本发明专利技术涉及存储技术领域，具体涉及NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法、终端及存储介质。该方法包括：S10、主机向RAID控制卡发出的IO请求；S20、主机接口管理引擎对IO请求进行预处理，将预处理后的数据发送给IO工作队列管理引擎；S30、IO工作队列管理引擎根据接收的数据以IO方式进行任务派发，若NVMe IOP HW引擎在位状态正常，则派发给NVMe IOP HW引擎完成落盘操作，否则，IO工作队列管理引擎派发给NVMe IOP SW引擎执行落盘操作，并由NVMe IOP SW引擎完成对硬件引擎的异常恢复和记录。本发明专利技术采用“硬件NVMe IOP引擎为主，软件NVMe IOP引擎为辅，软硬件引擎快速软切换”的软硬件引擎协同工作的方法，从而达成以硬件IOP为主引擎保障高IOPS，以软件IOP引擎作为安全备份。以软件IOP引擎作为安全备份。以软件IOP引擎作为安全备份。
【技术实现步骤摘要】
NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法、终端及存储介质
[0001]本专利技术涉及存储
，尤其涉及NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法、终端及存储介质。
技术介绍
[0002]近年来随着现代数据中心业务量的与日俱增，大型服务器上运行和存储的数据急剧增多，同时，对数据存储速度的要求也越来越高；在此背景下，单个物理盘从容量和安全性上也慢慢不足以支持大型系统的业务，故需要将多个硬盘以特定方式组合起来当做逻辑硬盘来使用，RAID技术的工程应用就此发端。
[0003]从广义技术上讲，RAID常见的使用方式主要有两种：
[0004]一是软件RAID，即操作系统的软RAID，没有独立硬件和接口，需要占用一定的系统资源(如CPU资源等)，并且容易受到操作系统稳定性影响，成本较低，但是性能也相对较差；
[0005]二是硬件RAID卡，即独立的RAID卡，其内部有独立的硬件引擎(如IO处理引擎)和各种缓存资源，各个引擎负责特定的任务，原则上不需要占用其他硬件资源，成本比较高，但是性能也比较好。
[0006]综上可知，软件RAID卡容易性能受限，而硬件RAID卡过去大部分支持的是各类HDD(如SAS HDD、SATA HDD)，对SSD尤其是NVMe SSD的研究较少，且支持能力非常有限。
[0007]即使市场上现有支持NVMe SSD的硬件RAID控制卡的各类产品中，也只是由RAID卡的硬件引擎单独来支撑NVMe IO的落盘需求。虽然落盘性能上有明显提升，但是由此也带来较大潜在风险，比如在复杂工况下，如高温、潮湿、震动、电磁干扰等恶劣条件下，硬件引擎也可能出现偶发短暂卡顿、故障甚至宕机，此时在传统硬件RAID卡中，硬件引擎既无备份方案也无法自恢复，主机IO数据必然丢失，对此用户显然无法容忍；另外，从商业角度分析，也存在硬RAID卡中定义快慢盘，提供不同速率服务的需求。
[0008]由此可见，使用传统的NVMe硬件RAID卡，单独由硬件引擎来支撑NVMe IO的落盘需求，在上述问题场景中，都无法有效解决上述性能问题和安全问题，存在硬件引擎异常、丢失数据且无法自恢复的潜在风险。
技术实现思路
[0009]为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法、终端及存储介质。
[0010]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下的技术方案：
[0011]第一方面，在本专利技术提供的一个实施例中，提供了NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，该方法包括以下步骤：
[0012]S10、主机向RAID控制卡发出的IO请求；
[0013]S20、主机接口管理引擎对IO请求进行预处理，将预处理后的数据发送给IO工作队列管理引擎；
[0014]S30、IO工作队列管理引擎根据接收的数据以IO方式进行任务派发，若NVMe IOP HW引擎在位状态正常，则派发给NVMe IOP HW引擎完成落盘操作，否则，IO工作队列管理引擎派发给NVMe IOP SW引擎执行落盘操作，并由NVMe IOP SW引擎完成对硬件引擎的异常恢复和记录。
[0015]作为本专利技术的进一步方案，所述落盘操作，其具体为按照NVMe标准协议组织SQE下发给磁盘并接收CQE。
[0016]作为本专利技术的进一步方案，系统配置NVMe IOP HW引擎的引擎号系统定义为engine0，其对应管理的磁盘称为Disk0；NVMe IOP SW引擎的引擎号系统定义为engine1，其对应管理的磁盘为Disk1。
[0017]作为本专利技术的进一步方案，还包括当NVMe IOP HW引擎管理磁盘时，则执行下述策略：
[0018]在NVMe IOP SW中创建Disk0的CQ和SQ，更改系统配置，把处理Disk0IO任务的引擎号由engine0改为engine1，后续对Disk0的IO操作就会分发给engine1；
[0019]系统根据引擎故障分析，关闭对应盘channel，清除相关资源；
[0020]重新打开channel，NVMe IOP Disk0对应的本地Vcode寄存器执行+1操作；
[0021]后续NVMe IOP HW引擎收到关于Disk0的IO任务，则无需处理。
[0022]作为本专利技术的进一步方案，步骤S30、还包括当NVMe IOP HW引擎有空余资源，且NVMe IOP SW引擎所属的磁盘有提速需求时，则亦可反向执行软切换流程，由NVMe IOP HW引擎接管原本NVMe IOP SW引擎管理的磁盘。
[0023]作为本专利技术的进一步方案，当NVMe IOP SW引擎下挂磁盘有提速需求时,则发起软切换流程，执行下述策略：
[0024]系统通知在NVMe IOP HW中创建Disk0的CQ和SQ，更改系统配置，把处理Disk0 IO任务的引擎号为engine0；
[0025]由NVMe IOP SW引擎流程关闭该原始Ch，清除相关资源；
[0026]Disk0对应的本地Vcode寄存器执行+1操作；
[0027]此后NVMe IOP SW引擎收到关于Disk1的IO任务，则无需处理。
[0028]作为本专利技术的进一步方案，所述发起软切换流程启动需要满足下述条件：
[0029]硬件IOP引擎支持接管多余磁盘；
[0030]同时，软件IOP引擎所属磁盘有提速需求；
[0031]系统为需求来源的磁盘发起软切换流程。
[0032]作为本专利技术的进一步方案，当NVMe IOP HW引擎出现故障，无法再正常给Disk0下发IO命令时，则此时就需要NVMe IOP SW引擎接管Disk0，此后由NVMe IOP SW引擎接收Disk0的相关IO需求。
[0033]第二方面，在本专利技术提供的又一个实施例中，提供了一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器加载并执行所述计算机程序时实现NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法的步骤。
[0034]第三方面，在本专利技术提供的再一个实施例中，提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时实现所述NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法的步骤。
[0035]本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：
[0036]本专利技术提供的NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法、终端及存储介质，NVMe IOP HW引擎作为主引擎，NVMe IOP SW引擎作为辅引擎，二者执行快速软切换的策略。正常工作流程中，RAID控制卡首先收到来自主机的IO请求，然后经过主机接口管理引擎的预处理，再由IO工作队列管理引擎以IO任务派发的方式，若NVMe IOP HW引擎在位状态正常，则优先派发给NVMe IOP HW引擎完成落盘操作；否则，IO工作队列管理引擎派发给NVMe IOP SW引擎执行落盘操作，并由NVMe IOP SW引擎完成对硬件引擎的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，其特征在于，该方法包括：S10、主机向RAID控制卡发出的IO请求；S20、主机接口管理引擎对IO请求进行预处理，将预处理后的数据发送给IO工作队列管理引擎；S30、IO工作队列管理引擎根据接收的数据以IO方式进行任务派发，若NVMe IOP HW引擎在位状态正常，则派发给NVMe IOP HW引擎完成落盘操作，否则，IO工作队列管理引擎派发给NVMe IOP SW引擎执行落盘操作，并由NVMe IOP SW引擎完成对硬件引擎的异常恢复和记录。2.如权利要求1所述的NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，其特征在于，所述落盘操作，其具体为按照NVMe标准协议组织SQE下发给磁盘并接收CQE。3.如权利要求1所述的NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，其特征在于，初始上电状态下，系统配置NVMe IOP HW引擎的引擎号系统定义为engine0，其对应管理的磁盘称为Disk0；NVMe IOP SW引擎的引擎号系统定义为engine1，其对应管理的磁盘为Disk1。4.如权利要求3所述的NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，其特征在于，还包括当NVMe IOP HW引擎管理磁盘时，则执行下述策略：在NVMe IOP SW中创建Disk0的CQ和SQ，更改系统配置，把处理Disk0 IO任务的引擎号由engine0改为engine1，后续对Disk0的IO操作就会分发给engine1；系统根据引擎故障分析，关闭对应盘channel，清除相关资源；重新打开channel，NVMe IOP Disk0对应的本地Vcode寄存器执行+1操作；后续NVMe IOP HW引擎收到关于Disk0的IO任务，则无需处理。5.如权利要求3所述的NVMe SSD磁盘管理的软硬引擎切换方法，其特征在于，步骤S30...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪勋，徐江波，何秋明，吴睿振，江志军，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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