专利名称：一种存储系统的自主热备保护方法
技术领域：
本发明涉及数据存储技术领域，尤其是涉及一种存储系统的自主热备保护方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，数据量呈爆炸性增长，存储的专业化已经成为趋势，在存储专业化领域中，数据的可靠性是一项重要的要求。一种传统的数据存储安全可靠性的提升方法是进行单台设备中各个部件提升进而设备的整体可靠性提升，这种方式在数据可靠性要求不高的时候，可以做到不错的效果，但随着数据可靠性要求的提高，单台设备中各部件的可靠性提升就遇到了瓶颈，再次进行提升投入产出比很低，因此这种方法不适宜当今数据可靠性要求很高的领域；另一种方法是使用多台设备构建存储系统，并由存储系统进行数据可靠性的保证，这种方法的好处在于由部件的可靠性瓶颈带来的存储设备可靠性瓶颈可以通过系统整体应用的方式突破，但目前使用存储系统在多台存储设备突然损坏的情况下难以完全保证上层应用的连续性和实时性。
发明内容
本发明为克服上述的不足之处，目的在于针对数据存储设备，采用系统的方式提供高可靠性、高速的、具备不间断访问能力的热备网络存储数据冗余保护方法，通过数据并行操作、数据冗余保护、数据恢复等方法，解决了现有技术中存在的问题。本发明是通过以下技术方案达到上述目的一种存储系统的自主热备保护方法， 包括系统架构过程、数据存储过程、数据读取过程、故障后新主用设备决定过程、故障后数据存储过程、故障后数据读取过程、故障修复后数据恢复过程；
系统架构过程包括如下步骤
1)使用m台互为冗余的存储设备构成存储系统；
2)所述的m台存储设备均各自至少包含一个数据同步控制模块、一个接口模块和一个存储实体；
3)选取所述的m台存储设备其中一台作为主用设备，共同通过其接口模块对外提供I 个虚拟IP地址进行数据存储与读取；
数据存储过程包括以下步骤
1)从主用设备接口模块通过虚拟ip地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为m份同样的数据，分别编号为O至(m-Ι)；
2)主用设备的数据同步控制模块将这m份同样的数据并行写入m台存储设备的存储实体
O号数据写入存储设备O的存储实体；
I号数据写入存储设备I的存储实体；
(m-Ι)号数据写入存储设备(m-1)的存储实体；数据读取过程包括以下步骤
1)主用设备的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将主用设备中存储实体的相应数据送入接口模块；
2)接口模块将数据送至读取请求端；
故障后新主用设备决定过程包括如下步骤
O如果原主用设备并未故障，主用设备不变；
2)如果原主用设备故障，指定编号最接近原主用设备的无故障设备接替主用设备的位置，若编号最接近的有两台，则选择编号大的那台接替主用设备的位置；
故障后数据存储过程包括以下步骤
设η台(n〈m)存储设备故障后，
O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块标记故障设备；
2)从主用设备接口模块通过虚拟IP地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为(m-n)份同样的数据，分别编号为O至(m-n-1)；
3 )数据同步控制模块将这(m-n)份同样的数据并行写入(m-n)台存储设备的存储实
体
O号数据写入存储设备O的存储实体；
I号数据写入存储设备I的存储实体；
(m-n-Ι)号数据写入存储设备(m-n-1)的存储实体；
故障后数据读取过程包括以下步骤
设η台(n〈m)存储设备故障后，
O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块标记故障设备；
2)主用设备的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将主用设备中的存储实体相应数据送入接口模块；
3)接口模块将数据送至读取请求端；
故障修复后数据恢复过程包括以下步骤
I)故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块取消标记故障设
备;
2 )数据同步模块以主用设备的数据为准，复制为η份同样的数据，分别编号为O至
η-i ；
3)数据同步控制模块将这η份同样的数据并行写入η台存储设备的存储实体
O号数据写入存储设备O的存储实体；
I号数据写入存储设备I的存储实体；
η-i号数据写入存储设备η-1的存储实体；
其中上述m、n为正整数。作为优选，所述的m为20。作为优选，所述的η为10。作为优选,每台存储设备的存储实体空间大小一致。
本发明的有益效果本发明采用冗余的机制进行数据保护，能够很大限度的提高数据的可靠性，即使多个存储设备故障时也能存储和读取正确的数据；而且在实现数据恢复时基本上没有增加额外开销，是很高效的实现方式。
图I :存储系统的自主热备保护方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步阐述
如图I所示，一种存储系统的自主热备保护方法，包括系统架构过程、数据存储过程、 数据读取过程、故障后新主用设备决定过程、故障后数据存储过程、故障后数据读取过程、 故障修复后数据恢复过程；
系统架构过程包括如下步骤
1)使用3台互为冗余的存储设备构成存储系统；
2)所述的3台存储设备均各自包含一个数据同步控制模块、一个接口模块和一个存储实体；
3)选取所述的3台存储设备其中存储设备I作为主用设备，共同通过其接口模块对外 I个虚拟IP地址进行数据存储与读取；
数据存储过程包括以下步骤
1)从主用设备接口模块通过虚拟IP地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为3份同样的数据，分别编号为O至2 ;
2)作为主用设备的存储设备I的数据同步控制模块将这3份同样的数据并行写入3台存储设备的存储实体
O号数据写入存储设备O的存储实体；
I号数据写入存储设备I的存储实体；
2号数据写入存储设备2的存储实体；
数据读取过程包括以下步骤
O作为主用设备的存储设备I的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将存储设备I中存储实体的相应数据送入接口模块；
2)接口模块将数据送至读取请求端；
故障后新主用设备决定过程包括如下步骤
O如果原主用设备的存储设备I并未故障，主用设备不变；
2)假设存储设备I故障，指定编号最接近原主用设备的无故障设备接替主用设备的位置，若编号最接近的有两台，则选择编号大的那台接替主用设备的位置，因此选择存储设备 2作为主用设备。故障后数据存储过程包括以下步骤
存储设备I故障后，
O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备的存储设备2数据同步模块标记故障的存储设备I ;
2)从存储设备2接口模块通过虚拟IP地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为2份同样的数据，分别编号为O至I ;
5)数据同步控制模块将这2份同样的数据并行写入2台存储设备的存储实体
O号数据写入存储设备O的存储实体；
2号数据写入存储设备2的存储实体；
故障后数据读取过程包括以下步骤
存储设备I故障后，
O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备的存储设备2数据同步模块标记故障的存储设备I ;
2)存储设备2的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将存储设备2中的存储实体相应数据送入接口模块；
3)接口模块将数据送至读取请求端；
故障修复后数据恢复过程包括以下步骤
O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备存储设备2的数据同步模块取消标记故障的存储设备I ;
2)数据同步模块以存储设备2的数据为准，复制为I份同样的数据，编号为O;
3)数据同步控制模块将这I份同样的数据并行写入存储设备I的存储实体
以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。
权利要求
1.一种存储系统的自主热备保护方法，其特征在于，包括系统架构过程、数据存储过程、数据读取过程、故障后新主用设备决定过程、故障后数据存储过程、故障后数据读取过程、故障修复后数据恢复过程；系统架构过程包括如下步骤1)使用m台互为冗余的存储设备构成存储系统；2)所述的m台存储设备均各自至少包含一个数据同步控制模块、一个接口模块和一个存储实体；3)选取所述的m台存储设备其中一台作为主用设备，共同通过其接口模块对外I个虚拟IP地址进行数据存储与读取；数据存储过程包括以下步骤1)从主用设备接口模块通过虚拟IP地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为m份同样的数据，分别编号为O至(m-Ι)；2)主用设备的数据同步控制模块将这m份同样的数据并行写入m台存储设备的存储实体O号数据写入存储设备O的存储实体；I号数据写入存储设备I的存储实体；(m-Ι)号数据写入存储设备(m-1)的存储实体；数据读取过程包括以下步骤1)主用设备的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将主用设备中存储实体的相应数据送入接口模块；2)接口模块将数据送至读取请求端；故障后新主用设备决定过程包括如下步骤O如果原主用设备并未故障，主用设备不变；2)如果原主用设备故障，指定编号最接近原主用设备的无故障设备接替主用设备的位置，若编号最接近的有两台，则选择编号大的那台接替主用设备的位置；故障后数据存储过程包括以下步骤设η台(n〈m)存储设备故障后，O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块标记故障设备；2)从主用设备接口模块通过虚拟IP地址进来的数据经过数据同步控制模块的重新组织，复制为(m-n)份同样的数据，分别编号为O至(m-n-1)；3)数据同步控制模块将这(m-n)份同样的数据并行写入(m-n)台存储设备的存储实体O号数据写入存储设备O的存储实体；I号数据写入存储设备I的存储实体；(m-n-Ι)号数据写入存储设备(m-n-1)的存储实体; 故障后数据读取过程包括以下步骤设η台(n〈m)存储设备故障后，O故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块标记故障设备；2)主用设备的数据同步模块根据访问虚拟IP地址的读取请求，将主用设备中的存储实体相应数据送入接口模块；3)接口模块将数据送至读取请求端；故障修复后数据恢复过程包括以下步骤1)故障后新主用设备决定过程选择的接替主用设备数据同步模块取消标记故障设备;2)数据同步模块以主用设备的数据为准，复制为η份同样的数据，分别编号为O至η-l ；3)数据同步控制模块将这η份同样的数据并行写入η台存储设备的存储实体O号数据写入存储设备O的存储实体；I号数据写入存储设备I的存储实体；η-l号数据写入存储设备η-l的存储实体；其中上述m、n为正整数。
2.根据权利要求I所述的一种存储系统自主热备保护方法，其特征在于所述的m为20。
3.根据权利要求2所述的一种存储系统自主热备保护方法，其特征在于所述的η为10。
4.根据权利要求1、2或3任一权利要求所述的一种存储系统自主热备保护方法，其特征在于，每台存储设备的存储实体空间大小一致。
全文摘要
本发明涉及数据存储技术领域，尤其是涉及一种存储系统的自主热备保护方法，该方法采用系统的方式提供高可靠性、高速的、具备不间断访问能力的热备网络存储数据冗余保护方法，通过数据并行操作、数据冗余保护、数据恢复等方法，解决了现有技术中存在的问题。
文档编号G06F11/14GK102591751SQ20121000165
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者周明政, 张永晋, 徐松竹, 王宇峰, 王雄, 章竑, 陈小凤 申请人:中国电子科技集团公司第五十二研究所