專利名稱：一種共享Cache結構的高性能NRS系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種共享高速緩沖存儲器(Cache)結構的高性能網絡恢復系統 (NRS)系統，屬于計算機存儲領域。
背景技術：
隨著信息技術的不斷發展，數據信息已在越來越多的企業和組織中扮演著至關重 要的角色。但是，數據信息同時也正面臨著各種潛在的風險，例如人為或者技術上的錯誤， 自然災害，甚至恐怖襲擊。長久以來，為了應付各種可能發生的數據破壞和丟失問題，用戶 不得不部署一套數據備份系統，借助備份軟件，每天將數據增量備份的磁帶庫上。這種數據 保護方式存在著幾個弊病。有一定的備份窗口，備份作業可能會影響應用系統的正常運行。 備份數據不可見，無法確認備份結果的好壞。恢復難，恢復時間窗口可能比備份還大。還有 一定的數據風險，發生災難的時間點到最后一次備份的時間段內產生的新數據無法進行恢 復，需購買備份軟件和磁帶庫設備，成本投入高，回報率低。而對于現有的連續數據保護類 系統，雖然采用寫時拷貝等技術，實現了任意時間點恢復的能力，但由于對傳輸帶寬和存儲 容量要求的提高，難以同時滿足大量主機的實時數據保護任務，并且由于需要對所有新寫 入的數據進行實時備份，在對具有較高寫入負載的主機進行保護時，仍然容易影響應用系 統的正常運行。
發明內容本實用新型的目的為了解決傳統數據備份方法中，借助備份軟件存在影響應用系 統的正常運行、恢復難且投入成本高等問題，而提供一種共享Cache結構的高性能NRS系 統；該系統具有高效數據保護能力，同時對于系統可能出現的故障具有良好的容錯性能。本實用新型的目的是通過下屬技術方案實現的。本實用新型的一種共享Cache結構的高性能NRS系統，包括兩臺交換機、兩套NRS 系統、儲存池、共享USB (Universal SerialBus通用串行總線)Hub (集線器)、兩個存儲設 備；NRS系統為一種利用連續或間隔復制策略，復制被保護的數據到本地或異地的網 絡恢復容災系統，用以確保系統故障時，恢復數據到最新時間點，包括處理器模塊，光纖接 口模塊、千兆以太網接口模塊、RAID (Redundant Array of Independent Disk獨立冗余磁盤 陣列)控制器模塊、USB接口模塊、鋰電池保護模塊。處理器模塊用于執行整個NRS系統數據保護的處理任務；光纖接口模塊用于連接至光纖交換機；千兆以太網接口模塊用于連接至千兆網絡交換機；RAID控制器模塊用于連接至存放備份數據的儲存池；鋰電池保護模塊用于常規電源出現故障時為系統提供電源。共享USB Hub包括兩個上行USB端口、USB控制器、下行交換邏輯、事務處理轉譯器、下行USB端口 ；兩個上行USB端口分別通過各自連接的USB控制器與下行交換邏輯數據 線連接，下行交換邏輯通過數據線連接事務處理轉譯器，事務處理轉譯器通過下行USB端 口與存儲設備數據線連接。連接的所有被保護主機分為兩個集合LUN(Logical Unit Number邏輯單元)A和 LUN B，集合LUN A中的每臺被保護主機通過一臺交換機同時與兩套NRS系統各自的千兆以 太網接口模塊或光纖接口模塊數據線連接，集合LUN B中的每臺被保護主機通過另一臺交 換機同時與兩套NRS系統各自的千兆以太網接口模塊或光纖接口模塊數據線連接，儲存池 同時與兩套NRS系統各自的RAID控制器通過數據線連接，共享USB Hub的兩個上行USB端 口分別與兩套NRS系統各自的USB接口模塊數據線連接，共享USB Hub的下行交換邏輯同 時與兩套NRS系統各自的USB接口模塊數據線連接，共享USB Hub的兩個下行USB端口分 別通過數據線各連接一個的存儲設備。其中交換機為光纖交換機或千兆網絡交換機；儲存池為可與RAID控制器連接的磁盤陣列。本實用新型的工作原理如下1、正常工作時，根據工作負載情況，對兩套NRS系統進行配置，第一套NRS系統管 理集合LUN A中的每臺被保護主機，第二套NRS系統管理集合LUN B中的每臺被保護主 機；對于LUN A中每臺被保護主機的寫入操作，第一套NRS系統使用第一個存儲設備作為 Cache;對于LUN B的寫入操作，第二套NRS系統使用第二個存儲設備作為Cache。兩套NRS 系統的數據寫操作首先寫入各自的存儲設備，即通知主機寫操作已完成，經存儲設備內的 Cache數據排序后再寫入儲存池，減少儲存池的磁盤尋道時間。2、當第一套NRS系統出現故障時，共享USB Hub中的USB Hub控制器檢測到與第 一套NRS系統連接的上行USB端口的數據傳輸中斷，連接丟失，并通知下行交換邏輯。下行 交換邏輯通過第二套NRS系統的USB接口模塊將此消息通知第二套NRS系統。第二套NRS 系統檢測到此消息后，通過自身的USB接口模塊發送信號給共享USB Hub，通知其下行交換 邏輯，對第一個存儲設備連接的下行USB端口的路由轉至第二套NRS系統里連接的USB控 制器，從而接管第一套NRS系統用作Cache的第一個存儲設備。同時，第二套NRS系統通過 集合LUN A主機連接的千兆網絡交換機，接管第一套NRS系統管理集合LUN A中的每臺被 保護主機，第一個存儲設備繼續作為LUN A的Cache，系統仍然可以較低的性能繼續工作。第一套NRS系統的故障恢復后，共享USB Hub中的USB Hub控制器檢測到與第一 套NRS系統連接的上行USB端口的連接恢復，并通知下行交換邏輯。下行交換邏輯通過第 二套NRS系統的USB接口模塊將此消息通知第二套NRS系統。第二套NRS系統檢測到此消 息后，通過自身的USB接口模塊發送信號給共享USB Hub，通知其下行交換邏輯，對第一個 存儲設備連接的下行USB端口的路由轉回第二套NRS系統里連接的USB控制器，從而歸還 第一套NRS系統用作Cache的第一個存儲設備。同時，第二套NRS系統不再通過集合LUN A 主機連接的千兆網絡交換機管理集合LUN A中的每臺被保護主機。此時第一套NRS系統重 新接管自己的工作，第一個存儲設備繼續作為集合LUN A中每臺被保護主機的Cache，系統 恢復高性能工作。有益效果本實用新型由獨立硬件提供以往由軟件實現的快照和連續數據保護等 功能。同時采用了兩套NRS數據保護系統，可以對更多的主機提供保護。采用高速U盤作為Cache，提高了數據存儲性能，從而減少了對應用系統的影響。另外，在一套NRS系統出現 故障時，可以由另一套系統接管其保護的主機，提高了系統整體的可靠性。

圖1為本實用新型的共享Cache結構的高效NRS系統總體結構示意圖；圖2為本實用新型實施例中采用的NRS系統的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例中采用的共享USB Hub的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述。實施例如圖1所示，本實用新型的一種共享Cache結構的高效NRS系統，包括千兆網絡交 換機A、千兆網絡交換機B、NRS系統A、NRS系統B、儲存池、共享USB Hub、U盤A、U盤B ；如圖2所示，NRS系統包括雙64位四核心處理器，4( 光纖接口模塊、千兆以太網 接口模塊、RAID控制器模塊、USB接口模塊、鋰電池保護模塊；其中，光纖接口模塊用于連接至光纖交換機；千兆以太網接口模塊用于連接至千兆網絡交換機；雙64位四核心處理器用于執行整個NRS數據保護系統數據保護的處理任務； RAID控制器模塊用于連接至存放備份數據的儲存池；鋰電池保護模塊用于常規電源出現故障時為系統提供電源。[0033]如圖3所示，共享USB Hub包括上行USB端口 A、上行USB端口 B、USB控制器A、 USB控制器B、下行交換邏輯、事務處理轉譯器、下行USB端口 A、下行USB端口 B、下行USB 端口 C和下行USB端口 D ；上行USB端口 A通過USB控制器A與下行交換邏輯數據線連接， 上行USB端口 B通過USB控制器B與下行交換邏輯數據線連接；下行交換邏輯通過數據線 連接事務處理轉譯器，事務處理轉譯器通過數據線連接下行USB端口 A、下行USB端口 B、下 行USB端口 C和下行USB端口 D。連接的所有被保護主機分為兩個集合LUN A和LUN B，集合LUN A中的每臺被保 護主機通過千兆網絡交換機A同時與NRS系統A和NRS系統B各自的千兆以太網接口模塊 數據線連接，集合LUN B中的每臺被保護主機通過千兆網絡交換機B同時與NRS系統A和 NRS系統B各自的千兆以太網接口模塊數據線連接，儲存池同時與NRS系統A和NRS系統B 各自的RAID控制器通過數據線連接，共享USB Hub的上行USB端口 A和下行交換邏輯同時 與NRS系統A的USB接口模塊通過數據線連接，共享USB Hub的上行USB端口 B和下行交 換邏輯同時與NRS系統B的USB接口模塊通過數據線連接，共享USB Hub的下行USB端口 A通過數據線連接作為NRS系統A的Cache使用的U盤A，共享USB Hub的下行USB端口 B 通過數據線連接作為NRS系統B的Cache使用的U盤B。其中儲存池為可與RAID控制器連接的磁盤陣列。本實用新型的工作原理如下1、正常工作時，根據工作負載情況，對NRS系統A和NRS系統B進行配置，其中NRS 系統A管理集合LUN A中的每臺被保護主機，NRS系統B管理集合LUN B中的每臺被保護主機；對于LUN A中每臺被保護主機的寫入操作，NRS系統A使用U盤A作為Cache ；對于LUN B中每臺被保護主機的寫入操作，NRS系統B使用U盤B作為Cache。NRS系統A和NRS系 統B的數據寫操作首先寫入各自的U盤A和U盤B，即通知主機寫操作已完成，經U盤A和 U盤B內的Cache數據排序后再寫入儲存池，減少儲存池的磁盤尋道時間。2、NRS系統A出現故障時，共享USB Hub中的USB Hub控制器A檢測到上行USB 端口 A的數據傳輸中斷，連接丟失，并通知下行交換邏輯。下行交換邏輯通過NRS系統B的 USB接口模塊將此消息通知NRS系統B。NRS系統B檢測到此消息后，通過USB接口模塊發 送信號給共享USB Hub，通知其下行交換邏輯，將對下行USB端口 A的路由從USB控制器A 轉至USB控制器B，從而接管NRS系統A用作Cache的U盤Α。同時，NRS系統B通過千兆 網絡交換機A，接管NRS系統A管理集合LUN A中的每臺被保護主機，U盤A繼續作為集合 LUN A中每臺被保護主機的Cache，系統仍然可以較低的性能繼續工作。NRS系統A的故障恢復時，共享USB Hub中的USB Hub控制器A檢測到上行USB 端口 A的連接恢復，并通知下行交換邏輯。下行交換邏輯通過NRS系統B的USB接口模塊 將此消息通知NRS系統B。NRS系統B檢測到此消息后，通過USB接口模塊發送信號給共享 USB Hub，通知其下行交換邏輯，將對下行端口 A的路由從USB控制器B轉至USB控制器A， 從而歸還NRS系統A用作Cache的U盤Α。同時，NRS系統B不再通過千兆網絡交換機A處 理NRS系統A管理集合LUN A中的每臺被保護主機。此時NRS系統A通過干兆網絡交換機 A，接管自己的工作，U盤A繼續作為集合LUN A中每臺被保護主機的Cache，系統恢復高性 能工作。3、NRS系統B出現故障時，按照NRS系統A故障處理方法對稱的方式處理。
權利要求1. 一種共享Cache結構的高性能NRS系統，其特征在于包括兩臺交換機、兩套NRS系 統、儲存池、共享USB Hub、兩個存儲設備；NRS系統為一種利用連續或間隔復制策略，復制被保護的數據到本地或異地的網絡恢 復容災系統，用以確保系統故障時，恢復數據到最新時間點，包括處理器模塊，光纖接口模 塊、千兆以太網接口模塊、RAID控制器模塊、USB接口模塊、鋰電池保護模塊； 處理器模塊用于執行整個NRS系統數據保護的處理任務； 光纖接口模塊用于連接至光纖交換機； 千兆以太網接口模塊用于連接至千兆網絡交換機； RAID控制器模塊用于連接至存放備份數據的儲存池； 鋰電池保護模塊用于常規電源出現故障時為系統提供電源；共享USB Hub內部包括兩個上行USB端口、USB控制器、下行交換邏輯、事務處理轉譯 器、下行USB端口 ；兩個上行USB端口分別通過各自連接的USB控制器與下行交換邏輯數據 線連接，下行交換邏輯通過數據線連接事務處理轉譯器，事務處理轉譯器通過下行USB端 口與存儲設備數據線連接；連接的所有被保護主機分為兩個集合LUN A和LUN B，集合LUN A中的每臺被保護主機 通過一臺交換機同時與兩套NRS系統各自的千兆以太網接口模塊或光纖接口模塊數據線 連接，集合LUN B中的每臺被保護主機通過另一臺交換機同時與兩套NRS系統各自的千兆 以太網接口模塊或光纖接口模塊數據線連接，儲存池同時與兩套NRS系統各自的RAID控制 器通過數據線連接，共享USB Hub的兩個上行USB端口分別與兩套NRS系統各自的USB接 口模塊數據線連接，共享USB Hub的下行交換邏輯同時與兩套NRS系統各自的USB接口模 塊數據線連接，共享USB Hub的兩個下行USB端口分別通過數據線各連接一個的存儲設備； 其中交換機為光纖交換機或千兆網絡交換機； 儲存池為可與RAID控制器連接的磁盤陣列。
專利摘要本實用新型涉及一種共享Cache結構的高性能NRS系統，屬于計算機存儲領域。本實用新型包括兩臺交換機、兩套NRS系統、儲存池、共享USB Hub、兩套存儲設備；集合LUN A中的每臺被保護主機通過一臺交換機同時與兩套NRS系統連接，集合LUN B中的每臺被保護主機通過另一臺交換機同時與兩套NRS系統各自的千兆以太網接口模塊數據連接，儲存池同時與兩套NRS系統連接，共享USBHub的兩個上行USB端口分別與兩套NRS系統連接，共享USB Hub的下行交換邏輯同時與兩套NRS系統連接，共享USB Hub的兩個下行USB端口各連接一個的存儲設備。本實用新型結構簡單，易于操作，有效提高了數據的存儲性能和系統整體的可靠性。
文檔編號H04L29/08GK201887786SQ201020529929
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者周澤湘, 孫志卓, 李焰, 李虓, 王成武, 肖建國, 譚毓安 申請人:北京同有飛驥科技股份有限公司