专利名称：一种基于ssd硬盘缓存加速与备份的raid设计方法
技术领域：
本发明涉及计算机通信技术领域，具体的说是一种来解决当前在大批量数据传输过程中，数据的缓存基本依赖于RAID卡的DRAM方式，保证了服务器数据的实时性、可靠性、稳定性，实现数据的稳定有效数据存储与加速，提升了服务器性能的RAID设计方法。
背景技术：
当今的服务器处理器速度越来越高，高运算性能的处理器应用越来越广泛，在完成高运算性能的同时，更多情况下需要对处理器运算与网络传输后的数据进行数据存储，尤其当前单一文件的数据量逐渐增大，需要保持完成大量的数据通道链接传输，才可完成单一文件的存储与传送，尽管多年来服务器处理性能和网络带宽不断提高，但传送数据的主要方法却始终没有改变。今天，服务器处理器承担着处理负载、访问内存和处理每个数据或数据包的协议计算等全部重担，在这种情况下，引入独立的数据缓存加速与备份设计，对于大容量数据的传输与存储具有重要的意义。当前对大容量数据的传输与存储基本依赖于raid卡控制器的缓存，由于当前raid卡的缓存容量有限，最大也仅为512MB，这相对对于当前上百GB的数据量来说，其缓存容量仍偏小，若传输过程中突然断电，数据无法保持完整性；同时由于raid卡的缓存价格偏高，缓存布线设计复杂，设计稳定性控制严格，这种raid卡缓存方式无法实现低成本大容量的应用；另一方面，由于raid卡缓存为DRAM方式，即掉电数据丢失，为保持缓存中数据，需要外加昂贵的锂电池模块，完成限定时间的数据保持，当电量不足时，数据很可能发生变化，对于数据的稳定性有一定影响。随着对服务器数据存储与加速可靠性要求不断增力口，为了保证服务器数据稳定传输，在大批量数据传输过程中，稳定有效数据存储与加速尤为重要，并成为决定服务器性能关键要素之一。针对当前大批量数据传输过程中遇到的上述问题，需要一种结合SSD存储速度、稳定性等关键因素的RAID设计方法。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法。本发明的技术方案是按以下方式实现的，该一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其具体过程为:
步骤一、服务器处理器通过PCIE接口获取数据，该数据是指运算与处理后的数据； 步骤二、搭建处理器数据传送PCIE接口与SSD硬盘之间的传输路径；
步骤三、对PCIE传送的数据进行解码与转换；
步骤四、将经过步骤三处理的数据暂存于SSD硬盘；
步骤五、将SSD硬盘中的数据转存入外部存储；
步骤六、当系统出现断电时，重新转存，并给出提示。
所述步骤二中的传输路径搭建是指在PCIE接口与硬盘存储系统间设置缓存接口，将SSD硬盘接于该缓存接口。所述缓存接口采用高速FPGA实现，即PCIE接口与硬盘存储系统接口均接于高速FPGA上，SSD硬盘缓存接口也由该FPGA提供，SSD硬盘缓存接口为标准的SATA接口。所述步骤三中的数据解码是指对PCIE传送的数据进行串行数据解码，数据转换是指转换成SAS协议格式数据流。所述数据解码与转换采用高速FPGA来实现:FPGA完成PCIE传送数据的解码，识别出数据信息，暂存于高速FPGA的缓存中；同时将该识别出的数据信息转变为SAS协议格式数据流，高速FPGA将转变后的SAS协议格式数据流传输到SSD硬盘缓存接口，实现数据的高速缓存。所述步骤五中的SSD中存入外部存储的数据为大容量数据，该数据依次提取后写入外部的硬盘存储系统，其中SSD采用先进先出原则，形成数据存储队列，新数据不断压入队列，老数据不断转存到外部的硬盘存储系统。本发明与现有技术相比所产生的有益效果是:
本发明的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法保证服务器数据稳定传输，保证了服务器数据的实时性、可靠性，实现数据的稳定有效数据存储与加速，提升了服务器性能，节省了传输路径的成本。
附图1是本发明的设计流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法作以下详细说明。本发明是以数据缓存调度理论支撑点，来解决当前在大批量数据传输过程中，数据的缓存基本依赖于RAID卡的DRAM方式，这种方式无法保证保证服务器数据稳定传输。如附图1所示，现提供一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其具体过程为:
步骤一、服务器处理器通过PCIE接口获取数据，该数据是指运算与处理后的数据； 步骤二、搭建处理器数据传送PCIE接口与SSD硬盘之间的传输路径；
步骤三、对PCIE传送的数据进行解码与转换；
步骤四、将经过步骤三处理的数据暂存于SSD硬盘；
步骤五、将SSD硬盘中的数据转存入外部存储；
步骤六、当系统出现断电时，重新转存，并给出提示。所述步骤二中的传输路径搭建是指在PCIE接口与硬盘存储系统间设置缓存接口，将SSD硬盘接于该缓存接口。所述缓存接口采用高速FPGA实现，即PCIE接口与硬盘存储系统接口均接于高速FPGA上，SSD硬盘缓存接口也由该FPGA提供，SSD硬盘缓存接口为标准的SATA接口。可外接目前常用的SSD硬盘，提高兼容适用性；SSD硬盘缓存容量根据不同的应用场合可自由搭配选择，当传输数据量偏大时，可选择容量大的SSD硬盘。
所述步骤三中的数据解码是指对PCIE传送的数据进行串行数据解码，数据转换是指转换成SAS协议格式数据流。所述数据解码与转换采用高速FPGA来实现:FPGA完成PCIE传送数据的解码，识别出数据信息，暂存于高速FPGA的缓存中；同时将该识别出的数据信息转变为SAS协议格式数据流，高速FPGA将转变后的SAS协议格式数据流传输到SSD硬盘缓存接口，实现数据的高速缓存，这样极大提高了处理器效率及数据的传输速率，减小了数据的处理等待时间。所述步骤五中的SSD中存入外部存储的数据为大容量数据，该数据依次提取后写入外部的硬盘存储系统，其中SSD采用先进先出原则，形成数据存储队列，新数据不断压入队列，老数据不断转存到外部的硬盘存储系统。当系统突然掉电时SSD中存储大容量数据，由于SSD的非易失、保持特性，能够长时间保存数据，无需外部电池支持。断掉恢复中，将SSD中的数据重新写入外部的硬盘存储系统。根据数据传输实时性的要求，高速FPGA芯片不断接受服务器处理器发送过来的数据，由于外部的存储系统传输速度存在瓶颈，高速FPGA芯片将数据流导入SSD硬盘缓存中，由高速FPGA控制SSD中的缓存数据转存到外部的存储系统，当数量较大时，在SSD中开辟的缓存空间就大些，以增加大容量数据的完整性，当数量较小时，在SSD中开辟的缓存空间就小些，以减小SSD的寻址时间，实际可选取在SSD中开辟的缓存空间应大于最大传输数据的容量的1.5-2倍，使传输效率达到最优。经过上面详细的实施，我们可以很方便的进行系统下数据的高速传输，不仅达到了数据传输的实时性要求，而且节省了传输路径的成本，提高了数据传输效率与准确性，提高了服务器存储系统的可靠性与稳定性。
权利要求
1.一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:其具体过程为: 步骤一、服务器处理器通过PCIE接口获取数据，该数据是指运算与处理后的数据； 步骤二、搭建处理器数据传送PCIE接口与SSD硬盘之间的传输路径； 步骤三、对PCIE传送的数据进行解码与转换； 步骤四、将经过步骤三处理的数据暂存于SSD硬盘； 步骤五、将SSD硬盘中的数据转存入外部存储； 步骤六、当系统出现断电时，重新转存，并给出提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:所述步骤二中的传输路径搭建是指在PCIE接口与硬盘存储系统间设置缓存接口，将SSD硬盘接于该缓存接口。
3.根据权利要求2所述的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:所述缓存接口采用高速FPGA实现，即PCIE接口与硬盘存储系统接口均接于高速FPGA上，SSD硬盘缓存接口也由该FPGA提供，SSD硬盘缓存接口为标准的SATA接口。
4.根据权利要求1所述的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:所述步骤三中的数据解码是指对PCIE传送的数据进行串行数据解码，数据转换是指转换成SAS协议格式数据流。
5.根据权利要求4所述的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:所述数据解码与转换采用高速FPGA来实现:FPGA完成PCIE传送数据的解码，识别出数据信息，暂存于高速FPGA的缓存中；同时将该识别出的数据信息转变为SAS协议格式数据流，高速FPGA将转变后的SAS协议格式数据流传输到SSD硬盘缓存接口，实现数据的高速缓存。
6.根据权利要求1所述的一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其特征在于:所述步骤五中的SSD中存入外部存储的数据为大容量数据，该数据依次提取后写入外部的硬盘存储系统，其中SSD采用先进先出原则，形成数据存储队列，新数据不断压入队列，老数据不断转存到外部的硬盘存储系统。
全文摘要
本发明提供一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法，其具体过程为服务器处理器通过PCIE接口获取数据，该数据是指运算与处理后的数据；搭建处理器数据传送PCIE接口与SSD硬盘之间的传输路径；对PCIE传送的数据进行解码与转换；将经过步骤三处理的数据暂存于SSD硬盘；将SSD硬盘中的数据转存入外部存储；当系统出现断电时，重新转存，并给出提示。该一种基于SSD硬盘缓存加速与备份的RAID设计方法和现有技术相比，保证了服务器数据的实时性、可靠性、稳定性，实现数据的稳定有效数据存储与加速，提升了服务器性能。
文档编号G06F17/50GK103150427SQ20131005332
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月19日 优先权日2013年2月19日
发明者刘涛 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司