[发明专利]用于处理输入输出操作请求的方法和装置

说明书

本发明的各实施例提供了一种用于处理输入输出IO操作请求的方法和装置。该方法在包括第一处理器和第二处理器的存储设备中使用，包括：为多个存储阵列组中的每一个维护第一链表以及第一缓存表，第一链表至少保持关于第一处理器所允许的、对相应存储阵列组中的特定存储地址范围的IO操作请求的信息，并且第一缓存表包括第一多个缓存格，每个缓存格保持第二处理器对相应存储阵列组中的特定存储地址范围的IO操作的允许状态；针对第一多个缓存格中的其对应存储地址范围的IO操作请求的次数超过第一预定阈值的缓存格生成包括第二多个缓存格的第二缓存表；以及至少基于第一链表和第一缓存表和/或第二缓存表处理第一处理器接收到的IO操作请求。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及存储领域，并且具体地涉及一种用在包括双处理器的存储设备中对输入输出操作请求进行处理的方法和装置。

背景技术

在存储领域中，包括双存储处理器(SP)的双活(active-active)架构是指能够在两个SP上对相同的RAID(独立盘冗余阵列)组、或对相同的条带(stripe)/逻辑块地址(LBA)区域的并行输入输出(IO)操作请求进行同时处理的架构。这种双活架构使得具有双SP的存储设备的性能得到了显著的提高。例如，当一个SP宕机时，另一个仍在运行的SP可以立即接管所有的逻辑单元(LUN)，从而使得在故障过程中用户数据能够保持安全、可靠而且仍然可以被访问。

然而，双SP双活架构的这种操作方式要求双SP存储设备的存储阵列必须在共享的RAID组或RAID条带上保持同步，以避免并行的IO操作搅乱了用户数据。

在当前的双SP双活架构中，为了能够严格控制来自两个SP的读/写操作请求，提出了条带锁(stripe lock，SL)的概念。所谓的条带锁实质上是一种用于一个RAID条带的读/写锁。这种读/写锁的基本目的在于能够同时允许对RAID条带的同一个存储区域的多个读操作，但是在一个时间仅允许对同一个存储区域的一个写操作。每一个IO操作在被处理之前都必须首先在从本地SP(即，接收到该IO操作请求的SP)获得本地的条带锁(即，获得本地SP对执行该IO操作的许可)、然后从对端SP获得对端的条带锁(即，获得对端SP对执行该IO操作的许可)。当从本地SP和对端SP二者获得了条带锁后，所请求的IO操作才可以被执行。在IO操作结束后，所获得的对应条带锁都将被释放。在以下描述中所使用的“获得条带锁”和“获得对IO操作的许可”以及类似表述具有相同或相似的含义。

图1示出了现有技术中所使用的条带锁的概念图。在图1中示出了四个磁盘阵列，该四个磁盘阵列构成一个RAID条带并且可以被并行的读取或者写入。如图1所示，当处理器SPA接收到针对所示出的条带的某个存储地址范围的IO操作请求后，将首先从本地SPA获得用于该IO操作的条带锁，即首先从SPA获得执行该IO操作的许可，然后从对端SPA获得用于该IO操作的条带锁，即从对端SPA获得执行该IO操作的许可，随后方可执行所请求的对该条带的IO操作。

为了保证对条带锁的正确使用，需要遵循三条原则：对锁的获取请求需要遵循IO操作请求的接收顺序；对于写操作，必须使用一个独占的锁来保护将被写入的存储地址区域不被其他并行的读操作或写操作占用；并且对于一个读操作，可以使用一个共享锁以使得其他读操作可以同时访问同一个存储地址区域，但是对该存储地址区域的写操作不能进行。

现有的条带锁机制包括两种重要的数据结构，一种被称为条带锁链表并且另一种被称为条带锁缓存表(其具体结构和操作将在下文中详细描述)。在具有双SP的存储设备中，在每一个SP处针对每一个存储阵列组(例如RAID组)都维护一个条带锁链表和一个条带锁缓存表。该条带锁链表记录了关于本地SP(例如图1中的SPA)已经许可的、对于存储阵列组所包括的特定存储地址区域的IO操作请求的信息，而条带锁缓存表记录了对端SP(例如图1中的SPB)对于针对存储阵列组所包括的各存储地址区域的IO操作的当前允许状态。