[发明专利]一种以太网架构的硬盘存储系统及硬盘数据操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储领域，具体涉及一种以太网架构的硬盘存储系统及硬盘数据操作方法。

背景技术

目前业界主流的硬盘是串行连接SCSI(Serial Attached SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口，SCSI)，SAS)、串行ATA(Serial ATA(Advanced Technology Attachment，硬盘接口技术，ATA)，SATA)接口的硬盘，SAS盘具有双端口，能够被两个控制器访问，SATA盘只有一个端口，只能被一个控制器访问。SAS盘具有较高的可靠性，但价格也较高；SATA盘可靠性稍低，但价格也相比SAS盘要低一些。

中央处理(Central Processing Unit，CPU)系统为了连接SAS或SATA硬盘，必须通过SAS控制器(SAS Controller)这种芯片，这种芯片一般最多只有8到16个端口，无法连接很多硬盘，如果硬盘数目较多，可以使用SAS扩展器(SAS Expander)芯片扩展出更多的端口。SAS接口可以兼容SATA，从接口标准而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以操控SATA硬盘。

CPU对硬盘访问的SCSI命令承载在SAS或SATA接口上。硬盘将SCSI命令解析出来后才能实现对数据的访问。

随着应用对存储容量需求的不断膨胀，在同一存储系统中往往需要连接大量硬盘，形成大规模的存储集群系统。现有的技术方案，要么存在硬件连接限制，要么需要通过昂贵的附加硬件设备进行扩展，难以构建低成本、易于部署的硬盘集群系统。

现有的硬盘存储系统基本架构如图1所示，都使用到SAS Controller、SAS Expander、SAS硬盘或SATA硬盘等SAS相关器件。控制器A或控制器B分别出接口连接到每个硬盘，实现对硬盘的双控共享。如果需要接更多的硬盘，可以使用External JBOD，控制器到它的接口也使用SAS接口。

SAS Controller、SAS Expander、SAS硬盘或SATA硬盘等SAS相关器件价格昂贵，SAS协议复杂，实现难度大，这些因素导致目前的硬盘存储系统软、硬件复杂，价格昂贵。

综上所述，如何使硬盘存储系统的成本低，以及使硬盘数据操作方法的协议简单、部署灵活、扩展性强成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种以太网架构的硬盘存储系统及硬盘数据操作方法，以使硬盘存储系统的成本低，以及使硬盘数据操作方法的协议简单、部署灵活、扩展性强。

第一方面，提供了一种以太网架构的硬盘存储系统，包括至少两个控制器和至少一个硬盘，所述至少两个控制器包括第一控制器和第二控制器，所述至少一个硬盘具有至少两个以太网接口，所述至少两个控制器分别连接所述至少一个硬盘的至少两个以太网接口；

所述第一控制器用于接收应用或通过所述第二控制器转发的所述应用的数据操作请求，将所请求操作的数据采用主键Key-Value协议进行封装/解封装，以将封装后的数据通过以太网写入所述至少一个硬盘，或者以将解封装后的数据返回给所述应用或通过所述第二控制器返回给所述应用。

在第一种可能的实现方式中，所述第一或第二控制器包括前端接口、处理单元和以太网交换器，所述第一和第二控制器的以太网交换器分别连接所述至少一个硬盘的至少两个以太网接口中的一个以太网接口，所述第一和第二控制器的处理单元互相连接，所述前端接口连接所述应用，所述前端接口为以太网接口或网状通道FC接口。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述硬盘存储系统还包括至少一个硬盘框，所述至少一个硬盘框中的各硬盘框包括至少一个硬盘，所述至少一个硬盘具有至少两个以太网接口，所述至少两个以太网接口分别通过以太网交换器连接至所述至少两个控制器；

所述至少一个硬盘框通过至少一个所述以太网交换器级联。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一控制器还用于将所述采用Key-Value协议封装/解封装后的数据采用网络通讯协议TCP/IP进行再次封装/解封装。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述硬盘存储系统还包括转接器，所述转接器分别连接所述至少两个控制器；