基于ISCSI的全盘复制方法及存储系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于ISCSI的全盘复制方法及存储系统，全盘复制方法包括以下步骤：步骤S100：IPSAN控制服务器生成全盘复制命令cmd(N)，并将复制命令cmd(N，s)发送至主动ISCSI硬盘阵列A(N)中每个主动ISCSI硬盘A(N，s)；步骤S200：每个主动ISCSI硬盘A(N，s)根据复制命令cmd(N，s)，将其设定区域复制到被动ISCSI硬盘阵列B(M)中的M个被动ISCSI硬盘；每个主动ISCSI硬盘的设定区域各不相同，N个主动ISCSI硬盘A(N，s)的设定区域的集合为主动ISCSI硬盘A(N，s)的全盘；本发明专利技术每一个ISCSI硬盘通过以太网交换机互联，且所采用的ISCSI硬盘具有数据转发逻辑功能，这使得ISCSI硬盘之间可以通过以太网交换机进行端口对端口无阻塞通讯，在IPSAN控制服务器的指令下实现数据的全盘复制，避免了数据通过IPSAN控制服务器存储和转发造成的复制延迟和资源占用。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以iSCSI磁盘为基础的企业级存储系统实现全盘复制的方法，尤其涉及一种基于ISCSI的全盘复制方法及存储系统。
技术介绍
iSCSI 是由 IETF (Internet Engineering Task Force,互联网工程任务组)开发的网络存储标准，目的是为了用IP协议将存储设备连接在一起。通过在IP网上传送SCSI命令和数据，iSCSI推动了数据在网际之间的传递，同时也促进了数据的远距离管理。由于其出色的数据传输能力，iSCSI协议被认为是促进存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)市场快速发展的关键因素之一。因为IP网络的广泛应用，iSCSI能够在LAN (LocalArea Network,局域网)、WAN(Wide Area Network,广域网)甚至 internet 上进行数据传送，使得数据的存储不再受地域的限制。 iSCSI协议根据角色不同，分为发起端和目标端。出于性能的考虑，有些厂商已经采用专用的板卡来处理发起端的TCP/IP和iSCSI协议，即iSCSI的HBA (Host Bus Adapter,主机总线适配器)卡。但是在目标端(Target),各个存储厂商基本采用PC(PersonalComputer,个人计算机)组成iSCSI的存储架构，即存储设备建立在PC服务器的基础上，也就是选择一个普通的、性能优良的、可支持多块硬盘的PC( —般为PC服务器和工控服务器)，选择一款相对成熟稳定的iSCSI Target (iSCSI目标端)软件，将iSCSI Target软件安装在PC服务器上，使普通的PC服务器转变成一台连接多个硬盘的iSCSI存储设备，并通过PC服务器的以太网卡对外提供iSCSI数据传输协议。在PC架构的iSCSI存储设备上，所有的RAID (Redundant Array of Independent Disk,独立冗余磁盘阵列)组校验、逻辑卷管理、iSCSI运算、TCP/IP运算等都是以纯软件方式实现(当然也有些设备采用价格较高的T0E(TCP Offload Engine，传输控制协议卸载引擎)网卡实现TCP/IP运算)。因此对PC的CPU和内存的性能要求较高。另外iSCSI存储设备的性能极容易受PC服务器运行状态的影响。企业级存储系统的数据读出和写入是采用数据块的方式进行。为保证数据的安全性，通常要对写入磁盘阵列的数据块进行双重或更多重的复制备份，以防数据因硬盘损坏(高概率事件)而丢失。目前的企业级存储产品在进行数据复制时，基本采用系统内部磁盘镜像的方式对数据进行保护。例如EMC和IBM公司的企业级存储设备。当系统中出现硬盘损坏时，系统一般都会提供一部份空白的备用硬盘进行自我修复。在系统复原时，目前的企业级存储依靠存储管理控制服务器(IPSAN控制服务器)进行数据的传输，即由IPSAN控制服务器将数据依次读出，再依次写入空白盘，从而完成复制过程。因此，IPSAN控制服务器需要多次在不同的iSCSI磁盘间完成存储、转发造成复制延迟和资源占用；加重了 IPSAN控制服务器的负担，对IPSAN控制服务器的设备要求比较高
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于ISCSI的全盘复制方法及存储系统，其在IPSAN控制服务器的指令下实现数据的全盘复制复制，避免了数据通过IPSAN控制服务器存储和转发造成的复制延迟和资源占用。上述目的通过下述技术方案实现一种基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于包括以下步骤步骤SlOO IPSAN控制服务器生成全盘复制命令cmd (N)，并将复制命令cmd (N, s)发送至主动ISCSI硬盘阵列A(N)中每个主动ISCSI硬盘A(N，s)；其中，主动ISCSI硬盘是接收IPSAN控制服务器复制命令的ISCSI硬盘；主动ISCSI硬盘阵列是多个主动ISCSI硬盘的集合，主动ISCSI硬盘阵列A(N)表示主动ISCSI硬盘阵列中包括N个主动ISCSI硬盘；N个主动ISCSI硬盘互为镜像，N是自然数；主动ISCSI硬盘A(N，s)表示主动ISCSI硬盘阵列A(N)中编号为s的主动ISCSI硬盘，s e {O,1，2，...，N-1};复制命令cmd(N，s)表示IPSAN控制服务器发给主动ISCSI硬盘A(N，s)的 复制命令；全盘复制命令cmd (N)表示IPSAN控制服务器发给每个主动ISCSI硬盘复制命令的集合；步骤S200 :每个主动ISCSI硬盘A (N，s)根据复制命令cmd (N，s)，将其设定区域复制到被动ISCSI硬盘阵列B(M)中的M个被动ISCSI硬盘；每个主动ISCSI硬盘的设定区域各不相同，N个主动ISCSI硬盘A(N，s)的设定区域的集合为主动ISCSI硬盘A(N，s)的全盘；其中，主动ISCSI硬盘和被动ISCSI硬盘的容量相同，用C表示；被动ISCSI硬盘是用于备份的在全盘复制开始前空白的ISCSI硬盘；被动ISCSI硬盘阵列是多个被动ISCSI硬盘的集合，被动ISCSI硬盘阵列B(M)表示被动ISCSI硬盘阵列中包括M个被动ISCSI硬盘，M是自然数；被动ISCSI硬盘B(M，i)表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中编号为i的被动硬盘，i e {0,1,2, .. .，M-1}。上述目的通过下述技术方案实现一种基于ISCSI的存储系统，其特征在于包括存储单元和备份单元；所述存储单元包括IPSAN控制服务器，第一以太网交换机和主动ISCSI硬盘阵列A(N);其中，主动ISCSI硬盘是接收IPSAN控制服务器复制命令的ISCSI硬盘；主动ISCSI硬盘阵列是多个主动ISCSI硬盘的集合，主动ISCSI硬盘阵列A(N)表示主动ISCSI硬盘阵列中包括N个主动ISCSI硬盘；N个主动ISCSI硬盘互为镜像，N是自然数；主动ISCSI硬盘A(N，s)表示主动ISCSI硬盘阵列A(N)中编号为s的主动ISCSI硬盘，s e {0,1,2,...,N-1};复制命令cmd(N，s)表示IPSAN控制服务器发给主动ISCSI硬盘A (N，s)的复制命令；全盘复制命令cmd (N)表示IPSAN控制服务器发给每个主动ISCSI硬盘复制命令的集合；所述备份单元包括第二以太网交换机和被动ISCSI硬盘阵列B(M);其中，主动ISCSI硬盘和被动ISCSI硬盘的容量相同，用C表示；被动ISCSI硬盘是用于备份的在全盘复制开始前空白的ISCSI硬盘；被动ISCSI硬盘阵列是多个被动ISCSI硬盘的集合，被动ISCSI硬盘阵列B(M)表示被动ISCSI硬盘阵列中包括M个被动ISCSI硬盘，M是自然数；被动ISCSI硬盘B(M，i)表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中编号为i的被动硬盘，i e {0,1,2，· · ·，M-1}；所述IPSAN控制服务器，N个主动ISCSI硬盘和M个被动ISCSI硬盘分别与第一以太网交换机和第二以太网交换机连接；所述IPSAN控制服务器，通过第一以太网交换机和/或第二以太网交换机，实现与主动ISCSI硬盘的非数据通信；主动ISCSI硬盘根据非数据通信将主动ISCSI硬盘全盘复制到M个被动ISCSI硬盘。本专利技术的基于ISCSI的全盘复制方法和存储系统，每一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S100：IPSAN控制服务器生成全盘复制命令cmd(N)，并将复制命令cmd(N，s)发送至主动ISCSI硬盘阵列A(N)中每个主动ISCSI硬盘A(N，s)；其中，主动ISCSI硬盘是接收IPSAN控制服务器复制命令的ISCSI硬盘；主动ISCSI硬盘阵列是多个主动ISCSI硬盘的集合，主动ISCSI硬盘阵列A(N)表示主动ISCSI硬盘阵列中包括N个主动ISCSI硬盘；N个主动ISCSI硬盘互为镜像，N是自然数；主动ISCSI硬盘A(N，s)表示主动ISCSI硬盘阵列A(N)中编号为s的主动ISCSI硬盘，s∈{0，1，2，...，N？1}；复制命令cmd(N，s)表示IPSAN控制服务器发给主动ISCSI硬盘A(N，s)的复制命令；全盘复制命令cmd(N)表示IPSAN控制服务器发给每个主动ISCSI硬盘复制命令的集合；步骤S200：每个主动ISCSI硬盘A(N，s)根据复制命令cmd(N，s)，将其设定区域复制到被动ISCSI硬盘阵列B(M)中的M个被动ISCSI硬盘；每个主动ISCSI硬盘的设定区域各不相同，N个主动ISCSI硬盘A(N，s)的设定区域的集合为主动ISCSI硬盘A(N，s)的全盘；其中，主动ISCSI硬盘和被动ISCSI硬盘的容量相同，用C表示；被动ISCSI硬盘是用于备份的在全盘复制开始前空白的ISCSI硬盘；被动ISCSI硬盘阵列是多个被动ISCSI硬盘的集合，被动ISCSI硬盘阵列B(M)表示被动ISCSI硬盘阵列中包括M个被动ISCSI硬盘，M是自然数；被动ISCSI硬盘B(M，i)表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中编号为i的被动硬盘，i∈{0，1，2，...，M？1}。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于包括以下步骤 步骤SlOO I PSAN控制服务器生成全盘复制命令cmd (N)，并将复制命令cmd (N, s)发送至主动ISCSI硬盘阵列A(N)中每个主动ISCSI硬盘A (N，s)； 其中，主动ISCSI硬盘是接收IPSAN控制服务器复制命令的ISCSI硬盘；主动ISCSI硬盘阵列是多个主动ISCSI硬盘的集合，主动ISCSI硬盘阵列A(N)表示主动ISCSI硬盘阵列中包括N个主动ISCSI硬盘；N个主动ISCSI硬盘互为镜像，N是自然数；主动ISCSI硬盘A(N，s)表示主动ISCSI硬盘阵列A(N)中编号为s的主动ISCSI硬盘，s e {0，1，2，...，N-1};复制命令cmd(N，s)表示IPSAN控制服务器发给主动ISCSI硬盘A (N，s)的复制命令；全盘复制命令cmd (N)表示IPSAN控制服务器发给每个主动ISCSI硬盘复制命令的集合；步骤S200 :每个主动ISCSI硬盘A (N，s)根据复制命令cmd (N，s)，将其设定区域复制到被动ISCSI硬盘阵列B(M)中的M个被动ISCSI硬盘；每个主动ISCSI硬盘的设定区域各不相同，N个主动ISCSI硬盘A(N，s)的设定区域的集合为主动ISCSI硬盘A(N，s)的全盘；其中，主动ISCSI硬盘和被动ISCSI硬盘的容量相同，用C表示；被动ISCSI硬盘是用于备份的在全盘复制开始前空白的ISCSI硬盘；被动ISCSI硬盘阵列是多个被动ISCSI硬盘的集合，被动ISCSI硬盘阵列B(M)表示被动ISCSI硬盘阵列中包括M个被动ISCSI硬盘，M是自然数；被动ISCSI硬盘B(M，i)表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中编号为i的被动硬盘，i e {0，1，2，...，M-1}。2.根据权利要求I所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在步骤SlOO中，全盘复制命令cmd (N)包括每次复制操作的长度L和ISCSI硬盘的容量C ;其中，每次复制操作的长度L表示每次复制操作复制L个LBA ; ISCSI硬盘的容量C表示ISCSI磁盘的容量是C个LBA，ISCSI硬盘内C个LBA编号为0，1，2，. . .，C-I ； 步骤S200包括以下步骤 步骤S201 :主动ISCSI硬盘A (N，s)接收到复制命令cmd (N，s)； 步骤S202 :主动ISCSI硬盘A(N，s)确定复制的最初的起始地址a，a = sL ;表示对主动ISCSI硬盘A (N，s)的复制从主动ISCSI硬盘内的编号为a的LBA开始； 步骤S203 :主动ISCSI硬盘A (N，s)准备数据d(a);数据d(a)表示从起始地址a开始的L个LBA的数据； 步骤S204 :对i初始化，i = O ;其中，i是被动ISCSI硬盘在被动ISCSI硬盘阵列B(M)中编号，i = O表示主动ISCSI硬盘A (N，s)控制写入从编号为O的被动ISCSI硬盘开始；步骤3205:主动13031硬盘4(1 s)向被动ISCSI硬盘B (M，i)发送信息msg(s，i，d(a))； 其中，信息msg(s，i，d(a))表示主动ISCSI硬盘A(N，s)向被动ISCSI硬盘B (M，i)发送的信息，包括数据d (a)； 步骤S206 :判断i < M是否成立， 在i < M成立的情况下，运行步骤S206'； 步骤S206' i = i+1 ;然后运行步骤S205 ； 在i < M不成立的情况下，运行步骤S207 ； 步骤S207 :判断a是否小于C， 在a < C成立的情况下,确定下一个起始地址a, a = a+NL ;运行步骤S203 ；在a < C不成立的情况下，运行步骤S208 ； 步骤S208 :主动ISCSI硬盘A(N，s)结束复制，并将复制情况告知IPSAN控制服务器。3.根据权利要求2所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在i < MF成立的情况下，还包括以下步骤 步骤S206-1 :主动ISCSI硬盘A(N，s)等待状态信息rsp(*，s, a);其中，状态信息rsp(*,s,a)是被动ISCSI硬盘B(M, *)发送给主动ISCSI硬盘A (N, s)针对信息msg(s,*,d(a))的反馈报告，包括起始地址a和是否成功写入的信息；其中，*为通配符，表示任何有效值，有效值的集合为{0,1,2,..., M-1};状态信息rsp O, s, a)包括rsp (O, s, a)，rsp (I,s, a), rsp (2, s, a), , rsp (Μ-1, s, a)； 步骤S206-2 :主动ISCSI硬盘A(N，s)根据状态信息rsp (*，s，a)判断是否在每个被动ISCSI硬盘写入成功包括是否收到状态信息rsp(*，s，a)和状态信息rsp(*，s, a)是否表明被动ISCSI硬盘已经成功写入； 在每个被动ISCSI硬盘写入成功时，运行步骤S207 在不是每个被动ISCSI硬盘都写入成功时运行步骤S206-3 ； 步骤S206-3 :主动ISCSI硬盘A (N，s)判断向被动ISCSI硬盘B (M，x)发送信息msg(s，X，d(a))是否达到E次X表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；E是设定的自然数； 没有达到E次的情况下，则运行步骤S206-4 ； 步骤S206-4 :主动ISCSI硬盘A (N，s)向被动ISCSI硬盘B(M，x)发送信息msg(s，x，d(a))，x表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；运行步骤S206-1 ； 达到E次的情况下，运行步骤S206-5 ； 步骤S206-5 :主动ISCSI硬盘A (N，s)告知IPSAN控制服务器被动ISCSI硬盘B(M，x)故障，X表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；并运行步骤S206' i = i+1 ;然后运行步骤S205。4.根据权利要求2所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在步骤S204后还包括步骤S204-1 步骤S204-1 :判断编号为i的被动ISCSI硬盘是否发生故障； 在发生故障时，i = i+1 ;运行步骤S204-1 ； 在没有发生故障时，运行步骤S205及步骤S206 ;在步骤S206中，在i < M成立的情况下，运行步骤S206';在步骤S206'之后，运行步骤S204-1 ; 其中，在第一次向被动ISCSI硬盘B(M，i)发送信息msg(s，i，d(a)之前，被动ISCSI硬盘B(M，i)是没有发生故障的。5.根据权利要求4所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在i < MF成立的情况下，还包括以下步骤 步骤S206-1 :主动ISCSI硬盘A (N，s)等待状态信息rsp (*，s, a);其中，状态信息rsp (*, s, a)是被动ISCSI硬盘B(M, *)发送给主动ISCSI硬盘A (N, s)针对信息msg(s,*,d(a))的反馈报告，包括起始地址a和是否成功写入的信息；其中，*为通配符，表示任何有效值，有效值的集合为{0,1,2,..., M-1};状态信息rsp O, s, a)包括rsp (O, s, a)，rsp (I,s, a), rsp (2, s, a), . . . , rsp (M_l, s, a)； 步骤S206-2 :主动ISCSI硬盘A(N，s)根据状态信息rsp (*，s，a)判断是否在每个被动ISCSI硬盘写入成功包括是否收到状态信息rsp(*，s，a)和状态信息rsp(*，s, a)是否表明被动ISCSI硬盘已经成功写入； 在每个被动I SCSI硬盘写入成功时，运行步骤S207 在不是每个被动ISCSI硬盘都写入成 功时运行步骤S206-3 ； 步骤S206-3 :主动ISCSI硬盘A(N，s)判断向被动ISCSI硬盘B (M，x)发送信息msg(s，X，d(a))是否达到E次X表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；E是设定的自然数； 没有达到E次的情况下，则运行步骤S206-4 ； 步骤S206-4 :主动ISCSI硬盘A (N，s)向被动ISCSI硬盘B(M，x)发送信息msg(s，x，d(a))，x表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；运行步骤S206-1 ； 达到E次的情况下，运行步骤S206-5 ； 步骤S206-5 :主动ISCSI硬盘A (N，s)告知IPSAN控制服务器被动ISCSI硬盘B(M，x)故障，X表示被动ISCSI硬盘阵列B(M)中没有成功写入的被动ISCSI硬盘编号；并运行步骤S206/ i = i+1 ;然后运行步骤S204-1。6.根据权利要求2所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在步骤SlOO中，IPSAN控制服务器将复制命令cmd (N，s)发送至以太网交换机，以太网交换机根据每个主动ISCSI硬盘的IP地址将复制命令cmd (N，s)发送至主动ISCSI硬盘；全盘复制命令cmd (N)还包括主动ISCSI硬盘的IP地址和该主动ISCSI硬盘在主动ISCSI硬盘阵列A(N)中的编号s ； 步骤S205中，主动ISCSI硬盘A(N，s)通过以太网交换机向被动ISCSI硬盘B(M，i)发送信息msg(s, i, d(a));信息msg(s，i, d(a))还包括被动ISCSI硬盘阵列B(M)中每个ISCSI硬盘的IP地址； 其中，全盘复制命令cmd (N)还包括被动ISCSI硬盘阵列B(M)中每个ISCSI硬盘的IP地址。7.根据权利要求I所述的基于ISCSI的全盘复制方法，其特征在于 在IPSAN控制服务器发送全盘复制命令cmd (N)后，全盘复制结束前这段时间，需要在主动ISCSI硬盘A(N，#)新写入数据时，还包括步骤S300;其中，需要新写入的数据用F表示；数据F在主动ISCSI硬盘A(N，#)的位置是IPSAN控制服务器为存储需要新写入的数据F分配的一个或多个LBA编号所在区域,位置用Fa表不；#为通配符，表不任何有效值，有效值的集合为{0，1，2，···，N-1}； 步骤S300包括以下步骤 步骤S301 =IPSAN控制服务器控制将需要新写入的数据F和数据F在主动ISCSI硬盘A (N，#)的位置Fa写入应急ISCSI硬盘，应急ISCSI硬盘用D表示； 其中，应急ISCSI硬盘是在IPSAN控制服务器发送全盘复制命令cmd (N)后，全盘复制结束前这段时间，存储新写入的数据F和位置Fa的ISCSI硬盘； 步骤S302 :全盘复制结束后，IPSAN控制服务器对N赋值，N = N+M ；步骤S303 =IPSAN控制服务器命令应急ISCSI硬盘D根据位置Fa，将新写入的数据F复制到主动ISCSI硬盘阵列A(N)中的每一个ISCSI硬盘的对应的位置Fa。8.一种基于ISCSI的存储系统，其特征在于 包括存储单元和备份单元； 所述存储单元包括IPSAN控制服务器，第一以太网交换机和主动ISCSI硬盘阵列A(N)；其中，主动ISCSI硬盘是接收IPSAN控制服务器复制命令的ISCSI硬盘；主动ISCSI硬盘阵列是多个主动ISCSI硬盘的集合，主动ISCSI硬盘阵列A(N)表示主动ISCSI硬盘阵列中包括N个主动ISCSI硬盘；N个主动ISCSI硬盘互为镜像，N是自然数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，
申请(专利权)人：北京飞杰信息技术有限公司，北京华胜天成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：