KR100422929B1 - RAID Duplexing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이드(RAID; Redundancy Array Independent Disk) 이중화 시스템에서 레이드 시스템 듀얼다운 및 시간 지연을 해결함과 동시에 HDD(Hard Disk)에 저장된 데이터의 특성에 맞는 레이드 이중화를 구현하도록 한 레이드 이중화 방법에 관한 것으로, 고정된 위치에 따라 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드가 정해지지 않고 해당 마스터 레이드와 슬레이브 레이드 내에 데이터 캐시를 사용하지 않도록 설정하는 과정과; 상기 슬레이브 레이드에서 상기 마스터 레이드의 시스템 다운을 감지해 마스터로의 절체를 수행하여 마스터 기능을 수행하는 과정과; 상기 시스템 다운된 레이드에서 시스템 재시동을 완료한 후에 상기 마스터로 절체된 레이드의 HDD 상태에 대하여 모니터링하는 과정과; 상기 변경된 새로운 HDD 상태가 있는 경우에 상기 시스템 다운되었다가 재시동된 레이드에서 상기 마스터로 절체된 레이드로 해당 HDD 상태 정보를 요구해 수신받아 자신의 HDD 상태를 업그레이드하는 과정과; 상기 시스템 다운되었다가 재시동된 레이드에서 상기 마스터로 절체된 레이드가 시스템 다운되는지를 모니터링하고 있다가 해당 시스템 다운을 감지하는 경우에 마스터로의 절체를 수행하여 마스터 기능을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 함으로써, 기존 레이드 이중화 구현 방법으로 발생할 수 있는 레이드 시스템 듀얼 다운을 방지하며, 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드에 대한 절체를 피하도록 함으로 SCSI 프로토콜 동작에 불필요한 지연을 방지하여 서비스 중단 시간을 최소화시킬 수 있다.The present invention relates to a RAID redundancy method for implementing RAID redundancy suitable for the characteristics of data stored in a HDD (Hard Disk) while solving RAID system dual down and time delay in a RAID (Redundancy Array Independent Disk) redundancy system. Disabling the data cache in the master blade and the slave blade without determining the master blade and the slave blade according to the fixed position; Detecting a system down of the master blade in the slave blade and performing a switchover to a master to perform a master function; Monitoring the HDD status of the slave transferred to the master after completing the system restart in the system down RAID; Upgrading the own HDD state by receiving and receiving the corresponding HDD state information from the blade transferred to the master in the RAID downed and restarted when there is the changed new HDD state; Monitoring whether the blade transferred to the master is down in the system down and restarted and performing a master function by performing a switchover to the master when the system down is detected; In this way, it is possible to prevent the RAID system dual down caused by the existing RAID redundancy method, and to avoid unnecessary delays in the SCSI protocol operation by minimizing the downtime of the master and slave blades, thereby minimizing service downtime.
Description
본 발명은 레이드 이중화 방법에 관한 것으로, 특히 레이드 이중화 시스템에서 레이드 시스템 듀얼다운 및 시간 지연을 해결함과 동시에 HDD(Hard Disk)에 저장된 데이터의 특성에 맞는 레이드 이중화를 구현하도록 한 레이드 이중화 방법에관한 것이다.The present invention relates to a raid redundancy method, and more particularly, to a raid redundancy method for implementing a raid redundancy suitable for a characteristic of data stored in a hard disk (HDD) while solving a raid system dual down and time delay in a raid redundancy system. will be.
종래의 레이드 레벨은 도 1에 도시된 바와 같이 구성되어진 RDCC(RAID Disk Controller Circuit Board)와 디스크(Disk) 사이에 구현되어지는데, 이를 구현하기 위해서 필요한 구성 요소는 RDCC 쪽의 설계 사양 및 HDD(Hard Disk) 등으로, 해당 RDCC를 호스트(Host)라고 하고 해당 호스트에 필요한 SCSI(Small Computer System Interface) 콘트롤러(Controller)와 디스크 쪽에 필요한 각각의 SCSI 콘트롤러가 있어야 한다.The conventional RAID level is implemented between a RAID disk controller circuit board (RDCC) and a disk (Disk) configured as shown in Figure 1, the components required to implement this is the design specification and HDD (Hard) on the RDCC side For example, the RDCC is called a host, and there must be a small computer system interface (SCSI) controller for the host and a SCSI controller for each disk.
예를 들어 그 설계 사양을 보면 다음과 같은데, CPU(Central Processing Unit), DRAM(Dynamic Random Access Memory), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), NVRAM(Nonvolatile SRAM), 듀얼 포트 메모리(Dual Port Memory), SIOP(SCSI Controller), LAN(Local Area Network) 콘트롤러, RS232C 직렬 포트(Serial Port), 비-버스(B-Bus) 메모리 등을 포함하여 이루어져 있다.For example, the design specifications are as follows: Central Processing Unit (CPU), Dynamic Random Access Memory (DRAM), Eraseable Programmable Read Only Memory (EPROM), Nonvolatile SRAM (NVRAM), and Dual Port Memory (Dual Port Memory). It includes a SIOP (SCSI Controller), a LAN (Local Area Network) controller, an RS232C serial port, and a non-Bus memory.
그리고, 종래의 레이드 이중화 시스템은 자리가 고정된 마스터(Master)와 슬레이브(Slave) 개념의 이중화 방식으로 HDD 상태 변화에 대하여 해당 마스터가 해당 슬레이브에게 변경 사항을 실시간으로 업데이트시켜 주도록 이루어져 있다.In addition, the conventional RAID redundancy system is configured to update the changes in real time to the corresponding slave in response to the HDD status change in a duplication scheme of a fixed master and slave (Slave) concept.
그러면, 종래의 레이드 이중화 시스템에서 레이드 이중화 동작을 도 2의 흐름도를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.Then, the RAID redundancy operation in the conventional RAID redundancy system will be described with reference to the flowchart of FIG. 2.
만약, 마스터 레이드 측이 다운(Down)되었을 경우, 슬레이브 레이드 측이 해당 마스터 레이드 측의 동작을 이어받아 이미 업그레이드된 HDD의 상태에 따라 레이드 기능을 계속 수행하게 된다.If the master slave side is down, the slave slave side inherits the operation of the master slave side and continues to perform the RAID function according to the status of the already upgraded HDD.
한편, 다운되었던 마스터 레이드가 재기동하면서 상기 슬레이브 레이드가 SCSI 프로토콜(Protocol)을 수행하고 있지 않는 경우를 확인하는데, 이때 상기 슬레이브 레이드가 SCSI 프로토콜을 수행하고 있지 않으면 정상적으로 마스터 레이드는 재기동되어 상기 슬레이브 레이드가 수행 중이던 레이드 기능을 다시 이어받으나, 만약 상기 슬레이브 레이드가 SCSI 프로토콜을 수행하고 있다면 해당 SCSI 프로토콜의 수행이 종료될 때까지 동작 대기 상태로 있어야 한다.On the other hand, when the slave slave is restarted and the slave slave does not perform the SCSI protocol (Protocol) is checked, if the slave slave does not perform the SCSI protocol (Master Protocol) is restarted normally, the slave blade is restarted If the slave blade is executing the SCSI protocol again, the slave function must be in the standby state until the execution of the corresponding SCSI protocol is terminated.
상기 슬레이브 레이드가 SCSI 프로토콜을 수행하고 있을 때에 마스터 레이드가 대기 상태로 있는 이유는 레이드 이중화 시스템이 SCSI 프로토콜 수행을 빨리 수행하고자 데이터 캐시(Cash)를 사용하기 때문인데, 즉 데이터 캐시에 대한 이중화는 구현되어 있지 않으므로 해당 데이터 캐시를 빨리 수행한 후에 이중화 절체가 이루어져야 한다.The reason that the master slave is in a standby state when the slave RAID is performing the SCSI protocol is because the RAID redundancy system uses a data cache to quickly perform the SCSI protocol execution. Since the data cache is not fast enough, redundancy switchover should be performed.
그런데, 만약 도 2에 도시된 바와 같은 'A' 시점에서, 즉 SCSI 프로토콜 동작 수행 중이던 슬레이브 레이드가 다운되는 경우, 마스터 레이드가 재기동하여 레이드 기능을 다시 수행하기 전까지 시간이 많이 소요되며, 슬레이브 레이드 동작 중의 HDD 상태에 대해서도 최신의 HDD 상태를 보장할 수 없게 된다.However, if 'A' as shown in FIG. 2, that is, when the slave RAID that is performing the SCSI protocol operation is down, it takes a long time before the master RAID is restarted to perform the RAID function again. The latest HDD status cannot be guaranteed even during the current HDD status.
이와 같이, 종래의 레이드 이중화 방법에서는 SCSI 프로토콜 동작 수행 중의 슬레이브 레이드가 다운되는 경우에 레이드 시스템의 듀얼 다운이 발생하게 되어 마스터 레이드가 재기동하여 레이드 기능을 다시 수행하기 전까지 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional RAID redundancy method, when the slave RAID is down while the SCSI protocol operation is performed, a dual system of the RAID system occurs, and thus, a long time is required before the master RAID is restarted to perform the RAID function again. .
또한, 상기 데이터 캐시는 캐시 히트율(Hit Rate)이 높을수록 캐시 사용 효율이 좋아지는데, 해당 캐시 히트율을 높이기 위해서는 HDD에 저장되어 있는 데이터가 인접한 섹터(Sector)에 존재해야 하나, 데이터를 자주 업데이트할 경우에는 데이터가 HDD의 인접한 섹터에 존재하지 않고 여러 섹터에 산재하게 된다.In addition, the data cache has a higher cache hit rate, so the use efficiency of the cache increases. In order to increase the cache hit rate, data stored in the HDD must exist in an adjacent sector, but data is frequently used. When updating, data is not present in adjacent sectors of the HDD, but is scattered in several sectors.
이와 같은 단점을 해결하고자 OS(Operating System) 자체에서 산재되어 있는 데이터를 근접한 섹터로 옮기는 디프라그먼트(Defragment) 기능을 제공하나, 캐시 히트율이 낮은 데이터를 사용하는 시스템에서의 대부분의 임베이드(Embedded) OS는 이와 같은 디프라그먼트 기능을 제공하지 않고 있다.To solve this drawback, it provides defragment function that moves data scattered in operating system itself to adjacent sectors, but most embedded in systems using low cache hit rate (Embedded) The OS doesn't provide this kind of defragmentation.
이와 같은 레이드 이중화 시스템에서는 캐시를 사용하는 레이드가 비효율적이며, 캐시 사용에 따른 이중화 방법으로 인하여 레이드 시스템의 듀얼다운 및 시간 지연을 초래하는 문제점이 있었다.In such a raid duplication system, a raid using a cache is inefficient, and there is a problem of causing a dual down and a time delay of the raid system due to a duplication method according to the use of a cache.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 캐시 히트율이 낮은 데이터를 사용하는 이중화된 레이드 시스템에서 효율적인 레이드 이중화를 수행할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable efficient RAID redundancy in a redundant RAID system using data having a low cache hit rate.
또한, 본 발명은 종래의 레이드 이중화 시스템에서 야기될 수 있는 레이드 시스템 듀얼다운 및 시간 지연을 해결하며, HDD에 저장된 데이터의 특성에 맞는 레이드 이중화 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention is to solve the RAID system dual down and time delay that can be caused in the conventional RAID redundancy system, and to provide a RAID redundancy method suitable for the characteristics of the data stored in the HDD, an object thereof.
또한, 본 발명은 기존 레이드 이중화 구현 방법으로 발생할 수 있는 레이드시스템 듀얼 다운을 방지하며, 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드에 대한 절체를 피하도록 함으로 SCSI 프로토콜 동작에 불필요한 지연을 방지하여 서비스 중단 시간을 최소화하도록 하는데, 그 목적이 있다.In addition, the present invention prevents the RAID system dual down that can occur by the existing RAID redundancy implementation method, and to avoid unnecessary delay in the SCSI protocol operation by minimizing the switching to the master and slave blades to minimize service downtime , Its purpose is.
도 1은 종래의 레이드(RAID; Redundancy Array Independent Disk) 레벨(Level)을 설명하기 위한 도면.1 is a diagram illustrating a conventional RAID (Redundancy Array Independent Disk) level.
도 2는 종래의 레이드 이중화 시스템에서 레이드 이중화 동작을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a RAID redundancy operation in a conventional RAID redundancy system.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이드 이중화 방법을 나타낸 순서도.3 is a flowchart illustrating a raid duplication method according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 레이드(RAID; Redundancy Array Independent Disk) 이중화 방법에 있어서, 고정된 위치에 따라 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드가 정해지지 않고 해당 마스터 레이드와 슬레이브 레이드 내에 데이터 캐시를 사용하지 않도록 설정하는 과정과; 상기 슬레이브 레이드에서 상기 마스터 레이드의 시스템 다운을 감지해 마스터로의 절체를 수행하여 마스터 기능을 수행하는 과정과; 상기 시스템 다운된 레이드에서 시스템 재시동을 완료한 후에 상기 마스터로 절체된 레이드의 HDD 상태에 대하여 모니터링하는 과정과; 상기 변경된 새로운 HDD 상태가 있는 경우에 상기 시스템 다운되었다가 재시동된 레이드에서 상기 마스터로 절체된 레이드로 해당 HDD 상태 정보를 요구해 수신받아 자신의 HDD 상태를 업그레이드하는 과정과; 상기 시스템 다운되었다가 재시동된 레이드에서 상기 마스터로 절체된 레이드가 시스템 다운되는지를 모니터링하고 있다가 해당 시스템 다운을 감지하는 경우에 마스터로의 절체를 수행하여 마스터 기능을 수행하는 과정을 포함하는데 있다. 여기서, 상기 마스터로 절체된 레이드는 상기 시스템 다운된 레이드의 시스템 재시동 완료에 상관없이 자기 자신이 다운될 때까지 마스터 기능을 계속적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.A characteristic of the present invention for achieving the above object is, in the RAID (Redundancy Array Independent Disk) redundancy method, the master blade and the slave blade is not determined according to a fixed position, the data within the master blade and slave blades; Disabling the cache; Detecting a system down of the master blade in the slave blade and performing a switchover to a master to perform a master function; Monitoring the HDD status of the slave transferred to the master after completing the system restart in the system down RAID; Upgrading the own HDD state by receiving and receiving the corresponding HDD state information from the blade transferred to the master in the RAID downed and restarted when there is the changed new HDD state; The method may include performing a master function by performing a switchover to a master when monitoring whether a RAID transferred to the master is down in the system down and restarted. Here, the raid transferred to the master may continuously perform the master function until the self is down regardless of the system restart completion of the system down raid. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예에 따른 레이드 이중화를 위한 구성은 종래의 기술과 동일하므로 그 설명을 생략하나, 종래의 기술과 다른 점은 데이터 캐시를 사용하지 않도록 하며, 자리(즉, 고정된 위치)에 따라 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드가 정해지지 않도록 하며, 다운되었다가 재시동하는 레이드는 항상 슬레이브로 동작하도록 하며, 마스터 레이드에 있는 HDD 상태에 대하여 항상 모니터링(Monitoring)하도록 이루어진다.Since the configuration for RAID redundancy according to an embodiment of the present invention is the same as the conventional technology, the description thereof is omitted, but the difference from the conventional technology is that the data cache is not used and according to the position (that is, the fixed position) The master and slave blades are not determined, the down and restarting blades always operate as slaves, and are always monitored for HDD status in the master blade.
또한, 상기 다운되었다가 재시동하는 레이드는 슬레이브 레이드로 새로이 변경된 HDD 상태가 있는지를 마스터 레이드에게 요구하며, 이에 해당 마스터 레이드는 슬레이브 레이드로부터 요구를 수신받아 HDD 상태를 듀얼 포트 메모리를 통하여 슬레이브 레이드에게 전송하여 해당 슬레이브 레이드의 HDD 상태를 업그레이드해 준다.In addition, the down and restarting raid asks the master RAID whether there is a newly changed HDD status as a slave RAID, and the master slave receives the request from the slave blade and transmits the HDD status to the slave RAID through the dual port memory. Upgrades the HDD status of the slave slave.
또한, 상기 마스터로 동작하고 있는 레이드에서는 상기 다운되었다가 재시동하는 레이드에 상관없이 현재 수행중인 SCSI 동작을 계속적으로 수행하는데, 마스터 레이드가 다운될 때까지 계속 수행하도록 한다.In addition, the RAID operating as the master continuously performs the SCSI operation currently performed regardless of the downed and restarted blade, and continues to perform until the master blade is down.
본 발명의 실시 예에 따른 레이드 이중화 방법을 도 3의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.The raid duplication method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 3.
먼저, 마스터 레이드와 슬레이브 레이드로 이중화되어 있는 레이드 시스템에 있어서, 해당 마스터 레이드 측에서는 자신에 에러가 발생하지 않는 경우에 마스터로의 역할을 계속적으로 수행하는데, 즉 SCSI 프로토콜 동작 수행 및 레이드 기능을 수행하도록 하며, 자신의 HDD 상태 변화에 대하여 해당 슬레이브 레이드 측으로 해당 변경 사항을 실시간으로 업데이트시켜 주는 동작을 수행한다. 여기서, 해당마스터 레이드와 슬레이브 레이드는 데이터 캐시를 사용하지 않으며, 고정된 자리가 정해지지 않는다.First, in a RAID system which is dualized into a master blade and a slave blade, the master blade side continues to serve as a master when no error occurs in itself, that is, perform SCSI protocol operation and RAID function. In addition, it performs an operation of updating the corresponding change in real time to the slave slave side regarding its HDD status change. Here, the master blade and the slave blade do not use the data cache, and fixed positions are not determined.
이 때, 만약 상기 마스터 레이드 측에 에러가 발생하여 시스템 다운되는 경우, 상기 슬레이브 레이드 측에서는 상기 마스터 레이드의 시스템 다운을 감지하여(단계 S1) 마스터로의 절체를 수행하며(단계 S2), 이에 상기 마스터 레이드 측이 수행하고 있던 동작을 이어받아 이미 업그레이드된 자신의 HDD 상태에 따라 SCSI 프로토콜 동작 수행 및 레이드 기능을 계속 수행하게 된다(단계 S3).At this time, if an error occurs on the master blade side and the system is down, the slave blade side detects the system down of the master blade (step S1) and performs a switchover to the master (step S2). The RAID side inherits the operation that was being performed and continues to perform the SCSI protocol operation and the RAID function according to the state of the HDD which has already been upgraded (step S3).
그런 후, 상기 시스템 다운되었던 레이드가 상기 발생된 에러를 처리하여 재시동하는 경우, 상기 시스템 다운되었던 레이드는 시스템 재시동을 완료한 후에(단계 S4), 마스터로의 절체를 다시 수행하는 것이 아니라 슬레이브 레이드로서의 역할을 수행하는데(단계 S5), 우선 해당 슬레이브 레이드에서는 상기 마스터로 절체된 레이드에 있는 HDD 상태에 대하여 항상 모니터링하여 새로이 변경된 HDD 상태가 있는지를 확인한다(단계 S6).Then, when the system down RAID handles the generated error and restarts, the system down raid completes the system restart (step S4), and does not perform the transfer to the master again, but as a slave RAID. To play a role (step S5), first, the slave slave always monitors the HDD state in the slave transferred to the master to check whether there is a newly changed HDD state (step S6).
이에, 새로이 변경된 HDD 상태가 있는 경우, 상기 슬레이브 레이드에서는 해당 변경된 HDD 상태 정보를 상기 마스터로 절체된 레이드에게 요구하게 된다(단계 S7).Accordingly, when there is a newly changed HDD state, the slave RAID requests the changed RAID state information to the slave transferred to the master (step S7).
이에 따라, 상기 마스터로 절체된 레이드는 상기 슬레이브 레이드로부터 변경된 HDD 상태 정보 요구를 수신받아(단계 S8) 자신의 변경된 HDD 상태를 듀얼 포트 메모리를 통하여 상기 슬레이브 레이드로 전송해 주며(단계 S9), 이에 상기 슬레이브 레이드는 상기 마스터로 절체된 레이드로부터 변경된 HDD 상태 정보를 수신받아(단계 S10) 자신의 HDD 상태를 업그레이드해 준다(단계 S11).Accordingly, the slave transferred to the master receives the changed HDD status information request from the slave RAID (step S8) and transmits its changed HDD status to the slave RAID through the dual port memory (step S9). The slave slave receives the changed HDD state information from the slave transferred to the master (step S10) and upgrades its own HDD state (step S11).
그리고, 상기 슬레이브 레이드는 상기 마스터로 절체된 레이드에서 에러가 발생하여 시스템 다운되는지를 항상 모니터링하고 있다가(단계 S12) 해당 시스템 다운을 감지하는 경우에는 상술한 바와 같은 동작을 다시 수행하도록 한다.In addition, the slave rade always monitors whether an error has occurred in the slave transferred to the master and the system is down (step S12). When the system detects a corresponding system down, the slave raid performs the above-described operation again.
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 기술과 같은 고정된 마스터 레이드가 재시동할 경우에 SCSI 프로토콜을 비롯한 레이드 기능을 고정된 슬레이브 측으로부터 이어받을 때에 생길 수 있는 시간의 지연을 감소시킬 수 있으며, SCSI 프로토콜 수행 중에 일어날 수 있는 레이드 시스템의 듀얼 다운을 방지할 수 있다.As described above, the present invention can reduce the delay of time that may occur when inheriting a RAID function including the SCSI protocol from the fixed slave side when the fixed master blade like the prior art is restarted. It is possible to prevent dual down of the raid system that can occur during protocol execution.
이상과 같이, 본 발명에 의해 기존 레이드 이중화 구현 방법으로 발생할 수 있는 레이드 시스템 듀얼 다운을 방지하며, 마스터 레이드 및 슬레이브 레이드에 대한 절체를 피하도록 함으로써 SCSI 프로토콜 동작에 불필요한 지연을 방지하여 서비스 중단 시간을 최소화시킬 수 있다.As described above, the present invention prevents RAID system dual down caused by the existing RAID redundancy implementation method, and avoids unnecessary delay in SCSI protocol operation by avoiding switching to master and slave blades, thereby reducing service downtime. It can be minimized.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20110214 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |