一种存储系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种存储系统，以避免在服务器发生故障时其缓存数据丢失。该存储系统包括：存储网络；至少两个存储节点，连接至所述存储网络；至少一个存储设备，连接至所述存储网络，每个存储设备包括至少一个存储介质；以及所述存储介质包括至少一个高速存储介质和至少一个持久性存储介质；其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质；所述至少一个高速存储介质中的一个或多个高速存储介质的全部或部分构成高速缓存区；所述存储节点在写入数据时，先将数据写入高速缓存区，然后再由相同或不同的存储节点将高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储
，具体涉及一种存储系统。
技术介绍
随着计算机应用规模越来越大，对存储空间的需求也与日俱增。对应的，将复数设备的存储资源(比如，磁盘组的存储介质)统合为一个存储池来为集群服务器提供存储服务成为了现在的主流。缓存作为临时数据交换区，减小了系统负荷，提高了数据传输速率，传统的存储系统，缓存区通常集成在集群服务器的每个存储节点上，即缓存的读写操作在集群服务器的每台主机中实现。每台服务器将常用的数据临时放在自己内置的缓存中，然后待系统空闲时，再将缓存中的数据传送到存储池中的持久性存储介质进行永久存储。由于缓存具有断电后存储内容消失的特点，如果将它设置在服务器主机中将会给存储系统带来不可预测的风险。一旦集群服务器中任何一台主机发生故障，那么保存于这个主机中的缓存数据就会丢失，这将严重地影响整个存储系统的可靠性与稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种存储系统，以避免在服务器发生故障时其缓存数据丢失。本专利技术一实施例提供了一种存储系统，包括：存储网络；至少两个存储节点，连接至所述存储网络；至少一个存储设备，连接至所述存储网络，每个存储设备包括至少一个
存储介质；以及所述存储介质包括至少一个高速存储介质和至少一个持久性存储介质，其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质；所述至少一个高速存储介质中的一个或多个高速存储介质的全部或部分构成高速缓存区；所述存储节点在写入数据时，先将数据写入高速缓存区，然后再由相同或不同的存储节点将高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。本专利技术实施例提供的存储系统，由高速存储介质构成的高速缓存区独立于集群服务器的各个主机而被设置于全局存储池中，采用这样的方式，既使集群服务器中的某一存储节点发生故障，该存储节点写入高速存储介质中的缓存数据也不会丢失，这会大大增强存储系统的可靠性与稳定性。附图说明图1所示为根据本专利技术一实施例中一个存储系统的架构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1所示为根据本专利技术的实施方式的存储系统的架构示意图。如图1所示，该存储系统包括存储网络；至少两个存储节点，连接至所述存储网络，其中，存储节点是提供存储服务的软件模块，而非通常意义上的包含存储介质在内的硬件服务器；以及存储设备，同样连接至所述存储网络；每个存储设备包括至少一个高速存储介质和至少一个持久性存储介质。其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问
所有存储介质。该至少一个高速存储介质中的一个或多个高速存储介质的全部或部分构成高速缓存区；当存储节点在写入数据时，先将数据写入高速缓存区，然后再由相同或不同的存储节点将高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。在本专利技术另一实施例中，每个存储节点对应一个或多个计算节点，并且每个存储节点与其对应的计算节点都位于同一服务器，该物理服务器通过存储交换设备与存储设备连接。本专利技术实施例中将计算节点和存储节点聚合在同一服务器中，从存储系统整体结构而言，减少了所需物理设备的数量，降低了成本。同时，计算节点也可以在本地访问到其希望访问的存储资源。在本专利技术一实施例中，存储节点在将数据写入高速缓存区的同时，将所述数据最终应写入的持久存储介质的位置也记录在所述高速缓存区中；后续所述相同或不同的存储节点按照所述数据最终应写入的持久存储介质的位置，将所述高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。在将高速缓存区的数据写入到持久存储介质后，将对应数据从所述高速缓存区中及时清除，以释放更多的空间供新的待缓存数据写入。在本专利技术一实施例中，每一数据最终应写入的持久存储介质的位置并不受其数据所在的告诉存储介质的限制。举例说明，某数据可能缓存在存储设备1的高速存储介质中，但其最终应写入的持久存储介质的位置位于存储设备2中。在本专利技术一实施例中，高速缓存区被划分为至少两个缓存单元，每个缓存单元包括一个或多个高速存储介质，或包括一个或多个高速存储介质的部分或全部。同时，每个缓存单元所包括的高速存储介质位于同一个或不同的存储设备中。举例说明，某一个缓存单元可以包括2个完整的高速存储介质，也可以包括2个高速存储介质的部分，可以是一个高速存储介质的部分以及另一个完整的高速存储介质。在本专利技术一实施例中，每一个缓存单元可以由至少两个存储设备上的至少两个高速存储介质的全部或部分以冗余存储的方式构成。在本专利技术一实施例中，每个存储节点负责管理零到多个缓存单元。即，有的存储节点可能完全不负责管理缓存单元，而是负责将缓存单元中的数据拷贝到持久存储介质中。举例说明，假设一个系统有9个存储节点，其中存储节点1-8负责将数据写入到其对应的缓存单元中，存储节点9仅仅用于将缓存单元中的数据写入到对应的持有久介质中(如前所述，该对应的持有久介质的地址也记录在对应的缓存数据中)。采用上述的实施方式，可以使一些存储节点释放更多的负担来进行其他操作。另外，设置专门负责将缓存数据写入持久性介质的存储节点还可在空闲时间将缓存数据陆续写入持久性存储单元中，这在很大程度上提高了缓存数据的传输效率。在本专利技术一实施例中，每个存储节点只能读写自己管理的缓存单元。由于多个存储节点同时对一个高速存储介质的写操作容易发生冲突，而对读操作并不会互相冲突，因此，在另一个实施例中，每个存储节点只能将待缓存的数据写入自己管理的缓存单元，但是可以读取自己以及其他存储节点管理的所有缓存单元，即存储节点对缓存单元的写操作是局域性的，而读操作可以是全局性的。在本专利技术一实施例中，当监测到一个存储节点发生故障时，可以对其他部分或全部存储节点进行配置，使得这些存储节点接管之前由所述发生故障的存储节点管理的缓存单元。例如，可以由其中一个存储节点接管发生故障的存储节点管理的所有缓存单元，也可以由其它至少两个存储节点进行接管，其中每个存储节点接管发生故障的存储节点管理的部分缓存单元。具体而言，本专利技术实施例提供的存储系统可以进一步包括存储控制节点，连接存储网络，用于确定每个存储节点管理的缓存单元；或在存储节点中设置有存储分配模块，用于确定该存储节点所管理的缓存单元。当某一个存储节点所管理的缓存单元发生变化时，存储控制节点或存储分配模块维护
的每个存储节点管理的缓存单元列表也会对应发生变化；或者说，通过修改存储控制节点或存储分配模块维护的每个存储节点管理的缓存单元列表来修改每个存储节点所管理的缓存单元。本专利技术一实施例中，将数据写入高速缓存区时，除了需要写入数据本身以及该数据应写入的持久化存储介质的位置外，还需要写入数据的长度信息，这三类信息合起来称为一个缓存数据块。本专利技术一实施例中，将数据写入高速缓存区时，可以按照方式进行。首先在缓存单元固定位置分别记录头指针和尾指针，头指针和尾指针初始都指向缓存单元中空白区域的开始位置。当有缓存数据写入时，头指针增加写入缓存数据块的总长度，从而指向下一块空白区域。当清理缓存时，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统，其特征在于，包括：存储网络；至少两个存储节点，连接至所述存储网络；至少一个存储设备，连接至所述存储网络，每个存储设备包括至少一个存储介质；以及所述存储介质包括至少一个高速存储介质和至少一个持久性存储介质；其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质；所述至少一个高速存储介质中的一个或多个高速存储介质的全部或部分构成高速缓存区；所述存储节点在写入数据时，先将数据写入高速缓存区，然后再由相同或不同的存储节点将高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。

【技术特征摘要】
1.一种存储系统，其特征在于，包括：存储网络；至少两个存储节点，连接至所述存储网络；至少一个存储设备，连接至所述存储网络，每个存储设备包括至少一个存储介质；以及所述存储介质包括至少一个高速存储介质和至少一个持久性存储介质；其中，所述存储网络被配置为使得每一个存储节点都能够无需借助其他存储节点而访问所有存储介质；所述至少一个高速存储介质中的一个或多个高速存储介质的全部或部分构成高速缓存区；所述存储节点在写入数据时，先将数据写入高速缓存区，然后再由相同或不同的存储节点将高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述存储节点在将数据写入高速缓存区的同时，将所述数据最终应写入的持久存储介质的位置也记录在所述高速缓存区中；后续所述相同或不同的存储节点按照所述数据最终应写入的持久存储介质的位置，将所述高速缓存区上的数据写入到持久存储介质。3.根据权利要求2所述的存储系统，其特征在于，所述相同或不同的存储节点将高速缓存区的数据写入到持久存储介质后，并将对应数据从所述高速缓存区中清除。4.根据权利要求3所述的存储系统，其特征在于，高速缓存区被划分为至少两个缓存单元，每个缓存单元包括一个或多个高速存储介质，或包括一个或多个高速存储介质的部分或全部；和/或，每个缓存单元所包括的高速存储介质位于同一个或不同的存储设备中；和/或，每个存储节点负责管理零到多个缓存单元。5.根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，设置所述每个存储节点只能读写自己管理的缓存单元；或设置每个存储节点只能写自己管理的缓存单元，但可以读自己以及其他存储节点管理的所有缓存单元。6.根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，当一个存储节点出现故障时，由另一个存储节点接管故障存储节点所管理的缓存单元。7.根据权利要求4所述的存储系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东临，金友兵，
申请(专利权)人：天津书生云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12