[发明专利]一种磁盘阵列主机通道子卡、在线切换系统及其切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘阵列技术，更具体地，涉及一种支持磁盘阵列主机通道 子卡、在线切换系统及其切换方法。

背景技术

在信息时代，数字存储业务日益增长，磁盘阵列作为存储载体，与服务 器之间的不间断互连越来越重要，当前主流的磁盘阵列使用的是双控制器， 当其中一个控制器发生故障时，另外一个控制器必须能接管故障控制器的业 务。

在通常的双控磁盘阵列系统中，工作状态是active-active，两个控制器同 时工作，通过各自的主机通道与服务器HBA卡相连，物理连接线缆是相互独 立的，与服务器进行存储交换的命令和数据通过cache(缓存)同步通道实时 更新到对板控制器上。

当一个控制器出现故障或halt等重大故障时，通常控制器的内存进入自 刷新模式，保护内存数据，等控制器复位后，再次读取控制器的内存数据， 继续上次的存储业务，这种中断在关键存储业务里是不允许的。业界成熟的 做法是在磁盘阵列外部添加光纤交换机，将不同控制器的主机通道划分到同 一个zone里，或在服务器上安装cluster软件，切换物理端口、逻辑卷和逻辑 分区等存储交换单元。但是，这种外部切换适合于控制器掉电故障，对非掉 电性的CPU重大故障，一般也是无法切换的；更重要的是，随着存储网络的 扩大，这种额外付出的硬件、软件成本会成倍增加。

图1给出了业界处理主机通道冗余切换和恢复的通用做法。图1中，控 制器之间、控制器与硬盘之间通过背板进行连接，扩展通道和硬盘通道都通 过后端磁盘处理模块来进行交换，硬盘具有双通道，每块硬盘与两个控制器 之间都有直接的物理连接，当一个控制器出现故障，另外一个控制器可以直 接接管硬盘和硬盘扩展柜，但是，主机通道却不能直接交给另外一个控制器。 现有的做法是在服务器与磁盘阵列之间添加一个FC/GE交换机，把两个控制 器对应的主机通道端口放在一个ZONE(域)里，负责物理上的可连接性， 同时在服务器端里安装Multi-Path(多路径)之类的软件，在对应的主机端口 做一个切换和恢复功能。

可以看出，存储网络中增加了2个节点，分别是交换机和冗余软件，如 果需要硬件路径完全冗余，还必须增加一台冗余的交换机。随着存储网络的 扩大，冗余设备及成本就会凸现出来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在磁盘阵列内部实现磁盘阵列主 机通道子卡、在线切换系统及其切换方法，实现存储业务持续交换，节约成 本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁盘阵列主机通道在线切换 系统，包含主控制器，还包含主机通道子卡，主机通道子卡通过背板与其对 应的主控制器相连，用于提供一主机通道，其中，

正常情况下，主控制器通过与其相连的主机通道子卡与服务器交换命令 和数据；

在主控制器故障时，与该主控制器相连的主机通道子卡将接口连接到对 板的主机通道子卡，由对板的主控制器接管该故障主控制器的命令和数据交 换。

进一步的，上述切换系统还可具有以下特点，该主机通道子卡进一步包 含接口模块、桥接模块和切换控制模块，其中：

接口模块，与桥接模块和服务器相连，用于桥接模块和服务器之间命令 和数据的传输；

桥接模块，与切换控制模块和背板相连，用于主控制器和接口模块之间 命令和数据的传输，包含第一输入接口，第二输入接口和输出接口，接口模 块和第一输入接口相连，第二输入接口和输出接口相连，输出接口通过背板 和主控制器相连，根据切换控制模块的指示控制第一输入接口和输出接口的 连接关系，正常工作时，第一输入接口与输出接口相连；

切换控制模块，用于检测主控制器的工作状态，根据主控制器的工作状 态控制桥接模块的连接，及与对板的切换控制模块交换控制信息。

进一步的，上述切换系统还可具有以下特点，所述第一输入接口和第二 输入接口共享输出接口的带宽。

进一步的，上述切换系统还可具有以下特点，所述切换控制模块，还用 于检测到主控制器故障时，指示桥接模块将第一输入接口与输出接口断开， 将其连接到对板的主机通道子卡的第二输入接口；及，

用于检测到主控制器从故障状态中恢复时，指示桥接模块将第一输入接 口和对板的第二输入接口断开，将第一输入接口连接到本板的输出接口。