存储控制器及数据存储方法技术

一种存储控制器及数据存储和恢复方法。该存储控制器包括用于将数据从主计算机引导到存储设备的第一群集和第二群集。第一和第二高速缓冲存储器分别连接到第一群集和第二群集。第一和第二存储器保存区域分别连接到第一群集和第二群集。正常操作模式下，数据引导到第一高速缓冲存储器并且备份到第二保存区域。数据引导到第二高速缓冲存储器并且备份到第一保存区域。在发生电源故障或类似事件的情况下，来自第一和第二保存区域的数据传输到第一存储设备并存储在其上。来自第一和第二保存区域的数据传输到第二存储设备并存储在其上。因此，当恢复正常操作时，如果群集之一随后不能恢复正常操作，则可以通过工作群集获得来自出故障群集的数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及存储子系统领域，特别涉及管理数据的传输以防止如果在掉电或者其他类似事件之后多群集系统的一个群集不能恢复的情况下发生数据丢失。
技术介绍
在大型分布式计算系统中，多个主计算机典型地通过存储控制器连接到多个直接存取存储设备(DASD)如磁带或盘驱动器单元。除了别的功能以外，存储控制器处理特定计算机与DASD之间的连接和断连以传输数据记录。另外，存储控制器将数据存储在电子存储器中以获得较快的输入和输出操作。国际商业机器(IBM)公司(Armonk，N.Y)企业级存储服务器TM(“ESS”)是控制磁盘单元与主计算机之间的连接的存储控制器的例子。主计算机典型地是大型机系统如IBM 3090TM、Model ES/9000或者其他类似系统。典型IBM存储控制器可以处理最大可达十六个来自主计算机的信道以及最大可达六十四个磁性存储单元。主计算机通过一至四个信道连接到存储控制器。存储控制器典型地具有两个存储群集，其中每一个群集均提供主计算机与直接存取存储设备之间的选择性连接，并且最好均位于单独的电源分界(power boundary)。每个群集可能包括具有第一和第二存储路径的多路径存储引导器(director)、共享控制阵列(SCA)、高速缓冲存储器以及非易失性存储器(“NVS”)。SCA是在所有存储路径上共享的存储器阵列。高速缓冲存储器公知为用作计算机存储器的辅助物，其中，它用作频繁存取的指令和数据的高速存储器。自从最后一次使用记录以来的时间长度用作使用频率的指标。高速缓冲存储器不同于系统存储器之处在于其内容从最后使用的时间点开始老化。在计算机存储器地址空间内，在竞争地址空间中的空间的数据获得存取之前，必须释放程序数据。在高速缓冲存储器中，竞争空间导致当数据成为最近最少使用的数据时它从高速缓冲存储器中淘汰出来。虽然不频繁存取的数据周期性地进入高速缓冲存储器，但是它们往往将“老化”，并且从高速缓冲存储器中淘汰出来。高速缓冲存储器中的数据在非易失性存储器中进行全部或部分重复。从直接存取存储设备的磁性介质读取数据(以及向其写入数据)是相当费时的。降慢读取和写入操作的因素包括对于磁盘将记录位置与变换器(transducer)对齐所需的时间以及用来读取和写入数据的磁性变换器的受限带宽。通过在高速缓冲存储器中复制频繁存取的数据，减少数据的读取时间，并且大大改善数据存储系统吞吐量。在每个群集中，非易失性存储器用作用于缓冲功能的高速缓冲存储器的备份设备(参见图3)。NVS的存取速度快于直接存取存储设备的存取速度，但是一般慢于高速缓冲存储器。数据分支存储到高速缓冲存储器和NVS，以在发生电源故障的情况下备份高速缓冲存储器。写入到NVS的数据视作如同写入到磁性介质一样是安全的。一旦数据记录传输(staging)到NVS，就向主计算机提供数据被成功存储的指示。传统存储控制单元典型地设计成该单元中的单点故障将不导致整个系统的故障。然而，某些组件的故障会导致控制单元的性能下降。例如，高速缓冲存储器中的故障典型地导致这样的性能下降。不幸的是，主机系统已被调整过，因此依赖于完善工作的高速缓冲存储器所提供的速度，从而与高速缓冲存储器中的故障相关联的性能下降具有与单点故障相同的效果。例如，共同转让的美国专利技术专利5,437,022号，名称为“STORAGECONTROLLER HAVING ADDITIONAL CACHE MEMORY AND AMEANS FOR RECOVERING FROM FAILURE ANDRECONFIGURING A CONTROL UNIT THEREOF IN RESPONSETHERETO(具有附加高速缓冲存储器以及用于从故障恢复并且对此响应重新配置其控制单元的装置的存储控制器)”，公布日期为1995年7月25日解决了本
内与之相关的用于减轻与高速缓冲存储器中的故障相关联的存储控制单元中的性能下降的系统和技术这一需要，在此将该文献引作参考。该专利技术在其中提供了一种具有两个高速缓冲存储器、两个非易失性存储缓冲器的存储控制器。一个群集的NVS存储器例如通过处理器备份另一个群集的高速缓冲存储器(参见图4)。存储控制器还包括用于从故障恢复并且对此响应重新配置其控制单元的微代码。当执行DASD快速写入时，将写入数据同时传输到高速缓冲存储器和NVS中。该系统设计成即使当发生高速缓冲存储器或NVS的故障时也提供对扩展功能操作(例如，DASD快速写入和双重拷贝)的连续可用性。(DASD快速写入是把要写入到存储设备的数据写入到高速缓冲存储器中并且将其备份在非易失性存储器中的操作。双重拷贝涉及数据的指定和保存从而以后备份到存储设备中)。旨在改善存储子系统的健壮性和在发生组件故障的情况下减轻性能下降的其他共同转让的专利包括名称为“FAILOVER AND FAILBACK SYSTEM OR A DIRECTACCESS STORAGE DEVICE(故障克服和故障恢复系统或者直接存取存储设备)”、公布日期为1999年12月21日的美国专利6,006,342号，以及名称为“STORAGE CONTROLLER AND METHOD FORIMPROVED FAILURE RECOVERY USING CROSS-COUPLEDCACHE MEMORY AND NONVOLATILE STORES(使用交叉耦合高速缓冲存储器和非易失性存储器的存储控制器和改良故障恢复方法)”、公布日期为1998年6月23日的美国专利5,771,367号，在此将它们引作参考。虽然NVS将在发生电源故障的情况下保持数据，但是一个缺点是NVS需要专用、电池供电的存储器子系统，这将增大存储控制器的成本。一种不采用NVS的技术是对于每个群集在发生电源故障的情况下将整个高速缓冲存储器传输到盘(参见图5)。当恢复电源时，可以从盘恢复高速缓冲存储器。然而，该“救火管转储(firehose dump)”方法的缺点是处理传输所需的电池能量与所要保护的存储器的大小成正比。因此，救火管转储方法在具有非常大高速缓冲存储器的系统中是不经济的。而且，在群集之一在发生电源故障之后不能恢复的情况下，数据的某部分包括修改数据可能不可用于数据处理系统的客户。因此，仍然需要一种用于在发生电源故障或者类似事件的情况下保护数据尤其是修改数据而无需专用、电池供电的存储器子系统，并且即使群集不能恢复也防止数据丢失的系统和技术。
技术实现思路
本专利技术的系统和方法解决了本
内的这一需要。本专利技术的控制器包括用于将数据从主计算机引导到存储设备的第一群集，以及用于将数据从主计算机引导到存储设备的第二群集。第一群集包括第一高速缓冲存储器、第一存储器保存区域(preserved area)和第一盘设备；第二群集包括第二高速缓冲存储器、第二存储器保存区域和第二盘设备。在正常操作模式下，第一群集中的修改数据引导到第一高速缓冲存储器，并且备份到(第二群集中的)第二保存区域。类似地，第二群集中的修改数据引导到第二高速缓冲存储器，并且备份到(第一群集中的)第一保存区域。在发生电源故障的情况下，修改数据从第一保存区域拷贝到第一盘设备，并且从第二保存区域拷贝到第二盘设备。另外，修改数据还从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具有至少一个主计算机和至少一个存储设备的数据处理系统中存储数据的方法，该方法包括：在正常操作模式下引导第一群集中的第一修改数据存储在第二群集的存储器保存区域中；在正常操作模式下引导第二群集中的第二修改数据存储在第一 群集的存储器保存部分中；在电源故障模式下引导第一修改数据存储在第一存储设备中；在电源故障模式下引导第二修改数据存储在第二存储设备中；在电源故障模式下引导第一修改数据从第二群集的保存区域传输到第二存储设备；以及 在电源故障模式下引导第二修改数据从第一群集的保存区域传输到第一存储设备；从而，如果在电源故障之后第一或第二群集之一不能恢复，则可以通过另一个群集获得来自出故障群集的修改数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：许宇程，弗恩莱格沃尔德，迈克尔T本哈斯，迈克尔H哈滕，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]