CN206178763U - 一种具有高可用性的数据存储装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高可用性的数据存储装置，包括外壳机柜，所述外壳机柜包括OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有HBA卡即主机总线适配器，HBA卡通过SAS线与磁盘扩展柜上的SAS口连接，所述磁盘扩展柜上设置有若干个SAS口，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有接管卡和网卡，所述OSD存储节点A上的接管卡与OSD存储节点B上的接管卡连接；所述OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B上均设置有电源模块。本实用新型具有当一个OSD存储节点失效后，能够继续读写接管的硬盘，不需要再进行数据的恢复操作的效果。

Description

一种具有高可用性的数据存储装置

技术领域

本实用新型属于数据存储技术领域，特别涉及一种具有高可用性的数据存储装置。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，云存储服务已经越来越为企业所接受。通常云存储系统中有多种设置装置，一般有元数据节点、监控节点、OSD(Object Store Device)存储节点等。其中OSD存储节点也称为对象存储节点，它是用户数据的主要内容存放的地方。在一个大规存储集群中，用户保存的数据或者文件内容，分为多个对象。每个对象根据某种算法，或者元数据服务的判断，保存到某个OSD存储节点上。为了防止数据丢失，一个对象会复制为多个副本，保存到不同的OSD存储节点上。当某一个OSD存储节点宕机或者损坏后，通过其它副本仍然能够读写对象数据。这种存储方法可以很好的支持大数据的扩展和数据的可靠性。

但是这种存储方式不适合在一个OSD存储节点提供太多存储空间。假设一个OSD存储节点上有大量的硬盘，可以保存很多数据。当该OSD存储节点宕机或损坏后，其上的硬盘都将停止服务。当之后该OSD存储节点恢复后，即使其上硬盘的数据没有丢失，但是每块硬盘的数据都落后于其它节点上的副本数据，系统需要进行大量的数据恢复和复制，这时会严重影响云存储对外提供服务的能力。如果该节点上的硬盘的数据都丢失，那么更有可能产生网络数据风暴，可能几乎无法对外提供服务。虽然可以通过控制数据恢复的速度，来保证云存储对外服务的能力，但是降低恢复速度，将导致数据恢复的时间过长。这样在其它设备出现故障时，产生服务中断或者数据丢失的可能性较大。

所以在通常的分布式存储中可以允许单个硬盘或者小规模硬盘的同时失效，但是大量硬盘的同时失效会带来严重的问题。这样单个OSD存储节点一般不能内置太多的硬盘。考虑到当前CPU和内存的快速发展，这种OSD存储节点无法提供高密度存储，导致云存储的成本过高。

实用新型内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足而提供一种当一个OSD存储节点失效后，对端的存储节点能够接管该存储节点上的硬盘，保证能够继续读写接管的硬盘，不需要再进行数据的恢复操作，也不会影响对外提供的服务能力的具有高可用性的数据存储装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型所述的一种具有高可用性的数据存储装置，包括外壳机柜，所述外壳机柜包括OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有HBA卡即主机总线适配器，HBA卡通过SAS线与磁盘扩展柜上的SAS口连接，所述磁盘扩展柜上设置有若干个SAS口，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有接管卡和网卡，所述OSD存储节点A上的接管卡与OSD存储节点B上的接管卡连接；所述OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B上均设置有电源模块。

进一步的，所述接管卡与主板电源开关针和主板重启开关针分别连接。

进一步的，所述磁盘扩展柜上设置有至少四个SAS口。

进一步的，所述磁盘扩展柜上至少两个SAS口通过SAS线与OSD存储节点A上的HBA卡连接。

进一步的，所述磁盘扩展柜上至少两个SAS口通过SAS线与OSD存储节点B上的HBA卡连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型由于设备是在存储集群中，因此判断方式简单有效，只需要通过接管卡判断对端是否正常，以及对端是否在集群中即可。还可以通过接管卡与节点的开关机针连接实现了简洁的关机自杀过程。这种方式大大简化了高可用方案，又非常有效可靠。接管卡是基于通用网卡进行改造的，成熟可靠，而且成本很低。

2、本实用新型可以支持高密度的云存储节点，降低整体存储成本。本装置是针对存储集群设计了，本实用新型采用一套双节点OSD存储可以部署较大规模的硬盘，解决了原有OSD存储节点硬盘不能过多的问题。

3、本实用新型把两个OSD存储节点、一个JBOD设备集成到一个机柜中，通过HBA卡、网卡和接管卡进行相关连接和对外提供访问。这种装置的整体构造简单灵活，可以快速替换服务部件。传统的双控存储服务器是把这些相关设备集成到一个机箱中，而不是机柜中。这样虽然空间比较小，但是经常一个部件损坏需要替换整个机箱设备。此外，本方案中提供定制适合尺寸机柜，对外给用户提供了整体的一体机系统，又避免了外部布线凌乱问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型设置在存储集群中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，OSD存储节点A和存储节点B采用标准的通用服务器，这里磁盘扩展柜是在一个底板上安装的带有多个磁盘驱动器的存储设备。通常一个磁盘扩展柜可以有很多盘位，连接大量硬盘。由于磁盘扩展柜没有控制器、没有各种智能功能，制作上比较简单，所以可以具有非常高的可靠性。

每个OSD存储节点可以根据需要配置适当的CPU数目和内存，当然由于本实用新型能够支持高密度存储，所以可以配置较大的CPU核数和内存规模，实现更好的性价比。每个OSD存储节点需要配置外接网卡，连接到外部交换机中，并加入存储集群。还需要配置HBA卡，通过SAS端口与JBOD连接。此外，两个OSD存储节点A和B通过接管卡进行直连，实现相互的监控和高可用的控制。

接管卡是为本实用新型专门定制的硬件设备，它是基于网卡改造，通过PCI总线连接到主板上，同时通过在接口卡上增加了开关机和重启连接线。接管卡通过网卡直接的策略实现与对端OSD存储节点的通信，但是接管卡与通常网卡的主要不同是，除了与对端接管卡通信外，接管卡还会判断本OSD存储节点的网卡和HBA卡的状态，来决定向上保留那些硬盘设备由本节点操作。

此外在为了防止两个节点同时写一块硬盘，当判断对端节点存在故障时，需要保证对端节点必须是关机的。所以接管卡还能够控制对端的接管卡实现对端节点的关机和重新操作。通过接管卡的处理，可以控制该OSD存储节点读写的硬盘，并保证本节点读写的硬盘设备，此时对端节点是不能够识别的。

如图2所示，整个数据存储集群中交换机通过网线与多个客户端连接，交换机上设置有元数据节点和监控节点，同时交换机与多个本实用新型所述的具有高可用性的数据存储装置连接，两台存储服务器通过交换机与集群中其它节点进行连接。本实用新型除了通用的网卡和HBA卡驱动外，还包括一套接管卡的驱动，接管卡的驱动在OSD存储节点A和B分别部署。

可以通过接管卡的驱动实现对装置中硬盘的读写控制，最终实现这本装置的高可用性能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有高可用性的数据存储装置，其特征在于：包括外壳机柜，所述外壳机柜包括OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有HBA卡即主机总线适配器，HBA卡通过SAS线与磁盘扩展柜上的SAS口连接，所述磁盘扩展柜上设置有若干个SAS口，所述OSD存储节点A和OSD存储节点B上均设置有接管卡和网卡，所述OSD存储节点A上的接管卡与OSD存储节点B上的接管卡连接；所述OSD存储节点A、磁盘扩展柜和OSD存储节点B上均设置有电源模块。

2.根据权利要求1所述的一种具有高可用性的数据存储装置，其特征在于：所述接管卡与主板电源开关针和主板重启开关针分别连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有高可用性的数据存储装置，其特征在于：所述磁盘扩展柜上设置有至少四个SAS口。

4.根据权利要求1所述的一种具有高可用性的数据存储装置，其特征在于：所述磁盘扩展柜上至少两个SAS口通过SAS线与OSD存储节点A上的HBA卡连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有高可用性的数据存储装置，其特征在于：所述磁盘扩展柜上至少两个SAS口通过SAS线与OSD存储节点B上的HBA卡连接。