。
[0039]则主机适配器与主机交换设备之间的连接关系为:每个主机适配模块均与所有的主机交换设备相连；或者，主机层中所有的主机适配模块划分为数目相同的主机适配模块组合，主机层中所有的主机交换设备划分为数目相同的主机交换设备组合，主机适配模块组合的组合个数与主机交换设备组合的组合个数相同，主机适配模块组合与主机交换设备组合之间一一对应相连，主机适配模块组合中每个主机适配模块均与对应相连的所述主机交换设备组合中每个主机交换设备相连。
[0040]具体的，所述基于全共享交换的存储架构系统涵盖主机层、控制器层、存储层三层全共享交换，三层交换相互独立又协同配合。
[0041]主机层中，连接控制器端和服务器端的数量一般数量对等或服务器端数量预留较多。前端交换设备连接至控制器端的数量为控制器数量N倍(N= 1、2、3、……)，即可以连接到控制器上不同的端口上，控制器上不同的端口具有不同的带宽，提高数据传输的效率。前端交换需具备冗余度，即同一服务器与控制器之间的连接至少通过一台前端交换机互联，一般情况下通过相互独立的至少2套前端交换进行互联。
[0042]另外，服务器上设有主机适配模块，用于将需要下发的1数据通过多路径选择策略发送至对应的主机交换设备，1数据是指向特定逻辑卷号，即指向特定的磁盘。主机适配模块能够通过多路径选择策略将服务端下发的1数据定向至本地控制器，本地控制器是与1数据所要到达的磁盘对应连接的控制器，这样更加容易到使1数据要达到对应的磁盘，避免控制器之间过多的数据转发。
[0043]所述控制器还包括数据组织与刷写模块，用于建立1数据与指定写入的磁盘之间的链路通道。所述控制器交换设备包括PCIE交换设备，用于采用PCIC3.0NTB协议形成与每个控制器之间的全互联无阻塞的交换链路，通过连接每个控制器的端口对每个控制器分配地址ID。
[0044]PCIE交换设备除了采用采用PCIC3.0NTB协议之外，还可以采用TWC (TunneledWindow Connect1n，极低通信延迟的隧道窗口链接)协议形成与每个控制器之间的极低通信延迟的交换链路。PCIE交换设备还包括DMA模块，用于对1数据进行快速搬移。
[0045]控制器还包括通信框架模块用于采用PCI_Express3.0协议与所述存储交换设备建立通信链路。该通信框架采用PC1-EXpreSS3.0协议作为物理层、链路层。
[0046]控制器还包括带内控制信息解析模块，用于识别所述控制器的繁忙状态，调整多路径选择策略，将1数据转发至近端控制器。带内控制信息解析模块识别控制器的繁忙状态，调整多路径转发策略，将1数据转发至近端控制器，由于识别控制器的繁忙状态而调整多路径转发策略至近端控制器，实现控制器间的负载均衡。
[0047]具体的，控制器层中，采用一套硬件两种协议，近端控制器间具备单独的PCIE3.0NTB互联通道，DMA功能实现缓存间快速数据搬移。所述控制器交互设备还包括1数据转发镜像策略模块，用于复制1数据并保留1数据复本。其他控制器间通过系统内部独立的PCIE交换设备具备PCIE3.0全互联无阻塞的交换链路。一般的，镜像通道的链路带宽设计为前后端通信带宽的1/2，在读写混合应用的系统中，写转发镜像约为系统对外提供服务性能的一半。存储系统内部独立PCIE交换设备可实现与控制器间的互通访问，通过连接端口即可实现控制器ID分配。控制期间采用相关协议进行控制器状态高可用仲裁的辅助链路。独立PCIE交换设备集成DMA功能，通过控制器端软件的配合，实现数据快速搬移。
[0048]存储层中，连接控制器端和磁盘资源端的数量一般数量对等。每组磁盘交换设备连接至控制器端的数量为控制器数量N倍(N= 1、2、3、……)，即可以连接到控制器上不同的端口上，控制器上不同的端口具有不同的带宽，提高数据传输的效率。后端共享交换需具备冗余度，即同一个第一级磁盘柜与控制器之间的连接至少通过一台后端交换机互联，一般情况下通过相互独立的至少2台后端交换进行互联。所述存储交换设备还包括磁盘zone划分模块，用于对所述磁盘进行空间划分，保持1数据所连接的磁盘数目在预设范围内。具体可将后端交换进行zone划分，确保每一颗控制器上sas 1c所连接的磁盘数量在许可范围以内。
[0049]系统中数据的流程就是将系统中1数据流进行路径最优的优化，具体为通过主机层交换将1发送到最合适的控制器，控制器通过控制层进行数据转发或镜像备份，逻辑卷所属的主控制器通过存储层共享通路将数据进行磁盘刷写。
[0050]本发明所提供的一种基于全共享交换的存储架构系统，所述系统包括:至少一个主机适配模块；至少两个主机交换设备；每个主机适配模块均与所有的主机交换设备相连；所有的主机适配模块与所有的主机交换设备构成主机层；至少两个控制器；至少两个控制器交换设备；每个控制器均与所有的控制器交换设备相连；所有的控制器与所有的控制器交换设备构成控制器层；至少两个存储交换设备；每个存储交换设备均与所有的控制器相连；至少一个磁盘；所有的存储交换设备与所有的磁盘构成存储层。
[0051]该存储架构系统在控制器层和磁盘层之间增加了至少两个存储交换设备，每个存储交换设备与控制器层中所有的控制器相连接，而且所有的存储交换设备划分为数目相同的存储交换设备组合，所有的磁盘划分为数目相同的磁盘组合，所述存储交换设备组合的组合个数与所述磁盘组合的组合个数相同，所述磁盘组合与所述存储交换设备组合之间一一对应相连，所述磁盘组合中每个磁盘均与对应相连的所述存储交换设备组合中每个存储交换设备相连，这样，传输到控制器上的数据能够通过存储交换设备选择路径通道到达需要到达的磁盘上，使数据能够有可选择的路径到达它需要到达的磁盘，避免数据没有可选择的路径到达它需要到达的磁盘的情况，因此数据传输的延时会降低，系统输出性能提1?，进而提1?系统可靠性D
[0052]并且，服务器上设有主机适配模块，用于将需要下发的1数据通过多路径选择策略发送至对应的主机交换设备，1数据是指向特定逻辑卷号，即指向特定的磁盘。主机适配模块能够通过多路径选择策略将服务端下发的1数据定向至本地控制器，本地控制器是与1数据所要到达的磁盘对应连接的控制器，这样更加容易到使1数据要达到对应的磁盘，避免控制器之间过多的数据转发，提高数据传输效率，提高系统可靠性。
[0053]以上对本发明所提供的一种基于全共享交换的存储架构系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于全共享交换的存储架构系统，其特征在于，包括: 至少一个主机适配模块；所述主机适配模块用于采用多路径选择策略对10数据的路径进行整合和选择； 至少两个主机交换设备；每个主机适配模块均与所有的主机交换设备相连；所有的主机适配模块与所有的主机交换设备构成主机层； 至少两个控制器； 至少两个控制器交换设备；每个控制器均与所有的控制器交换设备相连；所有的控制器与所有的控制器交换设备构成控制器层； 至少两个存储交换设备；每个存储交换设备均与所有的控制器相连； 至少一个磁盘；所有的存储交换设备与所有的磁盘构成存储层； 其中，所有的存储交换设备划分为数目相同的存储交换设备组合，所有的磁盘划分为数目相同的磁盘组合，所述存储交换设备组合的组合个数与所述磁盘组合的组合个数相同，所述磁盘组合与所述存储交换设备组合之间一一对应相连，所述磁盘组合中每个磁盘均与对应相连的所述存储交换设备组合中每个存储交换设备相连。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括带内控制信息解析模块，用于识别所述控制器的繁忙状态，调整多路径选择策略，将10数据转发至近端控制器。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器交互设备还包括10数据转发镜像策略模块，用于复制10数据并保留10数据复本。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括通信框架模块，用于采用PC1-Express3.0协议与所述存储交换设备建立通信链路。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括数据组织与刷写模块，用于建立10数据与指定写入的磁盘之间的链路通道。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存储交换设备还包括磁盘zone划分模块，用于对所述磁盘进行空间划分，保持10数据所连接的磁盘数目在预设范围内。7.如权利要求1至6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述控制器交换设备包括PCIE交换设备，用于采用PCIC3.0ΝΤΒ协议与每个控制器之间形成全互联无阻塞的交换链路，通过连接每个控制器的端口对每个控制器分配地址ID。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述PCIE交换设备还包括DMA模块，用于对10数据进行快速搬移。
【专利摘要】本发明公开了一种基于全共享交换的存储架构系统，该系统包括：至少一个主机适配模块；至少两个主机交换设备；每个主机适配模块均与所有的主机交换设备相连；所有的主机适配模块与所有的主机交换设备构成主机层；至少两个控制器；至少两个控制器交换设备；每个控制器均与所有的控制器交换设备相连；所有的控制器与所有的控制器交换设备构成控制器层；至少两个存储交换设备；每个存储交换设备均与所有的控制器相连；至少一个磁盘；所有的存储交换设备与所有的磁盘构成存储层。该系统实现降低系统的延时，提升系统的读写性能，提高系统的可靠性。
【IPC分类】H04L12/801, H04L29/08
【公开号】CN105245576
【申请号】CN201510573603
【发明人】王恩东, 胡雷钧, 文中领, 刘希猛, 孙斌, 李博乐
【申请人】浪潮(北京)电子信息产业有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月10日