[发明专利]一种实现单控制器存储的方法

说明书

技术领域

本发明涉及单控制器的存储技术领域，特别涉及一种实现单控制器存储的方法。

背景技术

iSCSI是internet Small Computer System Interface的缩写，又称为IP-SAN，iSCSI技术是一种由IBM公司研究开发的，是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集，这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。iSCSI技术是一种新储存技术，该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合，使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。

该存储技术通过在IP网上传送SCSI命令和数据，实现数据在网络之间的传递。由于其出色的数据传输能力，iSCSI协议被认为是促进存储区域网（SAN）市场快速发展的关键因素之一。iSCSI能够在LAN、WAN甚至Internet上进行数据传送，使得数据的存储不再受地域的限制。iSCSI技术的核心是在TCP/IP网络上传输SCSI协议，即使用TCP/IP报文和iSCSI报文封装SCSI报文，使得SCSI命令和数据可以在普通以太网络上进行传输。

IET（iSCSI Enterprise Target）是Linux下的iSCSI Target实现，open-iscsi是Linux下的iscsi initiator实现。使用iet和open-iscsi就可以方便的实现简单的IPSAN，同时iet也可以和其他系统的iscsi initiator配合使用。

Linux系统中使用Page Cache用来缓存文件数据，Buffer Cache用来缓存磁盘数据。Cache（缓存）的存在提高了读写性能，也会引入系统掉电时数据丢失的风险。

NVDIMM集成了DRAM，闪存以及超级电容技术，可作为非易失系统主存或者高速内存盘使用。NVDIMM继承了DRAM技术带宽高，成本低，寿命长的特性，又能够在系统完全掉电时保存完整数据。在高性能计算，大数据处理以及存储局域网等关键性领域能够发挥作用。

目前，单控制器的存储领域存在着存储单元不足的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种实现单控制器存储的方法，其基于IET+Cache+NVDIMM实现单控制器存储，该方法简单、可靠、成本低、性能优异，可实现高性能、高可靠性的单控制器存储。

本发明所采用的技术方案如下：

一种实现单控制器存储的方法，包括：

A、单控制器存储通过IET模块创建iSCSI Target端，iSCSI Initiator端通过网络对所述的iSCSI Target端访问；

B、单控制器存储通过Cache模块实现与IET模块的接口、与NVDIMM模块的接口；

C、单控制器存储使用NVDIMM模块实现系统掉电时的数据保护和恢复，NVDIMM模块与Linux系统、IET模块和Cache模块实现对接；

D、单控制器存储使用SATA/SAS控制器连接磁盘设备。

Cache模块实现读写操作的缓存和优化。

IET模块对iSCSI Initiator接收到的SCSI命令进行解析，将磁盘的读写命令交给Cache模块来处理，Cache模块的socket thread线程接收并管理IET模块传来的命令。

Cache模块分配独立且连续的物理内存空间用作磁盘读写缓存。

Cache模块的缓存数据页采用基数树进行维护，数据会首先被缓存到Page页，一旦数据被写入Page之后，会将该页标识成dirty，每个逻辑卷都有自己的写回线程writeback，写回线程执行磁盘缓存的刷新任务，周期性的将dirty page刷新到磁盘。

Cache模块使用双链表LRU算法实现页的替换和更新，根据页在一段时间内的访问频率，将页放在不同的LRU链表中。

本发明的一种实现单控制器存储的方法，其使用IET实现单控制器存储的iSCSI Target端。对IET源码进行简单的二次开发，即可满足系统功能要求，并达到稳定的性能。

其在IET软件中实现Cache模块，Cache模块实现读写操作的缓存和优化。

Cache模块包含与IET的接口、数据读写、与用户空间接口、与NVDIMM接口等部分。

使用NVDIMM实现异常掉电状态下的数据保护和恢复。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：