存储系统和存储控制器以及数据缓存方法技术方案

本发明专利技术公开了一种存储系统。本发明专利技术在存储控制器内部设置高速磁盘，将设置的高速磁盘用作虚拟缓存，使得缓存容量可通过增加高速磁盘容量、以及所配置的虚拟缓存的大小而无限扩容。这样，在本发明专利技术中将ＳＡＮ和ＮＡＳ存储架构整合为一体的存储系统中，将存储系统原有的物理内存用作ＳＡＮ存储架构的缓存、将增加的高速磁盘用作ＮＡＳ存储架构的缓存，从而不但能够向网络主机提供灵活的存储接入服务，而且由于其缓存容量可不受限制的扩容，因而可以避免由于缓存容量不足所导致的ＳＡＮ和ＮＡＳ竞争缓存资源的情况，从而能够提高存储系统的可用性。本发明专利技术还公开了一种存储控制器和一种存储系统中的数据缓存方法。

Storage system and memory controller, and data cache method

The invention discloses a storage system. The invention is provided in the high-speed disk storage controller, high-speed disk set as a virtual cache, the cache capacity can be increased by high speed disk capacity, and the size of the configured virtual cache and unlimited expansion. So, in the present invention, the SAN and NAS memory storage system architecture are integrated in the original physical memory storage system for SAN storage architecture, will increase the high speed disk cache for NAS storage architecture cache, thus can not only provide access to the storage service and flexible network host, but also because of its cache capacity unlimited expansion, which can avoid the SAN and NAS cache cache capacity resource competition caused by the lack of the situation, so as to improve the availability of storage systems. The invention also discloses a memory controller and a data buffer method in the storage system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储技术，特别涉及一种存储系统、 一种存储系统中的存储控制器(Storage Controller, SC )、以及一种存储系统中的数据缓存方 法。
技术介绍
存储系统用于向网络主机提供服务，并可以通过不同的物理连接方式与 网络主才几相连，从而构成不同的存l诸架构。其中，存储系统通常由SC和石兹 盘拒这两部分组成，》兹盘拒中设置了由多个成员^兹盘组成的独立石兹盘冗余阵 歹'J ( Redundant Array of Independent Disks ， RAID)。一种常用的存储架构为存储区域网络(Storage AreaNetwork， SAN)。 如图1所示，在SAN存储架构中，网络主才几和存储系统之间可以通过互联 网协议(Internet Protocol, IP)网络或者光纤通道(Fibre Channel, FC )网 络相连，并基于因特网小型计算机接口 (Internet SCSI, iSCSI)协议或FC 协议交互，当网络主机有数据存取需求时，数据可以通过IP网络或FC网络 在网络主机和存储系统之间高速传输。具体来说，在SAN存储架构中，由 存储系统的SC基于iSCSI协议或FC协议为网络主机提供数据块级别的访 问、管理等一系列存储接入服务。另一种常用的存储架构为网络附加存储(Network Attached Storage, NAS)。如图2所示，在NAS存储架构中，网络主机和存储系统之间通过 IP网络相连，并基于公共因特网文件系统(Common Internet File System, CIFS)协议、或网络文件系统(Network File System, NFS)协议进行交互， 由存储系统为网络主机提供基于IP网络的文件共享服务。具体来说，在NAS存储架构中，由存储系统的SC基于NFS或CIFS协议为网络主机提供文件 级别的访问、管理等一系列存储接入服务。为了实现向网络主机提供灵活的存储接入服务，现有技术中已将SAN 和NAS两种存储架构整合为一体。参见图3,存储系统与网络主机之间， 采用SAN和NAS这两种存储架构的物理连接方式相连。这样，同一存储系 统就可以实现基于高速数据传输的SAN存储架构、以及多台网络主机之间 文件共享的NAS存储架构。然而，现有存储系统SC中的内存的槽位数量是有限的、且每根内存条 的容量也是有限的，限制了存储系统中的緩存容量，而不论是SAN还是NAS 存储架构，均需要大量的緩存容量，因此，上述将SAN和NAS整合为一体 的存储系统却存緩存容量不足的问题。以SAN存储架构为例，假设存储系统支持1024个网络主机接入，如果 1024个网络主机同时建立1024个iSCSI连4妄并发送命令、且作支i殳每个网络 主机具有16个1/0，则存储系统同时接收到的最大命令数量为1024 x 16=16K 个。再假设每个命令的数据大小为512KB，则存储系统就需要16Kx 512K-8G的緩存容量。而由于SAN存储架构的数据传输速度快，即便存储 系统具有8G的緩存容量，也仍然有可能在瞬间被耗尽。再以NAS存储架构应用于企业内部局域网为例，假设存储系统连接有 上百上千个网络主才几，当任一网络主机接入并写入数据时，存储系统内的文 件系统将占用大量的緩存容量，直至数据被刷新；而当多台网络主机同时接 入并写入数据时，存储系统内的緩存容量将被耗尽。而且，由于緩存容量不足，SAN和NAS还会出现资源竟争的情况，从 而影响存储系统的可用性。可见，现有存储系统的緩存容量不足，无法满足将SAN和NAS整合为 一体的需求，导致存储系统的可用性不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种存储系统、 一种存储系统中的SC、以及一种存储系统中的数据緩存方法，能够提高緩存容量，以满足将SAN和NAS 整合为一体的需求。本专利技术提供的一种存储系统，用于向网络主机提供服务，且所述存储系 统与网络主片几之间同时采用SAN和NAS的物理连接方式相连，该存储系统 包括存储控制器SC、包括至少一个低速磁盘的磁盘阵列，其中，所述SC中包括用作物理緩存的物理内存；所述SC中还包括用作虚拟缓存的高速磁盘，其读写速度大于所述低 速磁盘；所述物理内存，用于緩存采用SAN的物理连接方式相连的网络主机读/ 写所述磁盘阵列的数据；所述高速磁盘，用于緩存采用NAS的物理连接方式相连的网络主机读/ 写所述磁盘阵列的数据。所述SC中还包括第一业务接口和第二业务接口 ；采用SAN的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第一业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据；采用NAS的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第二业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据。所述第一业务接口为光纤通道FC接口或者千兆以太网GE接口 ；所述第二业务接口为GE接口。所述SC还包括读写速度小于所述高速磁盘的本地磁盘，用于存放所述 存储系统用以提供服务的软件和数据。所述用作虚拟緩存的高速磁盘多于一个，所述多于一个的高速磁盘构成 第O级别的独立磁盘冗余阵列RAIDO。本专利技术提供的一种存储系统中的SC，应用于网络主机与包括至少一个低速磁盘的磁盘阵列之间，并向网络主机提供服务，且所述SC与网络主机之间同时采用SAN和NAS的物理连接方式相连，所述SC包括用作物理緩存的物理内存，用于緩存采用SAN的物理连接方式相连的网络主冲几读/写所述磁盘阵列的数据；用作虚拟緩存的高速磁盘，其读写速度大于所述低速^f兹盘，用于緩存采用NAS的物理连接方式相连的网络主机读/写所述磁盘阵列的数据。 所述SC中还包括第一业务接口和第二业务接口；采用SAN的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第一业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据；采用NAS的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第二业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据。所述第 一业务接口为光纤通道FC接口或者千兆以太网GE接口 ；所述第二业务接口为GE接口。所述SC还包括读写速度小于所述高速磁盘的本地磁盘，用于存放所述 SC用以提供服务的软件和数据。所述用作虚拟緩存的高速磁盘多于一个，所述多于一个的高速磁盘构成 第0级别的独立f兹盘冗余阵列RAIDO。本专利技术提供的 一种存储系统中的数据緩存方法，所述存储系统用于向网 络主机提供服务，该存储系统与网络主机之间同时采用SAN和NAS的物理 连接方式相连，并包括存储控制器SC、包括至少一个低速;兹盘的f兹盘阵 列，该方法包括在所述存储系统的存储控制器SC设置读写速度大于所述低速磁盘、且 用作虚拟緩存的高速磁盘，将采用SAN的物理连接方式相连的网络主机读/写所述磁盘阵列的数据 緩存在用作物理緩存的物理内存中，将采用NAS的物理连接方式相连的网 络主机读/写所述磁盘阵列的数据緩存在所述高速磁盘中。在执行所述緩存之前，该方法进一步包括接收来自网络主机的报文并进行解析；当解析得到的报文为公共因特网文件系统CIFS协议、或网络文件系统 NFS协议的报文时，执行所述将采用NAS的物理连接方式相连的网络主;f几 读/写所述磁盘阵列的数据緩存在所述高速磁盘中；否则，执行所述将采用SAN的物理连接方式相连的网络主机读/写所述 磁盘阵列的数据緩存在用作物理緩存的物理内存中。本专利技术还公开了一种网络存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统，用于向网络主机提供存储服务，且所述存储系统与所述网络主机之间同时采用ＳＡＮ和ＮＡＳ的物理连接方式相连，该存储系统包括：存储控制器ＳＣ、包括至少一个低速磁盘的磁盘阵列，　其中，所述ＳＣ中包括：用作物理缓存的物理内存；其特征在于，　所述ＳＣ中还包括：用作虚拟缓存的高速磁盘，其读写速度大于所述低速磁盘；　所述物理内存，用于缓存采用ＳＡＮ的物理连接方式相连的网络主机读／写所述磁盘阵列的数据；　所述高速磁盘，用于缓存采用ＮＡＳ的物理连接方式相连的网络主机读／写所述磁盘阵列的数据。

【技术特征摘要】
1、一种存储系统，用于向网络主机提供存储服务，且所述存储系统与所述网络主机之间同时采用SAN和NAS的物理连接方式相连，该存储系统包括存储控制器SC、包括至少一个低速磁盘的磁盘阵列，其中，所述SC中包括用作物理缓存的物理内存；其特征在于，所述SC中还包括用作虚拟缓存的高速磁盘，其读写速度大于所述低速磁盘；所述物理内存，用于缓存采用SAN的物理连接方式相连的网络主机读/写所述磁盘阵列的数据；所述高速磁盘，用于缓存采用NAS的物理连接方式相连的网络主机读/写所述磁盘阵列的数据。2、 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SC中还包括第一业 务接口和第二业务接口 ；采用SAN的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第一业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据；采用NAS的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第二业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据。3、 如权利要求2所述的系统，其特征在于， 所述第一业务接口为光纤通道FC接口或者千兆以太网GE接口； 所述第二业务接口为GE接口。4、 如权利要求1至3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述SC 还包括读写速度小于所述高速磁盘的本地-磁盘，用于存放所述存储系统用以 提供服务的软件和数据。5、 如权利要求1至3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述用作 虚拟緩存的高速磁盘多于一个，所述多于一个的高速磁盘构成第0级别的独立石兹盘冗余阵列RAID0。6、 一种存储系统中的存储控制器SC，应用于网络主机与包括至少一个 低速磁盘的磁盘阵列之间，并向网络主机提供服务，且所述SC与网络主机 之间同时采用SAN和NAS的物理连接方式相连，其特征在于，所述SC包括用作物理緩存的物理内存，用于緩存釆用SAN的物理连接方式相连的 网络主机读/写所述磁盘阵列的数据；用作虚拟缓存的高速磁盘，其读写速度大于所述低速磁盘，用于緩存采 用NAS的物理连接方式相连的网络主^L读/写所述-兹盘阵列的数据。7、 如权利要求6所述的SC,其特征在于，所述SC中还包括第一业务 接口和第二业务接口 ；采用SAN的物理连接方式相连的网络主机，通过所述第一业务接口读/ 写所述磁盘阵列的数据；采用NAS的物理连l矣方式相连的网络主才几，通过所述第二业务4矣口读/ 写所述磁盘阵列的数据。8、 如权利要求7所述的SC,其特征在于，所述第一业务接口为光纤通道F...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官应兰，胡微，
申请(专利权)人：杭州华三通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]