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    龍維科技:緩存鏡像技術在存儲中的應用

    1.緩存鏡像技術簡介
       鏡像指不間斷的、實時的數據拷貝。緩存鏡像技術是針對于存儲處理出現故障時可能產生的緩存中的數據丟失而制定的解決方案,它將緩存數據做兩個拷貝,分別放在主內存和鏡像內存中,系統工作時會向兩個內存中同時寫入數據,因此使得內存有兩套完整的備份。系統工作時,鏡像內存不會被系統識別,具有透明性。
    緩存鏡像系統存在兩個獨立的通道,由本端控制器進行控制,每個通道都保存一份對端緩存的鏡像(鏡像1、鏡像2),本端緩存通過總線能直接訪問對端的鏡像緩存,實現數據的替換;緩存與鏡像間通過多條8×PCI-E總線進行通信,實現緩存與鏡像間數據的快速讀寫。
       2. 緩存鏡像技術的工作流程
       緩存鏡像寫操作流程如圖2所示;圖中實線表示實際的數據讀寫,虛線表示滿足某種觸發機制后的數據讀寫;
       當主機發送寫操作時,數據同時寫入本端緩存和對端的鏡像緩存,成功完成兩端緩存的寫操作后,向主機確認寫操作完成;當刷新機制滿足時,寫數據刷新到磁盤中。如果本端緩存出現故障,寫數據將直接寫到對端的鏡像緩存中,然后向給主機確認寫操作完成,實現數據的寫操作;
       緩存鏡像讀操作流程如圖3所示;圖中實線表示實際的數據讀寫,虛線表示滿足某種觸發機制后的數據讀寫;
       當主機發送讀操作時,如果本端緩存沒有出現故障,數據直接從本端緩存發送給主機;否則,將從對端的鏡像緩存中將數據發送給主機,完成數據的讀操作。如果主機要求讀取的數據不在緩存中,緩存將直接從磁盤中獲取數據,然后將數據發送給主機;
       3.緩存鏡像技術的優勢
       系統能不間斷運行,緩存中的所有數據均有鏡像,正常運行時,用的是緩存。當緩存失敗時,鏡像內存替補工作,不會造成業務中斷。
       有效避免了由于緩存發生故障而導致的數據丟失,極大地提高了系統的可靠性。
       緩存鏡像技術只需要兩個通道間提供硬件上的支持,不需要驅動程序或操作系統的支持,獨立于操作系統,減小了系統實現的復雜性,保證數據的可靠性。
       系統工作時,鏡像內存不會被系統識別,具有透明性;
       不同控制器的緩存鏡像之間采用多條8×PCI-E總線通信,單條鏈路帶寬高達20Gb/s,保證數據的無阻塞傳輸;
       緩存與鏡像之間具有多條獨立的通信通道,具有的高冗余性提供了更高的可靠性;
       緩存內部配置電池組,保證掉電后緩存數據可以保存100小時,且電池具有冗余性,提供了更高的可靠性;
       緩存與鏡像數據加入校驗碼,保證了數據的一致性和完整性。

     

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