一种多路径存储系统中的路径倒换控制方法和系统

摘要

本发明涉及一种存储技术，尤其涉及一种多路径存储系统中的路径状态查询技术，用于提高路径倒换的成功率。一种多路径存储系统中的路径倒换控制方法，包括：在进行路径倒换前，向多路径控制模块查询将要倒换到的目标路径状态是否满足倒换条件；并根据所述多路径控制模块返回的结果，确认所述目标路径状态满足倒换条件时执行路径倒换。一种多路径存储系统中的路径倒换控制系统，包括：多路径管理模块和多路径控制模块。通过本发明实施例，可以在真正执行倒换前，预先判断是否满足倒换条件，从而提高路径倒换成功率，并降低路径倒换对系统存储性能产生影响的可能性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种存储技术，尤其涉及一种多路径存储系统中的路径状态查询技术。

背景技术

在存储领域，多路径存储系统是存储网络的重要组成部分。多路径存储系统的应用场景如图1所示，主机通过光纤连接交换机，交换机通过光纤连接存储设备，多路径控制模块为运行在主机(服务器)上的软件模块，用于自动保护主机(服务器)和存储设备之间多条连接路径。多路径存储系统的原理为：多路径控制模块在存储设备的物理磁盘上划分逻辑卷，每一个逻辑卷相当于一个虚拟磁盘，以LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号)作为标识，多路径控制模块利用实际的物理连接，为主机和每一个LUN之间创建一条或多条逻辑路径(以下简称路径)，例如图1中，光纤1和光纤2组成一条路径，光纤1和光纤4组成一条路径，光纤3和光纤4组成一条路径，光纤3和光纤2组成一条路径，当然，主机和存储设备之间也可以通过光纤直接连接。主机的操作系统将每一个LUN视为一个“物理磁盘”，通过多路径控制模块创建的路径访问各LUN，存储设备上的控制器执行主机对LUN的数据操作命令，控制器可能包括多个，用于管理不同的LUN。多路径控制模块可以监测各条路径的状态，并当操作系统正在使用的路径发生中断时，自动通过选路策略选择一条新的路径进行倒换，因此多路径提高了数据存储的可靠性。如果需要倒换控制器，则多路径还可以向存储设备下发倒换命令，将对存储设备的访问控制从一个控制器倒换到另一个上，从而将中断路径上的业务倒换到其它路径上，该倒换过程简称为Failover。对于高端存储设备，控制器的切换也可以接收到来自新路径的访问请求时自动完成。在当中断路径恢复后，多路径控制模块将业务自动倒换回恢复的中断路径上(该过程简称为Failback)。同时，在有多条路径都可用时，可在多条路径上按照某种策略实现负荷分担，以提高访问性能。因此，多路径存储模式不仅能够提高主机和存储设备之间连接的可靠性，而且还在这些连接上提供优化的负荷分担。

通常情况下，多路径倒换过程可由外部条件或命令、或内部处理过程中触发条件来触发，根据触发方式不同，可将倒换模式分为：自动倒换模式和人工倒换模式，人工倒换模式也称为强制倒换模式。

自动倒换模式是在正常运行情况下，业务在优选路径或所有路径上传输，当某一路径中断(如，电缆或光纤断、主机卡被拔出或坏、存储设备的控制器被拔出或坏、光口或电端口坏等)，多路径控制模块检测到中断的路径后，自动进行倒换，将业务倒换到其它可用路径上，并继续在倒换后的可用路径上传输该业务。

人工倒换模式是在某些情况下，操作人员可通过主机(服务器)上的多路径管理模块人为下发一条倒换命令，命令多路径控制模块将业务从当前路径上倒换到其它路径上。

本申请发明人发现，由于上述两种倒换模式仅关心路径是否可用，并不关心路径状态或存储设备运行状态是否适合倒换，因此在倒换结束后，可能会给倒换后的可用路径造成很大负荷，甚至导致倒换后的路径不可用的严重后果，而且倒换过程中存储设备可能处于某种优先级较高的处理状态，路径倒换降低了存储设备的性能，甚至导致倒换失败。综上，现有倒换模式的倒换成功率不高，甚至有可能影响整个存储系统的性能。

发明内容

本发明的实施例提供了一种多路径存储系统中的路径倒换控制方法和系统，用于提高路径倒换的成功率。

一种多路径存储系统中的路径倒换控制方法，包括：

在进行路径倒换前，向多路径控制模块查询将要倒换到的目标路径状态是否满足倒换条件；并

根据所述多路径控制模块返回的结果，确认所述目标路径状态满足倒换条件时执行路径倒换。

进一步，还包括：还通过所述多路径控制模块查询所述多路径连接的存储设备运行状态是否满足控制器倒换条件；以及根据所述多路径控制模块返回的结果，在确认所述目标路径状态满足倒换条件时，进一步确认所述存储设备运行状态满足控制器倒换条件后执行路径倒换。

更进一步，还包括：还查询所述多路径控制模块的运行状态是否满足倒换条件；以及根据所述多路径控制模块返回的结果，在确认所述目标路径状态满足倒换条件时，进一步确认所述多路径控制模块运行状态满足倒换条件后执行路径倒换。

一种多路径存储系统中的路径倒换控制系统，包括：

多路径管理模块，用于下发练习倒换命令，所述练习倒换命令用于查询将要倒换到的目标路径状态是否满足倒换条件；以及根据返回的查询结果确定所述目标路径满足倒换条件时下发路径倒换命令；

多路径控制模块，用于监测所述多路径中各条路径的状态；并在接收到所述多路径管理模块下发的练习倒换命令时，根据监测结果判断所述目标路径状态是否满足倒换条件，并向所述多路径管理模块返回查询结果；以及在接收到所述多路径管理模块下发的路径倒换命令时执行路径倒换。

进一步，所述多路径管理模块还用于通过所述多路径控制模块查询存储设备的运行状态是否满足控制器倒换条件；所述多路径管理模块根据所述多路径控制模块返回的结果，在确认所述目标路径状态满足倒换条件时，进一步确认所述存储设备运行状态满足控制器倒换条件后下发路径倒换命令；以及所述多路径控制模块向多路径管理模块返回的查询结果中，还包括存储设备的运行状态是否满足控制器倒换条件的查询结果。

更进一步，所述多路径管理模块还用于查询所述多路径控制模块的运行状态是否满足倒换条件；所述多路径管理模块根据所述多路径控制模块返回的结果，在确认所述目标路径状态满足倒换条件时，进一步确认所述多路径控制模块运行状态满足倒换条件后下发路径倒换命令；以及所述路径控制模块向多路径管理模块返回的查询结果中，还包括自身运行状态是否满足倒换条件的查询结果。

通过本发明实施例，可以在真正执行倒换前，预先判断是否满足倒换条件，从而提高路径倒换成功率，并降低路径倒换对系统存储性能产生影响的可能性。

附图说明

图1为现有多路径存储系统原理示意图；

图2为本发明实施例提供的多路径存储系统中路径倒换控制系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的多路径存储系统中路径倒换控制方法流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例为降低倒换对存储系统整体性能可能带来的影响，在真正执行倒换前，先进行练习倒换，在练习倒换过程中可以判断倒换后的目标路径状态是否满足设定的倒换条件，进一步还可以判断多路径控制模块和存储设备运行状态是否满足设定的倒换条件，如果满足设定的倒换条件再进行实际的路径倒换。设定路径倒换条件的原因在于，多路径控制模块本身作为多路径的控制模块，如果处于非正常工作状态则影响倒换的执行，因此倒换条件包括多路径控制模块工作状态是否正常；如果要倒换的目标路径本身的物理连接状态不正常、或者负荷过重，也可能造成倒换失败，或者使倒换后的路径因负荷过重而故障；如果路径倒换涉及的存储设备的运行状态不满足条件，例如存储设备的CPU占用率高过一定阈值或存储设备Cache的使用率高过一定阈值时，存储设备处于繁忙状态，这时发起的路径倒换可能会影响存储性能。本领域技术人员可以根据需要灵活设定倒换条件，从而使路径倒换不仅仅依据路径是否可用进行，而是根据多路径控制模块状态、路径工作状态以及存储设备工作状态等多个因素确定，这样不仅提高了倒换的可靠性，而且降低了倒换对系统整体性能可能造成的影响。

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

如图2所示，本发明实施例提供的一种多路径存储系统中的路径倒换控制系统，包括：

多路径管理模块201，一般设置在主机上，在路径倒换控制过程中，用于下发练习倒换命令查询是否符合倒换条件，并在符合倒换条件时继续下发路径倒换命令触发实际的路径倒换；

多路径控制模块202，一般和多路径管理模块201一起设置在主机上，用于为主机的操作系统和存储设备之间建立多条路径，并监测各路径的运行状态。在路径倒换控制过程中，多路径控制模块202接收到多路径管理模块201下发的练习倒换命令时，向多路径管理模块201返回查询结果；以及在接收到多路径管理模块下发的路径倒换命令时执行路径倒换。

如果练习倒换命令只用于查询将要倒换到的目标路径状态是否满足倒换条件，则多路径控制模块202根据路径状态监测结果判断目标路径状态是否满足倒换条件，然后向多路径管理模块201返回查询结果；多路径管理模块201在确认目标路径状态满足倒换条件后，继续下发路径倒换命令；

如果练习倒换命令还用于查询多路径控制模块202自身的运行状态是否满足倒换条件，则多路径控制模块202向多路径管理模块201返回查询结果中，还包含自身运行状态是否满足倒换条件的标识信息；多路径管理模块201在确认目标路径状态和多路径控制模块202运行状态都满足倒换条件后，继续下发路径倒换命令；

仍参阅图2所示，如果路径倒换前通过控制器2041实现对存储设备203中某个LUN的访问，倒换后的目标路径通过控制器2042实现对存储设备203中对应LUN的访问，因此路径倒换可能进一步涉及控制器的倒换，则本发明实施例提供的路径倒换控制系统还可以包括：

存储设备203，多路径管理模块201下发的练习倒换命令，还用于通过多路径控制模块202查询存储设备203的运行状态是否满足控制器倒换条件；多路径控制模块202接收到练习倒换命令后，继续向存储设备203查询运行状态是否满足控制器倒换条件，并将查询结果一起返回给多路径管理模块201。多路径管理模块201根据多路径控制模块返回的结果，在下发路径倒换命令前，进一步确认存储设备203运行状态满足控制器倒换条件。

在实际的路径倒换过程中，多路径控制模块202执行路径倒换后，还需要通知存储设备203倒换控制器。但是对于高端存储设备，这一步骤并不需要，高端存储设备通过路径倒换后的控制器接收到访问请求时，可以自动完成控制器的倒换，具体的：存储设备上的每一个LUN都归属于其中一个控制器，路径倒换前，LUN1归属控制器2041，操作系统访问LUN1的路径通过控制器2041，路径倒换后，操作系统访问LUN1的路径可能倒换到控制器2042上，则存储设备发现控制器2042控制对LUN1的访问请求后，自动将LUN1的归属控制器2041切换为控制器2042。

仍参阅图2所示，如果其中某项倒换条件不满足，进一步在返回给多路径管理模块201的查询结果中还可以包括倒换条件不满足的原因信息，为实现告警和原因信息的呈现，则本发明实施例提供的路径倒换控制系统还可以包括：

告警模块205和显示模块206，其中：告警模块205用于倒换条件不满足时进行告警，显示模块206用于显示倒换条件不满足的原因信息。显示模块205可以是主机的显示装置，告警模块205和显示模块206也可以合并告警，显示原因信息本身即可作为一种告警手段。

当然，即使不需要进行倒换路径，多路径管理模块201也可以定时下发练习倒换命令，以及时发现倒换路径是否故障，并根据原因信息进行维护，以保证倒换的成功率。当然多路径管理模块201也可以在设定时段，例如每天晚上，存储系统较为空闲时下发练习倒换命令，或者在需要对整个存储系统进行性能监测时，人工下发一次或多次练习倒换命令。

本发明的上述实施例中，倒换条件可以预先设置在多路径控制模块202和存储设备上，也可以随着倒换练习命令下发。

本发明的上述实施例中，为实现对各条路径的监测，多路径控制模块202可以定时向存储设备203发送信息来获取路径状态，并将路径状态记录在本地，具体监测方法以及倒换命令的实现方式为本领域技术人员所熟知，这里不再详细描述。

综上所述，以练习倒换需要查询多路径控制模块运行状态、将要倒换到的目标路径状态和存储设备运行状态为例，本发明实施例提供的一种多路径存储系统中的路径倒换控制方法流程示意图如图3所示，包括如下步骤：

步骤S301、多路径管理模块向多路径控制模块下发练习倒换命令；

练习倒换命令用于查询多路径控制模块运行状态、将要倒换到的目标路径状态和存储设备运行状态是否满足倒换条件；

步骤S302、多路径控制模块判断自身运行状态是否满足倒换条件？如果是则继续步骤S303，否则执行步骤S306向多路径管理模块返回查询结果，其中携带多路径控制模块自身运行状态不满足倒换条件的原因信息；

步骤S303、多路径控制模块根据路径监测结果判断目标路径是否满足倒换条件？如果是则继续步骤S304，否则执行步骤S306向多路径管理模块返回查询结果，其中携带目标路径状态不满足倒换条件的原因信息；

步骤S304、多路径控制模块向存储设备查询是否满足倒换条件；

步骤S305、多路径控制模块接收存储设备返回的查询结果，如果不满足则返回的查询结果中包括原因信息；

步骤S306、多路径控制模块向多路径管理模块返回查询结果；

多路径控制模块根据存储设备返回的查询结果判断存储设备是否满足倒换条件，如果是则在查询结果中指示倒换条件全部满足，倒换可以成功进行；否则查询结果中包括存储设备不满足倒换条件的原因信息；

步骤S307、多路径管理模块接收查询结果，判断查询结果为倒换条件全部满足，倒换可以成功进行时执行步骤S308下发倒换命令；否则执行步骤S309进行告警并显示原因信息。

当然，对本领域技术人员显而易见的是，对倒换路径状态、多路径控制模块运行状态和存储设备运行状态的查询也可以使用不同的练习倒换命令完成，本领域技术人员根据本实施例公开的内容具体实现，这里不再详细说明。

通过本发明实施例，可以在真正执行倒换前，预先判断是否满足倒换条件，从而提高路径倒换成功率，并降低路径倒换对系统存储性能产生影响的可能性。并进一步通过告警等手段，提前预知倒换风险，以便及早排除故障，将倒换因素状态为故障的倒换因素恢复为正常，可以保证多路径保护的有效性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。