[发明专利]在NVMe-oF以太网SSD中提供数据复制的系统和方法

说明书

本发明公开了一种数据复制系统和方法。所述系统具有机箱，所述机箱包括多个eSSD、结构交换机和基板管理控制器。基板管理控制器将所述多个eSSD之一构造为主动eSSD，并且将所述多个eSSD中的一个或多个构造为一个或多个被动eSSD。机箱的结构交换机被编程为将流向主动eSSD的分组转送至主动eSSD和所述一个或多个被动eSSD二者。响应于从主机接收到的主机数据写命令，主动eSSD存储主机数据并将对应于主机数据的地址和指令发送至所述一个或多个被动eSSD。所述一个或多个被动eSSD中的每一个利用从主动eSSD接收到的地址和指令和在通过结构交换机转送的分组中接收到的主机数据存储主机数据的副本。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月31日提交的美国临时专利申请No.62/480,113的利益和优先权，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。

技术领域

本公开整体上涉及一种用于提供数据复制的系统和方法，更具体地说，涉及一种用于在固态盘(SSD)中提供数据复制的系统和方法。

背景技术

固态盘(SSD)正替代传统硬盘驱动器(HDD)快速成为现代信息技术(IT)基础设施的主要存储元件。SSD提供低延迟、高数据读/写吞吐量和用户数据的可靠存储。结构上的快速非易失性存储器(NVMe)(NVM Express over Fabrics，NVMe-oF)是一种允许几百个几千个可兼容NVMe的SSD在诸如以太网的网络结构(network fabric)上连接的新兴技术。可兼容以太网连接的NVMe-oF标准的SSD被称作连接以太网的SSD，或者简单地称作eSSD。

NVMe-oF协议支持允许大量eSSD通过网络结构连接至远程主机的远程直连存储(rDAS)协议。NVMe-oF协议还支持提供可靠传输服务以通过网络结构在远程主机与eSSD之间携带NVMe命令、数据和响应的远程直接存储器存取(RDMA)协议。可提供RDMA服务的传输协议的示例包括InfiniBand、iWARP、RoCE v1和RoCE v2。

对用户数据进行可靠访问是数据存储系统的最重要的要求。在数据存储系统中的各个点采用了各种技术和方法，以实现必要程度的可靠性和数据可用性。例如，当存储装置变得不可用时，将写至存储装置的数据复制到一个或多个其它存储装置作为备份存储。这种数据复制机制通常被称作镜像或备份。

在连接了多个eSSD的机箱中，各个eSSD可通过以太网直接连接至主机。主机可朝两个或更多个eSSD执行数据复制，用于数据镜像。然而，主机的数据复制功能的实施为主机和系统软件增加了负担，因此为数据输入/输出(I/O)操作增加了额外延迟并增加了数据存储系统的整体成本。

可替换地，可将内联独立冗余磁盘阵列(RAID)控制器嵌入SSD中，以按照对于主机透明的方式执行数据复制。然而，RAID控制器通常较贵并且会由于增加额外延迟而降低I/O性能。此外，具有嵌入式RAID控制器的SSD会在重负载或每秒最大输入/输出操作(IOPS)下以最大功率分配或接近最大功率分配消耗功率，并且不能符合根据NVMe-oF标准的eSSD的功耗要求。因此，通过eSSD中的嵌入式RAID控制器的数据复制可能不是一种用于可兼容NVMe-oF的数据存储系统的可行解决方案。

发明内容