[发明专利]系统存储装置中的分层容错

说明书

实施例使数据库管理系统(DBMS)能够管理两级盘故障组。通过将用于DBMS的盘组的盘分组为两级故障组(即，均包含盘的两个或更多个“故障组”的“数据站点”)来实现这两级冗余。这种盘分组系统允许DBMS有可能容忍第一站点的全部和第二站点的一部分的丢失。这种DBMS使用基于故障组级投票和站点级投票这两者的多级投票系统来识别存储关键管理数据的管理数据结构(ADS)的当前版本。除了存储数据库数据的数据站点之外，DBMS还包括具有存储ADS的副本的单个仲裁故障组的仲裁站点。仲裁站点在多级投票事件期间对站点级投票有贡献。

权益声明

本申请要求于2017年4月21日提交的标题为“Hierarchical Fault Tolerance InSystem Storage”的美国申请No.15/494240的优先权，该美国申请进而要求于2016年9月16日提交的标题为“Hierarchical Fault Tolerance In Extended Storage Deployment”的美国临时申请No.62/396059的权益，每个申请的全部内容都通过引用并入本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及改善由单个冗余解决方案提供的数据库冗余保护，更具体而言，涉及使用两级故障分组(failure grouping)来镜像存储于为数据库管理系统服务的盘组内的数据以及基于两级故障分组使用多级投票来识别关键管理数据的当前版本的单个卷管理器。

背景技术

数据库管理员确保数据库管理系统所存储的数据的可用性和完整性的一种方式是通过冗余地存储数据，即，存储并维护数据库数据的多个副本。冗余地存储数据允许数据库管理系统在一定程度上容忍数据丢失。例如，在第一数据结构上存储特定文件的副本并且在不同的第二数据结构上存储该特定文件的另一副本的数据库管理系统仅在第一和第二数据结构都丢失时才丢失该特定文件。因此，给定示例中的数据库管理系统容忍第一和第二数据结构之一的丢失，但不能容忍两个数据结构都丢失。

在一些情况下，数据库管理员被要求通过在多个站点创建数据的冗余副本来保护由数据库管理系统维护的数据，其中每个站点位于与其它站点不同的位置。例如，系统管理员维护数据库管理系统在第一地理城市中的一个站点处的存储，以及数据库管理系统在第二地理城市中的另一站点处的更多存储。作为另一个示例，系统管理员在建筑物内的第一火灾单元(fire cell)中维护第一站点，并在同一建筑物中的另一个火灾单元中维持另一站点。冗余地存储在多个站点的数据防止诸如火灾、地震等物理威胁造成的数据丢失。

诸如独立磁盘冗余阵列(RAID)之类的传统存储冗余以两种方式之一部署：a)跨同一站点内的多个故障组，或b)跨两个不同站点。传统的RAID技术都不能跨多个站点实现这两种存储冗余，其中每个站点涵盖多个故障组。因此，为了容忍整个站点的丢失以及在第二站点处的存储单元的一部分的同时丢失，数据库管理员必须通过使多种技术分层来实现跨多个站点的冗余以及对于站点的冗余。

数据库管理员使多种技术分层，以基于期望的数据容错来冗余地存储数据库数据，并且可以使用一种技术来跨两个不同的站点进行保护并使用另一种技术来跨给定站点内的故障组进行保护。例如，数据库管理员(其管理跨两个站点具有冗余数据的数据库管理系统)在每个站点处部署存储阵列，并附加地使用RAID 1跨两个站点镜像(mirror)数据。存储阵列在站点内提供冗余(这允许对于站点内的一些存储单元的丢失的容忍)，而RAID 1将两个站点作为整体进行镜像。

对于单个数据库管理系统来说，组合和管理多个冗余解决方案会是困难的。例如，这些分层冗余解决方案需要数据库管理员为单个数据库管理系统管理两个不同的冗余解决方案，这增加了系统的管理开销，并且还增加了错误配置的机会。具有跨多个站点和在站点自身内部都提供数据冗余的简化的单一解决方案将是有益的。

本节中描述的方法是可以追求的方法，但不一定是以前构想或追求的方法。因此，除非另有指示，否则不应当仅仅由于它们被包括在本节中而假设本节中描述的任何方法是现有技术。

附图说明