CN105739930B - 一种存储架构及其初始化方法和数据存储方法及管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种存储架构及其初始化方法和数据存储方法及管理装置，设计计算机领域，能够避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。该存储架构，包括：至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇；其中，每个存储控制器均与所有交换框连接；每个存储控制器与外部设备互连；所述存储控制器用于接收外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；所述交换框用于将所述存储控制器处理后的数据发送至所述存储磁盘簇进行存储；或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备。本发明的实施例用于存储架构。

Description

一种存储架构及其初始化方法和数据存储方法及管理装置

技术领域

本发明的实施例涉及计算机领域，尤其涉及一种存储架构及其初始化方法和数据存储方法及管理装置。

背景技术

现有技术中应用于数据中心的存储架构主要有直连式存储(英文全称：Direct-Attached Storage，简称：DAS)、网络连接式存储(英文全称：Network Attached Storage，简称：NAS)、存储区域网络(英文全称：Storage Area Network，简称：SAN)等。

参照图1所示，提供一种SAN架构，其中存储设备中的专用机头(示例性的，如图1中专用机头可以为Controller，英文：控制器)通过Switch(交换机)连接至远端Host(主机)，其中Controller和Switch通过IOM(英文全称：Input Output Module，中文：输入输出组件，通称：接口卡)接口连接，当然Controller也可以通过10GE(万兆以太网)接口或IB(英文：InfiniBand，中文：互联结构)接口等接口直连外部的Host。此外在该存储设备中专用机头直接下挂硬盘HDD(英文全称：Hard Disk，中文：硬盘)，或者通过SAS(英文全称：SerialAttached-Small Computer System Interface，中文：串行的小型计算机系统接口)线缆与JBOD(英文全称：Just a Bundle Of Disks,中文：硬盘簇)连接，JBOD下挂若干HDD，基于SAN架构的存储设备多为专职专用，存储软件一般只能运行在专用机头中，客户业务运行在Host中。

基于上述的架构，由于客户业务运行在Host中，因此所有的Host产生的存储系统、软件、以及增值业务(例如快照、重删、压缩等)均需要通过单一的专用机头与连接的各个JBOD的交互实现，因此专用机头的性能成为所处计算机系统性能优化的瓶颈。

发明内容

本发明的实施例提供一种存储架构及其初始化方法和数据存储方法及管理装置，能够避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

第一方面，本发明的实施例提供存储架构，包括：至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇；其中，每个所述存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个所述存储控制器与外部设备互连；所述存储控制器用于接收外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；所述交换框用于将所述存储控制器处理后的数据发送至所述存储磁盘簇进行存储；或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备。

在上述方案中由于每一个存储控制器均能够通过交换框连接至各个存储磁盘簇，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的存储资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，至少一个所述存储控制器共享每一个所述存储磁盘簇的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

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，所述存储控制器通过第一接口与外部设备互连；所述存储控制器用于通过所述第一接口接收外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并通过所述第一接口发送至外部设备。这样，存储控制器直接通过第一接口与外部设备进行数据交互。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，每个交换框还通过至少一个第二接口与外部设备互连，其中所述存储控制器通过所述交换框和所述第二接口与外部设备互连；其中，所述交换框用于通过所述第二接口接收外部设备发送的数据，并将所述数据发送至所述存储控制器，所述存储控制器用于对所述数据进行处理；或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并通过所述交换框连接的第二接口发送至外部设备。这样，外部设备可以通过交换框上的第二接口与存储控制器进行数据交互。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述存储磁盘簇包括至少一个存储器控制器和至少一个存储器，其中每个所述存储器控制器均与所有存储器通信，其中所述存储器控制器用于控制在所述存储器写入或读取数据。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述存储控制器与所述交换框之间通过第一接口方式连接，所述交换框与所述存储磁盘簇之间通过第一接口方式连接，其中所述第一接口方式包括：总线和接口标准PCIe、互联结构IB及网络互联协议IP。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述存储器控制器与所述存储器通过第二接口方式连接，所述第二接口方式包括：PCIe、序列式SAS及串行硬盘接口技术SATA。

第二方面，提供一种如上述第一方面或第一方面任一一种可能的实现方式所述的存储架构的数据存储方法，应用于对所述存储架构进行数据存储管理的数据存储管理装置，包括：

所述数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源；

将为所述存储控制器分配的资源信息发送至所述存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器，以便所述存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源，包括：为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

结合第二方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源后，还包括：

为所述存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取的数据。

结合第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述为所述存储控制器分配存储路径，包括：

为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的逻辑单元号LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

结合第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述为所述存储控制器分配存储路径，包括：

为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

第三方面，提供一种如第一方面或第一方面的任一一种可能的实现方式项所述的存储架构的初始化方法，包括：

存储控制器判断是否能够通过交换框获取存储磁盘簇的存储资源；若能够获取存储磁盘簇的存储资源，则对所述存储资源进行分配。通过上述的初始化方案能够完成本发明的实施例提供的存储架构的初始化，进而通过该存储架构向各个存储控制器运行的host提供资源。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述对所述存储资源进行分配后，还包括：

根据资源分配的结果判断是否需要增加存储资源；

若需要增加存储资源，进行资源搜索，并向用户界面发送告知提示；

若能够搜索到新的存储资源，对所述新的存储资源进行分配；

若搜索不到新的存储资源，则向用户界面发送添加存储系盘框提示。

第四方面，提供一种如第一方面或第一方面的任一一种可能的实现方式所述的存储系统的数据存储管理装置，连接所述存储架构，应用于对所述存储架构进行数据存储管理，包括：

资源处理单元，用于识别运行的存储控制器，并为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源；

发送单元，用于将为所述存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器，以便所述存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述资源处理单元具体用于为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

结合第四方面或第四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，资源处理单元，还用于为所述存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框，以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取的数据。

结合第四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，包括：

资源处理单元，具体用于为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

结合第四方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，包括：

资源处理单元，具体用于为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

第五方面，提供一种如第一方面或第一方面的任一一种可能的实现方式项所述的存储架构的数据存储方法，包括：

存储控制器接收所述数据存储管理装置分配的资源信息；

存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器，存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

结合第五方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径；

所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入数据包括：

所述存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的数据，并对所述数据进行处理；

所述存储控制器将经过处理的数据发送至交换框；

所述交换框根据所述存储路径将经过处理的数据发送至存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中。

结合第五方面，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径；

所述存储控制器根据所述资源信息通过所述交换框在所述存储磁盘簇中读取数据，包括：

所述存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的读请求，并解析读请求获取读数据在存储磁盘簇的存储位置；

所述存储控制器将所述存储位置发送至所述交换框；

所述交换框根据所述存储位置在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中读取所述读数据；

所述交换框根据所述存储路径将所述读数据发送至存储控制器；

所述存储控制器对所述读数据处理后通过所述第一接口发送至外部主机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种存储架构的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种存储架构的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的一种存储磁盘簇的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的一种存储架构的软件架构示意图；

图5为本发明的实施例提供的一种数据存储方法的流程示意图；

图6为本发明的实施例提供的一种在存储磁盘簇中写入数据的方法的流程示意图；

图7为本发明的实施例提供的存储控制器与存储磁盘簇的映射关系示意图；

图8为本发明的实施例提供的存储控制器与存储磁盘簇的地址资源映射关系示意图；

图9为本发明的实施例提供的一种在存储磁盘簇中读取数据的方法的流程示意图；

图10为本发明的实施例提供的一种存储架构的初始化的流程示意图；

图11为本发明的实施例提供的一种存储系统的数据存储管理装置的结构示意图；

图12为本发明的另一实施例提供的一种存储系统的数据存储管理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供一种存储架构，主要用于解决现有SAN存储架构中采用单机头方案对所处计算机系统性能优化造成的瓶颈。其中在本申请的实施例提供的存储架构中可以同时运行多个存储控制器，参照图2所示，本发明的实施例提供一种存储架构，包括：至少一个存储控制器21、至少一个交换框22、和至少一个存储磁盘簇23；

其中，每个存储控制器21均与所有交换框22连接；每个交换框22均与所有存储磁盘簇23连接；每个存储控制器21与外部设备互连；示例性的，存储控制器21直接通过第一接口24-1与外部设备(附图中以远端主机Host为例进行说明)互连，或者，每个交换框22还通过至少一个第一接口24-2与外部设备互连，从而存储控制器21通过交换框22和第一接口24-2与外部设备互连；其中，第一接口24为IOM(英文全称：Input Output Module，中文：输入输出组件，通称：接口卡)，并且示例性的，IOM可以为10GE、IB、FC；外部设备通常为Host，交换框通常为交换机。其中，其中第一接口24-1和第二接口24-2可以为单独的功能器件，或者第一接口24-1可以为单独存储控制器21上的实体，第二接口24-2可以为交换框22上的实体；并且存储控制器21通过接口(IOM)与交换框22连接，交换框22通过接口(IOM)与存储磁盘簇23连接。

存储控制器21用于接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框22用于将存储控制器21处理后的数据发送至存储磁盘簇23进行存储；或者，存储控制器21用于通过交换框22从存储磁盘簇23读取数据并通过发送至外部设备。

可选的，至少一个所述存储控制器共享每一个所述存储磁盘簇的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

存储控制器21对数据的传输具体有一下两种方式：

方式一：当存储控制器21在通过第一接口24-1与外部设备host互连时，

所述存储控制器21用于通过所述第一接口24-1接收外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；所述交换框22用于将所述存储控制器21处理后的数据发送至所述存储磁盘簇23进行存储；

或者，所述存储控制器21用于通过所述交换框22从所述存储磁盘簇23读取数据并通过所述第一接口24-1发送至外部设备。

方式二：当每个交换框22还通过至少一个第二接口24-2与外部设备互连，从而存储控制器21通过交换框22和第二接口24-2与外部设备互连时；

其中，所述交换框22用于通过所述第二接口24-2接收外部设备发送的数据，并将所述数据发送至所述存储控制器21，所述存储控制器21用于对所述数据进行处理；所述交换框22还用于将所述存储控制器21处理后的数据发送至所述存储磁盘簇23进行存储；

或者，所述存储控制器21用于通过所述交换框22从所述存储磁盘簇23读取数据并通过所述交换框22连接的第二接口24-2发送至外部设备。

上述实施例提供的存储控制器21可以为专用机头或者通用服务器。

此外，参照图3所示，存储磁盘簇23包括至少一个存储器控制器231和至少一个存储器232，其中每个存储器控制器231均与所有存储器232连接，其中存储器控制器231用于控制在存储器232写入或读取数据。其中存储器控制器可以为ARM(英文全称：AdvancedReduced Instruction Set Computer Machines，中文：精简指令集计算机微处理器)或者ASIC(英文全称：Application Specific Integrated Circuit，中文：集成电路)。存储器可以为HDD(英文全称：Hard Disk，中文：硬盘)或者SSD(英文全称：Solid State Drives，中文：固态硬盘)。

上述方案中，存储控制器21与交换框22之间通过第一接口方式连接，第一接口方式包括：总线和接口标准PCIe、互联结构IB及IP方式。存储器控制器231与所述硬盘232通过第二接口方式连接，第二接口方式包括：PCIe、序列式SAS及串行硬盘接口技术SATA。

基于上述的存储架构的软件架构如图4所示，包括存储控制器层(以服务器为例)、基础存储层；存储控制器层上基于服务器提供的云服务平台同时运行各个host端应用的虚拟机VM(英文：Virtual Machine)，及进行存储管理的虚拟机Storage VM，其中在StorageVM上实现资源管理、资源调度、高级特性、应用加速等服务；基础存储层基于融合数据平面，提供高性能KV(英文全称：Key value，中文：关键码值)数据库、分布式QoS(英文：Qualityof Service，中文：服务质量)路由，以及扩展DDP/Zip(压缩和解压方式)、副本/EC(英文：Error correction，中文：差错校正)及存储磁盘簇。

上述实施例提供的方案中，存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的存储资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

基于上述的存储架构，本发明的实施例提供一种数据存储方法，应用于对所述存储架构进行数据存储管理的数据存储管理装置，参照图5所示，包括如下步骤：

101、数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源。

具体的步骤101中可以数据存储管理装置为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

102、数据存储管理装置将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

其中，步骤101后具体还包括为存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写数据或读数据。

其中为所述存储控制器分配存储路径的方式可以包括以下两种：

方式一：可以以存储磁盘的存储资源池(stor Pool)中资源的LUN归属进行资源配置，这样具体为：为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的逻辑单元号LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

方式二：可以按照对存储磁盘的存储资源池(stor Pool)中资源进行地址转换实现资源配置，这样具体为：为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

其中该数据存储管理装置可以为单独设置的处理器或者为存储控制器的一个处理实体单元。

上述实施例提供的方案中，由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器以便所述存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

本发明的实施例提供一种数据存储架构的数据存储方法，包括如下步骤：

S101、存储控制器接收所述数据存储管理装置分配的资源信息；

S102、存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器，存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

基于上述的数据存储架构的数据存储方法，具体的本申请的实施例提供了一种在存储磁盘簇中写入数据的方法，参照图6所示，包括如下步骤，

201、存储控制器接收所述数据存储管理装置分配的资源信息。

202、数据存储管理装置为存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框。

具体的步骤202可以以如下两种方式实施：

方式一：数据存储管理装置为存储控制器建立与各个存储磁盘簇的逻辑单元号LUN归属关系。其中，LUN(英文全称：Logical Unit Number，中文：逻辑单元号)归属关系包括存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。如图7所示，存储控制器0映射到每个存储磁盘簇的LUN0，存储控制器1映射到每个存储磁盘簇的LUN1，存储控制器2映射到每个存储磁盘簇的LUN2……

方式二：数据存储管理装置为存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。如图8所示，存储控制器具体在识别到运行的存储控制器后为其标识地址如地址0、1、2、3，并通过地址转换将为不同存储控制器标识的地址与存储磁盘簇中的资源地址进行映射，如图9中，可以将存储控制器0、1、2……的标识地址0、1、2、3，分别与每个存储磁盘簇中的地址指针00……～ff建立映射关系。

203、交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径。

204、存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的数据，并对所述数据进行处理。

在步骤204中，存储控制器通过第一接口接收host发送的数据，并进行缓存，在存储控制器对数据接收完成后运用存储控制器的资源对数据进行处理。

205、存储控制器将经过处理的数据发送至交换框；

206、交换框根据所述存储路径将经过处理的数据发送至存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中。

207、存储磁盘簇接收经过处理的数据，并向存储控制器反馈响应消息。

208、存储控制器接收到存储磁盘簇的响应消息后通过第一接口通知host数据写入成功。

基于上述的数据存储架构的数据存储方法，具体的本申请的实施例提供了一种在存储磁盘簇中读取数据的方法，参照图9所示，包括如下步骤，

301、存储控制器接收所述数据存储管理装置分配的资源信息。

302、数据存储管理装置为存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框。

具体的步骤302可以以两种方式实施具体参照步骤202的实施方式这里不再赘述。

303、交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径。

304、所述存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的读请求，并解析读请求获取读数据在存储磁盘簇的存储位置；

305、所述存储控制器将所述存储位置发送至所述交换框；

306、所述交换框根据所述存储位置在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中读取所述读数据；

307、所述交换框根据所述存储路径将所述读数据发送至存储控制器；

308、所述存储控制器对所述读数据处理后通过所述第一接口发送至外部主机。

步骤308中存储控制器接收到读数据后，进行缓存；在存储控制器对数据接收完成后运用存储控制器的资源对数据进行处理，并发送至外部主机。此外步骤301-308读取的数据可以为通过步骤201-208写入存储磁盘簇的数据，也可以是其他方式存储至存储磁盘簇的数据。

本发明的实施例提供一种如上述实施例提供的存储架构的初始化方法，其中在初始化之前，需要将存储磁盘簇和存储控制器插入PSU

(Program Storage Unit，中文：程序存储单元)并启机运行各自的系统，并将交换机启机以对整个启动该存储架构，其中PSU存储磁盘簇和存储控制器的启动程序。

其中存储磁盘簇的启动过程包括如下步骤：

S1：存储磁盘簇上电并插入PSU。

S2：存储磁盘簇启动系统。

S3：存储磁盘簇发现SW及SW下挂的磁盘。

S4：存储磁盘簇按照整盘或者物理LUN的方式通过接口对外呈现资源。

其中，在步骤S4中的接口可以为PCIe、IB或IP等标准接口，并且存储磁盘簇可只对外呈现未分配资源。

其中存储控制器的启动过程包括如下步骤：

S1：存储控制器上电并插入PSU。

S2：存储控制器按照标准启机，并运行host的应用。

S3：存储控制器加载对应存储磁盘簇的驱动，并初始化第一接口。

存储磁盘簇和存储控制器启动后，存储架构的初始化参照图10所示，具体包括以下步骤：

401、存储控制器判断是否能够通过交换框获取存储磁盘簇的存储资源；

402、若能够获取存储磁盘簇的存储资源，则对所述存储资源进行分配。

其中在步骤402中，在分配存储资源后运行存储相关特性软件，示例性的：如运行存储软件以支持IO的读写访问。

若401的判断结果为不能获取存储磁盘簇的存储资源，则等待资源。

对所述存储资源进行分配后，还包括：

403、根据资源分配的结果判断是否需要增加存储资源；

404、若需要增加存储资源，进行资源搜索，并向用户界面发送告知提示。

若403中的判断结果为无需要增加存储资源，则保持。

405、若能够搜索到新的存储资源，对所述新的存储资源进行分配；

该步骤405之后由于获取了新的存储资源，存储控制器可以判断获取存储资源，跳转至步骤401构成循环。

406、若搜索不到新的存储资源，则向用户界面发送添加存储磁盘簇提示。

通过上述的初始化方案能够完成本发明的实施例提供的存储架构的初始化，进而通过该存储架构向各个存储控制器运行的host提供资源。

参照图11所示，本发明的实施例提供一种存储系统的数据存储管理装置，连接所述存储架构，应用于对所述存储架构进行数据存储管理，具体用于执行上述存储架构的数据存储方法，包括：

资源处理单元51，用于识别运行的存储控制器，并为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源；

发送单元52，用于将为所述存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

上述实施例提供的方案中，由于存储架构包含至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇，并且每个存储控制器均与所有交换框连接；每个交换框均与所有存储磁盘簇连接，每个存储控制器与外部设备互连；存储控制器能够接收外部设备发送的数据，并对数据进行处理；交换框能够将存储控制器处理后的数据发送至存储磁盘簇进行存储；或者，存储控制器能够通过交换框从存储磁盘簇读取数据并发送至外部设备，数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为存储控制器在存储磁盘簇中分配资源，并将为存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器以便所述存储控制器通过交换框在存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据，从而使得所有的存储控制器均能够调度使用每个存储磁盘簇的资源，而不必如现有技术中存储设备必须通过专用的单一机头为所有host应用提供数据的读写，避免机头的性能对所处计算机系统性能的优化造成的瓶颈。

可选的，资源处理单元51具体用于为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。这样，每一个存储磁盘簇的存储资源均可以被所有的存储控制器控制访问，而不必如现有技术一个机头仅能够通过一个磁盘簇为相应的host应用提供数据的读写。

可选的，资源处理单元51，还用于为所述存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框，以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取的数据。

其中，资源处理单元51，具体具体用于为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

或者，资源处理单元51，具体用于为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

其中，需要说明的是，本实施例中的发送单元52，可以为数据存储管理装置上具备发送功能的接口电路。资源处理单元51可以为单独设立的处理器，也可以集成在数据存储管理装置的某一个处理器中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于数据存储管理装置的存储器中，由数据存储管理装置的某一个处理器调用并执行以上资源处理单元51的功能。这里所述的处理器可以是一个中央处理器(英文全称：central processing unit，英文简称：CPU)，或者是特定集成电路(英文全称：application specific integratedcircuit，英文简称：ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

参照图12所示，本发明的实施例提供一种数据存储管理装置，用于执行上述存储架构的数据存储方法，其可以包括：处理器61、接口电路62、存储器63和总线64；所述处理器61、接口电路62、存储器63通过所述总线64连接并完成相互间的通信；

需要说明的是，这里的处理器61可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，该处理器可以是中央处理器CPU，也可以是特定集成电路ASIC，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(英文全称：digitalsingnal processor，英文简称：DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(英文全称：field programmable aate array，英文简称：FPGA)。

存储器63可以是一个存储装置，也可以是多个存储元件的统称，且用于存储可执行程序代码或接入网管理设备运行所需要参数、数据等。且存储器63可以包括随机存储器(英文全称：random-access memory，英文简称：RAM)，也可以包括非易失性存储器(英文全称：non-volatile memory，英文简称：NVRAM)，例如磁盘存储器，闪存(Flash)等。

总线64可以是工业标准体系结构(英文全称：industry standard architecture，英文简称：ISA)总线、外部设备互连(英文全称：peripheral component，英文简称：PCI)总线或扩展工业标准体系结构(英文全称：extended industry standard architecture，英文简称：EISA)总线等。该总线64可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

所述处理器61用于执行存储器中的程序，以结合接口电路62执行上述方法实施例中所提供的方法。

具体的，所述处理器61用于执行存储器中的程序执行上述实施例中资源处理单元51的功能。

接口电路62用于执行上述实施例中发送单元52的功能。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文简称：ROM，英文全称:Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(英文简称：RAM，英文全称：Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种存储架构，其特征在于，包括：至少一个存储控制器、至少一个交换框、和至少一个存储磁盘簇；

其中，每个所述存储控制器均与所有所述交换框连接；每个所述交换框均与所有所述存储磁盘簇连接，每个所述存储控制器与外部设备互连；

所述存储控制器用于接收所述外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；所述交换框用于将所述存储控制器处理后的数据发送至所述存储磁盘簇进行存储；

或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并发送至所述外部设备。

2.根据权利要求1所述的存储架构，其特征在于，至少一个所述存储控制器共享每一个所述存储磁盘簇的存储资源。

3.根据权利要求1或2所述的存储架构，其特征在于，所述存储控制器通过第一接口与外部设备互连，所述第一接口为输入输出组件(IOM)；

所述存储控制器用于通过所述第一接口接收所述外部设备发送的数据，并对所述数据进行处理；

或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并通过所述第一接口发送至所述外部设备。

4.根据权利要求1或2所述的存储架构，其特征在于，所述存储控制器通过所述交换框和至少一个第二接口与外部设备互连，所述第二接口为输入输出组件(IOM)；

其中，所述交换框用于通过所述第二接口接收所述外部设备发送的数据，并将所述数据发送至所述存储控制器，所述存储控制器用于对所述数据进行处理；

或者，所述存储控制器用于通过所述交换框从所述存储磁盘簇读取数据并通过所述交换框连接的第二接口发送至所述外部设备。

5.根据权利要求1所述的存储架构，其特征在于，所述存储磁盘簇包括至少一个存储器控制器和至少一个存储器，其中每个所述存储器控制器均与所有存储器通信，其中所述存储器控制器用于控制在所述存储器写入或读取数据。

6.根据权利要求1所述的存储架构，其特征在于，所述存储控制器与所述交换框之间通过第一接口方式连接，所述交换框与所述存储磁盘簇之间通过第一接口方式连接，其中所述第一接口方式包括：总线和接口标准PCIe、互联结构IB及网络互联协议IP。

7.根据权利要求5所述的存储架构，其特征在于，所述存储器控制器与所述存储器通过第二接口方式连接，所述第二接口方式包括：PCIe、序列式SAS及串行硬盘接口技术SATA。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的存储架构的数据存储方法，应用于对所述存储架构进行数据存储管理的数据存储管理装置，其特征在于，包括：

所述数据存储管理装置识别运行的存储控制器，并为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源；

将为所述存储控制器分配的资源信息发送至所述存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源，包括：为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源后，还包括：

为所述存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取的数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述为所述存储控制器分配存储路径，包括：

为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的逻辑单元号LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述为所述存储控制器分配存储路径，包括：

为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

13.一种如权利要求1-7任一项所述的存储架构的初始化方法，其特征在于，包括：

存储控制器判断是否能够通过交换框获取存储磁盘簇的存储资源；

若能够获取存储磁盘簇的存储资源，则对所述存储资源进行分配。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述对所述存储资源进行分配后，还包括：

根据资源分配的结果判断是否需要增加存储资源；

若需要增加存储资源，进行资源搜索，并向用户界面发送告知提示；

若能够搜索到新的存储资源，对所述新的存储资源进行分配；

若搜索不到新的存储资源，则向用户界面发送添加存储系盘框提示。

15.一种如权利要求1-7任一项所述的存储架构的数据存储管理装置，连接所述存储架构，应用于对所述存储架构进行数据存储管理，其特征在于，包括：

资源处理单元，用于识别运行的存储控制器，并为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配资源；

发送单元，用于将为所述存储控制器分配的资源信息发送至存储控制器；以便所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源处理单元具体用于为所述存储控制器在所述存储磁盘簇中分配可与其他存储控制器共享的存储资源。

17.根据权利要求15或16所述的数据存储管理装置，其特征在于，包括：

资源处理单元，还用于为所述存储控制器分配存储路径，并将所述存储路径配置给所述交换框，以便所述交换框根据所述存储路径传输所述存储控制器在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取的数据。

18.根据权利要求17所述的数据存储管理装置，其特征在于，

资源处理单元，具体用于为所述存储控制器建立与各个存储磁盘簇的LUN归属关系，所述LUN归属关系包括所述存储控制器在各个存储磁盘簇中的LUN。

19.根据权利要求17所述的数据存储管理装置，其特征在于，包括：

资源处理单元，具体用于为所述存储控制器分配地址资源，并将所述地址资源映射到各个存储磁盘簇。

20.一种如权利要求1-7任一项所述的存储架构的数据存储方法，其特征在于，包括：

存储控制器接收所述数据存储管理装置分配的资源信息；

存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入或读取数据。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径；

所述存储控制器通过所述交换框在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中写入数据包括：

所述存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的数据，并对所述数据进行处理；

所述存储控制器将经过处理的数据发送至交换框；

所述交换框根据所述存储路径将经过处理的数据发送至存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述交换框接收数据存储管理装置为所述存储控制器分配的存储路径；

所述存储控制器根据所述资源信息通过所述交换框在所述存储磁盘簇中读取数据，包括：

所述存储控制器通过第一接口接收外部主机发送的读请求，并解析读请求获取读数据在存储磁盘簇的存储位置；

所述存储控制器将所述存储位置发送至所述交换框；

所述交换框根据所述存储位置在所述存储磁盘簇中所述资源信息对应的资源中读取所述读数据；

所述交换框根据所述存储路径将所述读数据发送至存储控制器；

所述存储控制器对所述读数据处理后通过所述第一接口发送至外部主机。