一种存储系统缓存数据掉电保护方法技术方案

本发明专利技术提供一种存储系统缓存数据掉电保护方法，系统包含以下五个部分进行：电源检测模块（1）、供电模块（2）、缓存数据模块（3）、掉电保护控制模块（4）和非易失性存储介质（5），当存储系统能检测到掉电发生时，立即将缓存数据进行保护，待系统外部电源回复后，能快速有效地恢复保护数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机领域，具体涉及。
技术介绍
随着计算机应用和网络技术的飞速发展，存储系统中的数据越来越多，读写也越来越频繁。在向存储系统的磁盘写数据时，数据首先要先写到内存，变成系统缓存，然后在从内存写入到磁盘。由于缓存所在的内存是一种易失性存储介质，在系统异常断电时，还未写入到磁盘的缓存数据会丢失。为了保证数据安全性和一致性，存储系统必须在意外断电时，将还驻留在内存且未写入到磁盘的缓存数据保存起来，避免数据的丢失。目前存储系统的掉电保护主要有2种方法，· 一是外接UPS (Uninterruptible Power System ),当外部电源输入正常时，UPS将电源输入稳压后供应给负载使用，同时还向机内电池充电；当外部电源中断(意外断电)时，UPS立即将机内电池的电能通过逆变转换向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏，存储系统在完成必要操作后进入关机程序。另外一种是加入BBU (Battery Backup Unit)。当系统意外掉电后,BBU给存储系统系统供电。一般有两种处理方式 一种是对缓存提供电源，保证缓存数据保留一定时段(72小时或者更多)。系统只需要在BBU电力耗尽之前恢复正常供电，缓存中的数据即可被完整保护，避免断电导致数据丢失。另外一种是给控制器中的最小系统(一般包含CPU、内存、南北桥芯片、flash卡或者SSD等)供电，掉电保护工作是通过最小系统完成，断电时将缓存数据拷贝到flash卡或者SSD中，系统外部电源恢复后，再将缓存数据从flash卡或SSD中拷贝回来。以上两种方式，UPS占用空间且投入加大，没有成本优势； BBU只给内存供电方式，保护时间有限，随着电池老化，保护时间会缩减； BBU给最小系统供电模式，是相对理想选择，但电池容量要求相对较高，且技术实现难度较大，产品定型后无法方便删除/增加相关部件。针对以上问题，设计一套存储系统缓存保护掉电保护方法，即方便实现，并能在较小电池容量下实现掉电保护工作，还可开发为独立模块，方便产品配置及功能的增删。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术的目的是按以下方式实现的，当存储系统能检测到掉电发生时，立即将缓存数据进行保护，待系统外部电源回复后，能快速有效地恢复保护数据，系统包含以下五个部分进行电源检测模块(I)、供电模块(2)、缓存数据模块(3)、掉电保护控制模块(4)和非易失性存储介质(5)，其中电源检测模块(I)负责完成系统电源和供电模块电源检测情况，包括检测系统电源是否正常，然后触发掉电保护控制模块(2)的相关数据保护及恢复行为，以及，控制供电模块(2)的充放电行为； 供电模块(2)，是存储系统断电情况下的电源部分，给缓存保护模块(4)和非易失性存储介质(5)进行必要的电源供应； 缓存数据模块(3)，存放存储系统正常运行情况下驻留在内存中且未写入磁盘的“脏数据”，掉电保护恢复过程后，存放保护数据； 掉电保护控制模块(4)，管理整个保护系统的运作发现电源检测模块(I)检测到的电源故障状态后，将缓存数据模块(3)中的数据拷贝到非易失性存储介质(5)中，待电源检测模块(I)检测到系统电源恢复后，将保护数据从非易失性存储介质(5)返回到缓存数据模块(3)中； 非易失性存储介质(5)存放由缓存数据模块(2)读出来的保护数据。所述的存储系统缓存保护方法，电源检测模块(I)检测到异常电源信号时，掉电保护控制模块(4)通知CPU完成当前必须的写入进程，然后切断整个系统中所有供电信息，并激活供电模块(2)给缓存数据模块(3)、掉电保护控制模块(4)本身及非易失性存储介质(5 )供电； 所述的存储系统缓存保护方法，存储系统启动时，缓存数据模块(4)是一种独立的“内存”设备，不能被存储系统作为一般内存设备初始化，已保证数据的独立性； 系统启动后，待检测保护数据应用完成后，存储系统将新的保护数据写入到缓存数据模块(4)中； 掉电保护过程中，数据只在缓存数据模块(4)和非易失性存储介质(5)之间进行交互，不牵涉CPU、南桥、北桥其他部件参与； 所述的存储系统缓存数据掉电保护方法，供电模块(2)是BBU，或是超级电容； 所述的存储系统缓存数据掉电保护方法，非易失性存储介质(5)要求功率相当较小，读写数据快，可是flash卡或者SSD。本专利技术的有益效果是(I)供电模块容量更小，只需要对内存及flash卡等非易失性存储介质等部件供电，比常用BBU方式要求的供电要求更低。(2)模块性实现，不依赖于某些专用平台，可以脱离存储系统自成模块，增加及删除方便，产品配置灵活。(3)技术难度适中，对存储系统硬件要求低，实施难度较小。附图说明图I是系统的电路原理框 图2是系统的保护流程图。具体实施例方式参照说明书附图对本专利技术的方法作以下详细地说明。本专利技术的存储系统缓存数据掉电保护体系,主要包含以下五个主要部分进行电源检测模块、供电模块、缓存数据模块、掉电保护控制模块和非易失性存储介质。如图I所/Jn ο 其中，电源检测模块主要是完成系统电源盒供电模块电源检测情况。主要有2个职能检测系统电源是否正常，然后触发掉电保护控制模块的相关数据保护及恢复行为。另外，控制供电模块的充放电行为。缓存数据模块，存放存储系统正常运行情况下，未写入前端磁盘的“脏数据”，掉电保护恢复过程后，存放保护数据。缓存数据模块是一种独立的“内存”设备，不能被存储系统当做正常内存设备初始化，保证缓存数据一致性，系统启动后，存储系统可以将保护数据写入到缓存数据模块中。掉电保护控制模块，管理整个保护系统的运作发现电源检测模块检测到的电源故障状态后，将缓存数据模块中的数据拷贝到非易失性存储介质中。待电源检测模块检测到系统电源恢复后，将保护数据从非易失性存储介质返回到缓存数据模块中。供电模块，是存储系统断电情况下的电源部分，可以给缓存保护模块和非易失性存储介质进行必要的电源供应。可以是BBU，也可以是超级电容。非易失性存储介质存放由缓存数据模块读出来的保护数据。要求功率相当较小，读写数据快，可以是flash卡或者SSD。掉电保护发生时的工作流程如图2所示。电源检测模块检测到异常电源信号时，掉电保护控制模块通知CPU完成当前必须的写入进程，然后切断整个系统中所有供电信息，并激活供电模块给缓存数据模块、掉电保护控制模块本身及非易失性存储介质供电。接着将缓存保护模块中的保护数据拷贝到非易失性存储介质中来，完成数据保护功能。·待电源检测模块检测到外部电源恢复正常后，掉电保护控制模块将保护在非易失性存储介质中的数据还原到缓存数据模块中，恢复到系统异常掉电前状态，完成数据恢复。掉电保护过程中，数据只在缓存数据模块和非易失性存储介质之间进行交互，不牵涉CPU、南桥、北桥等其他部件参与。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统缓存数据掉电保护方法,？其特征在于系统包含以下五个部分进行：电源检测模块（1）、供电模块（2）、缓存数据模块（3）、掉电保护控制模块（4）和非易失性存储介质（5），当存储系统能检测到掉电发生时，立即将缓存数据进行保护，待系统外部电源回复后，能快速有效地恢复保护数据,其中:电源检测模块（1）负责完成系统电源和供电模块电源检测情况，包括：检测系统电源是否正常，然后触发掉电保护控制模块（2）的相关数据保护及恢复行为，以及，控制供电模块（2）的充放电行为；供电模块（2），是存储系统断电情况下的电源部分，给缓存保护模块（4）和非易失性存储介质（5）进行必要的电源供应；缓存数据模块（3），存放存储系统正常运行情况下驻留在内存中且未写入磁盘的“脏数据”，掉电保护恢复过程后，存放保护数据；掉电保护控制模块（4），管理整个保护系统的运作：发现电源检测模块（1）检测到的电源故障状态后，将缓存数据模块（3）中的数据拷贝到非易失性存储介质（5）中，待电源检测模块（1）检测到系统电源恢复后，将保护数据从非易失性存储介质（5）返回到缓存数据模块（3）中；非易失性存储介质（5）存放由缓存数据模块（2）读出来的保护数据。...

【技术特征摘要】
1.一种存储系统缓存数据掉电保护方法，其特征在于系统包含以下五个部分进行电源检测模块(I)、供电模块(2)、缓存数据模块(3)、掉电保护控制模块(4)和非易失性存储介质(5)，当存储系统能检测到掉电发生时，立即将缓存数据进行保护，待系统外部电源回复后，能快速有效地恢复保护数据，其中 电源检测模块(I)负责完成系统电源和供电模块电源检测情况，包括检测系统电源是否正常，然后触发掉电保护控制模块(2)的相关数据保护及恢复行为，以及，控制供电模块(2)的充放电行为； 供电模块(2)，是存储系统断电情况下的电源部分，给缓存保护模块(4)和非易失性存储介质(5)进行必要的电源供应； 缓存数据模块(3)，存放存储系统正常运行情况下驻留在内存中且未写入磁盘的“脏数据”，掉电保护恢复过程后，存放保护数据； 掉电保护控制模块(4)，管理整个保护系统的运作发现电源检测模块(I)检测到的电源故障状态后，将缓存数据模块(3)中的数据拷贝到非易失性存储介质(5)中，待电源检测模块(I)检测到系统电源恢复后，将保护数据从非易失性存储介质(5)返回到缓存数据模块(3)中； 非易失性存储介质(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，李瑞东，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：