存储卡的IP地址，预设的备用存储卡可以为多个。

当当前主机指定的目标智能存储卡故障时，中控装置可以选取其中一个备用存储卡作为新的目标存储卡，并将选取的备用存储卡的IP地址发送给当前主机，由当前主机在生成的数据请求网络包中，将该备用存储卡的IP地址作为目的IP地址。

在本申请一个实施例中，可以对局域网内各个智能存储卡进行分组，如图8所示，每台主机对应一组智能存储卡，该一组智能存储卡(例如，可以是四张智能存储卡为一组)中，其中一张智能存储卡为对应主机指定访问的目标智能存储卡，其余智能存储卡为备用存储卡。

主机在进行写操作时，对于重要数据，可以将对应的数据同时写入同一组内的多张智能存储卡，这样，在目标智能存储卡故障时，可以从其他备份智能存储卡中读取该数据，保证重要数据不丢失，进一步提高数据安全性。进一步地，在写操作时，若写入的为非重要数据，则将该数据仅写入目标智能存储卡，以节省存储空间。

在这种情况下，在当前主机进行读数据请求时，若读取的是上述备份的重要数据，则由中控装置或当前主机从对应的一组智能存储卡中，选取对应的备份智能存储卡作为目标智能存储卡。

本实施例对每张智能存储卡均设置有备份存储空间，其中备份存储空间用于专门存储上述备份的重要数据。

每组智能存储卡对应的IP地址和对应的关联关系可以存储在主机或中控装置中，当主机对应的目标智能存储卡出现故障后，当前主机或中控装置会优先选取同组的的智能存储卡作为备份智能存储卡。这样，当前主机或中控装置就不需要从局域网内所有智能存储卡中选取备份智能存储卡，提高了数据处理的速度。

当然，也可以选择其他正常的智能存储卡。

可选地，本申请一个实施例中，所述若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障，包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则查询当前主机网络接口对应的接口状态寄存器，根据接口状态寄存器的状态参数判定是否正常接收所述响应包。

若未正常接收所述响应包，则查询目标智能存储卡对应对应的响应状态寄存器的状态参数。

若根据所述响应状态寄存器对应的状态参数判定智能存储卡已发送响应包，则判定所述当前主机故障；否则，判定所述目标智能存储卡故障。

具体地，主机侧的网络接口设置有接口状态寄存器，指示接口的工作状态信息，主机通过查询各个接口状态寄存器的状态参数，可以判定各接口是否正常发送数据请求网络包或正常接收响应包。

各智能存储卡均设置有响应状态寄存器(用以指示智能存储卡的工作状态)和RAM存储器，且对应的RAM存储器也设置有IP地址，各RAM存储会暂存各个响应状态寄存器的状态参数，主机可以通过对应IP地址查询RAM存储器，获取响应状态寄存器的状态参数，主机根据响应状态寄存器的状态参数，可以判定当前主机对应的目标智能存储卡是否正常工作，即是否正常接收数据请求网络包或是否正常发送响应包。

本实施例中，主机在没有接收到响应包的情况下，首先查询主机侧的接口状态寄存器，若查询到主机侧未接收到响应包，则查询对应IP地址的RAM内暂存的对应目标智能存储卡的响应状态寄存器的状态参数。

主机根据查询的响应状态寄存器的状态参数，判定当前主机对应的目标智能存储卡是否正常工作，从而判定主机异常或智能存储卡异常。

图8是本申请一个实施例提供的数据处理系统的结构示意图，如图8所示，所述数据处理系统包括：交换机、至少两张智能存储卡和至少两台主机；其中，

所述主机，用于生成所述数据请求网络包，并向所述交换机发送所述数据请求网络包；

所述交换机，用于转发主机向智能存储卡下发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的智能存储卡的IP地址，用以交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应IP地址的智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示智能存储卡的存储介质中的存储空间；

所述智能存储卡，用于接收交换机转发的所述数据请求网络包；根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包。

在本申请实施例一种可能的实施方式中，所述数据处理系统还可以包括中控装置，中控装置与各主机之间建立通信连接。具体请参阅上述实施例的相关描述，在此不再赘述。

在实际应用中，上述系统中的各个设备具体可以为由软件代码实现的功能模块。示例性地，主机用于执行如上述图1-图7的相关实施例中，以主机为执行主体的所有或部分实施步骤。交换机用于执行如上述图1-图7的相关实施例中，以交换机为执行主体的所有或部分实施步骤。智能存储卡用于执行如上述图1-图7的相关实施例中，以智能存储卡为执行主体的所有或部分实施步骤。

上述的主机可以通过一台计算机设备来实现，图9是本申请一个实施例提供的计算机设备的框图，本实施例所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本电脑、掌上电脑以及云端服务器等计算设备，该计算机设备可以包括，但不限于，处理器和存储器。其中，

处理器可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、6核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable GateArray，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable LogicArray，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central Processing Unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器可以再集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器还可以包括AI(ArtificialIntelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。所述处理器是所述计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机设备的各个部分。

存储器可以包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、内存器件、或其他易失性固态存储器件。所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序可在所述处理器上运行，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本申请实施例如图1-图7中相关实施例中以主机为执行主体的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。

本领域技术人员可以理解，图9仅仅是本申请实施例的一种可能的实现方式，其他实施方式中，还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同部件，本实施例对此不作限定。

图10给出了本申请实施例交换机的结构示意图，如图10所示，本申请实施例的交换机在一种可能实施方式中，可以包括处理器、存储器和以太网接口。其中，

处理器可以由一个或多个通用处理器构成，例如中央处理器。处理器可用于运行相关的程序代码，实现上述实施例中，以交换机为执行主体的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。

存储器可以包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、内存器件、或其他易失性固态存储器件。所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序可在所述处理器上运行，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本申请实施例中如图1-图7中相关实施例中以交换机为执行主体的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。

以太网接口，用于与其他模块/设备进行通信。例如，本申请实施例中，通过以太网接口具体可以接收主机下发的网络包，或接收智能存储卡的响应包。

可选地，本申请还提供有一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现图6或图7所示的数据处理方法的步骤。

可选地，本申请还提供有一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现图6或图7所示的数据处理方法的步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本申请实施例的智能存储卡的结构请参阅图1，并请参阅上述图1-图7中的相关实施例中以智能存储卡为执行主体的相关描述，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种数据处理方法，其特征在于，用于智能存储卡，包括：

接收交换机转发的由主机下发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示所述主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间；根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包；

所述数据请求网络包还包括IP数据报，所述IP数据报包括IP首部和UDP首部，所述IP首部和所述UDP首部包括校验码，所述校验码用于在智能存储卡发响应包时，确定所述数据请求网络包在传输过程中是否发生误码；

所述IP数据报部分还包括UDP数据，所述UDP数据包括指定操作码、LBA目的地址、数据传输方向以及命令序号，所述UDP数据还包括校验码，所述校验码用于判定UDP网络包的用户自定义部分是否有误码；

所述响应包还包含状态码，所述状态码指示主机的请求是否成功执行；

所述状态码用于主机在判断请求失败后，解析所述状态码，判断请求失败的原因。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，当所述数据请求网络包为写数据请求网络包时，所述写数据请求网络包中携带待写入数据，所述根据所述LBA目的地址信息访问对应的存储介质，并返回响应包，包括：

将所述待写入数据写入所述LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中；

和/或

当所述数据请求网络包为读数据请求网络包时，所述根据所述LBA目的地址信息访问对应的存储介质，并返回响应包，包括：

从所述LBA目的地址信息对应在存储介质中所指示的存储空间中读取数据，并返回响应包，且返回的所述响应包中包含待读取数据。

3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述智能存储卡设有高速缓存存储器，所述数据处理方法还包括：

若智能存储卡发生异常掉电，则将所述智能存储卡高速缓存存储器中的数据转移到存储介质中备份。

4.一种数据处理方法，其特征在于，用于主机，包括：

生成数据请求网络包，所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的目标智能存储卡的IP地址，用以使交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应的目标智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示所述目标智能存储卡的存储介质中的存储空间，用以使所述目标智能存储卡根据所述LBA目的地址信息访问所述存储介质；

将所述数据请求网络包通过交换机下发至所述目标智能存储卡；

接收交换机转发的由所述目标智能存储卡返回的响应包；

所述数据请求网络包还包括IP数据报，所述IP数据报包括IP首部和UDP首部，所述IP首部和所述UDP首部包括校验码，所述校验码用于在智能存储卡发响应包时，确定所述数据请求网络包在传输过程中是否发生误码；

所述IP数据报部分还包括UDP数据，所述UDP数据包括指定操作码、LBA目的地址、数据传输方向以及命令序号，所述UDP数据还包括校验码，所述校验码用于判定UDP网络包的用户自定义部分是否有误码；

所述响应包还包含状态码，所述状态码指示主机的请求是否成功执行；

所述状态码用于主机在判断请求失败后，解析所述状态码，判断请求失败的原因。

5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，均未在预设时间内收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障；

若判定所述当前主机故障，则通知备用主机通过所述交换机转发未得到响应包的数据请求网络包至所述目标智能存储卡，其中，所述备用主机为与所述当前主机在同一局域网内任一正常工作的主机；

若判定所述目标智能存储卡故障，则获取备份智能存储卡的IP地址信息，将未得到响应包的数据请求网络包中的目的IP地址信息替换为所述备份存储卡的IP地址信息，将所述备份智能存储卡作为目标智能存储卡；其中，所述备份智能存储卡为与所述交换机连接且正常的智能存储卡。

6.根据权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，所述若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则判定当前主机故障或所述目标智能存储卡故障，包括：

若在下发预设次数的数据请求网络包后，在预设时间内均未收到所述目标智能存储卡的响应包，则查询当前主机网络接口对应的接口状态寄存器，根据接口状态寄存器的状态参数判定是否正常接收所述响应包；

若未正常接收所述响应包，则查询目标智能存储卡对应的响应状态寄存器的状态参数；

若根据所述响应状态寄存器对应的状态参数判定智能存储卡已发送响应包，则判定所述当前主机故障；否则，判定所述目标智能存储卡故障。

7.一种数据处理系统，其特征在于，所述系统包括交换机、至少两张智能存储卡和至少两台主机；其中，

所述主机，用于生成数据请求网络包，并向所述交换机发送所述数据请求网络包；

所述交换机，用于转发主机向智能存储卡下发的数据请求网络包；所述数据请求网络包中包含目的IP地址信息和LBA目的地址信息，所述目的IP地址信息指示主机待访问的智能存储卡的IP地址，用以交换机根据所述目的IP地址信息将所述数据请求网络包转发至对应IP地址的智能存储卡；所述LBA目的地址信息指示智能存储卡的存储介质中的存储空间；

所述智能存储卡，用于接收交换机转发的所述数据请求网络包；根据所述LBA目的地址信息访问存储介质，并返回响应包；

所述数据请求网络包还包括IP数据报，所述IP数据报包括IP首部和UDP首部，所述IP首部和所述UDP首部包括校验码，所述校验码用于在智能存储卡发响应包时，确定所述数据请求网络包在传输过程中是否发生误码；

所述IP数据报部分还包括UDP数据，所述UDP数据包括指定操作码、LBA目的地址、数据传输方向以及命令序号，所述UDP数据还包括校验码，所述校验码用于判定UDP网络包的用户自定义部分是否有误码；

所述响应包还包含状态码，所述状态码指示主机的请求是否成功执行；

所述状态码用于主机在判断请求失败后，解析所述状态码，判断请求失败的原因。

8.一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，用于实现如权利要求1至3或4-6任一项所述数据处理方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至3或4-6任一项所述数据处理方法的步骤。

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