一种双控制器通信方法、发送端控制器和接收端控制器

本发明涉及计算机领域，尤指一种双控制器通信方法、发送端控制器和 接收端控制器。

双控制器通信是一种基于发送端控制器和接收端控制器的通信方式。现 有的双控制器通信，通常是发送端控制器将数据从发送窗口发送到接收端控 制器的接收窗口，如图1所示，接收窗口是接收端控制器分配的内存空间， 接收端控制器在收到数据后，将数据从接收窗口拷贝到卷数据缓存中。并将 数据对应的指针从卷数据缓存逐级传递到廉价冗余磁盘阵列(RAID， Redundant Arrays of Inexpensive Disks)系统。RAID系统在计算校验时，需 要对数据进行页对齐整理，页对齐整理需要做一次数据拷贝，然后进行数据 刷写，写入磁盘。

从上述的传统的双控制器通信方法可知，数据从接收窗口到磁盘需要经 过两次拷贝操作，即第一次拷贝为将数据从接收窗口拷贝到卷数据缓存中， 第二次拷贝为RAID在页对齐时做的一次拷贝，这样，在计算机处理过程中 会消耗计算机的CPU资源和占用系统的总线带宽，从而降低系统的处理性 能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种双控制器通信方法、发送 端控制器和接收端控制器，能够节约计算机的CPU资源和占用系统的总线带 宽，从而提高系统的处理性能。

为达到本发明目的，本发明提供了一种双控制器通信方法，包括：发送 端控制器根据需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小，向接收端控制 器的接收缓存池申请接收缓存空间并获得接收缓存空间的缓存位置指针；

发送端控制器将需要发送的数据发送到申请到的接收缓存空间中，并将 获得的缓存位置指针发送到接收端控制器；

接收端控制器接收来自发送端控制器的数据及接收缓存空间的缓存位置 指针，将接收到的数据存入接收缓存空间；

接收端控制器将接收到的缓存位置指针转换成本地内存的数据指针，并 将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到廉价冗余磁盘阵列RAID系

该方法之前还包括：所述发送端控制器接收数据发送请求，其中包括所 述需要发送的数据、所述需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小。

所述将接收缓存空间的缓存位置指针发送到接收端控制器包括：

将所述缓存位置指针携带在数据对应的描述信息中发送至所述接收端控 制器。

所述方法还包括：

所述发送端控制器接收到来自接收端控制器的回收数据缓存空间通知， 释放所述接收缓存空间。

所述将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到RAID系统包括：

所述接收端控制器将转换后的数据指针从卷数据缓存传递到卷管理，再 从所述卷管理传递到RAID系统。

该方法还包括；所述RAID系统将所述接收缓存空间作为数据缓存空 间；将所述数据刷写到硬盘。

本发明还提供了一种发送端控制器，至少包括申请单元、发送单元；其 中，

申请单元，用于向接收端控制器发送用于申请接收缓存空间的申请请 求，其中携带有需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小；获取申请到 的接收缓存空间的缓存位置指针；

发送单元，用于将需要发送的数据发送到接收缓存空间中，并将获得接 收缓存空间的缓存位置指针发送给接收端控制器。

所述发送端控制器还包括接收单元，用于接收数据发送请求，其中携带 有所述需要发送的数据、数据写入磁盘的位置和大小。

所述发送单元具体用于：将所述接收缓存空间的缓存位置指针携带在数 据对应的描述信息中发送至接收端控制器。

所述发送端控制器还包括：

释放单元，用于接收到来自接收端控制器发送的回收数据缓存空间通 知，释放所述接收缓存空间。

本发明又提供了一种接收端控制器，至少包括接收单元、指针转换单 元、指针传递单元，其中，

接收单元，用于接收来自发送端控制器的数据及接收缓存空间的缓存位 置指针；

指针转换单元，用于将接收到的缓存位置指针转换成本地内存的数据指 针；

指针传递单元，用于将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到 RAID系统。

所述接收单元还用于：接收来自所述发送端控制器的携带有接收缓存空 间的缓存位置指针的数据对应的描述信息。

所述指针传递单元包括：第一指针传递子单元、第二指针传递子单元； 其中，

第一指针传递子单元，用于将所述转换后的数据指针从卷数据缓存传递 到卷管理；

第二指针传递子单元，用于将所述转换后的数据指针从所述卷管理传递 到RAID系统。

所述接收端控制器还包括数据刷写单元，用于：将所述接收缓存空间作 为数据缓存空间；将所述数据刷写到硬盘。

所述接收端控制器，还包括：发送单元，用于向所述发送端控制器发送 回收数据缓存空间通知。

和现有技术相比，本发明提供的技术方案包括：发送端控制器根据需要 发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小，向接收端控制器的接收缓存池申 请接收缓存空间并获得接收缓存空间的缓存位置指针；发送端控制器将需要 发送的数据发送到申请到的接收端控制器的接收缓存空间中，并将接收缓存 空间的缓存位置指针发送到所述接收端控制器；接收端控制器将接收到的数 据存入接收缓存空间，将接收到的缓存位置指针转换成本地内存的数据指针， 并将数据指针从卷数据缓存逐级传递到廉价冗余磁盘阵列RAID系统。通过 本发明提供的技术方案节约了计算机的CPU资源和占用系统的总线带宽，从 而提高了系统的处理性能。具体地，本发明通过发送端控制器按照数据写入 磁盘的位置和大小，起到了页对齐的作用，使得接收端控制器的RAID系统 无需再做页对齐，从而不需要进行拷贝操作，即现有技术中的第二次拷贝， 进而减少了计算机的CPU资源和系统的总线带宽的消耗。

进一步地，接收端控制器的卷数据缓存从接收缓存池获取到数据时，同 时得到了数据指针。卷数据缓存在刷写缓存数据时再将数据指针逐级传递到 卷管理和RAID系统中，从而省去了接收端将数据从接收窗口拷贝到卷数据 缓存，即现有技术中的第一次拷贝，进而减少了计算机的CPU资源和系统 的总线带宽的消耗。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说 明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优 点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获 得。

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明 技术方案的限制。

图1为现有技术的双控制通信方法的接收端的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种双控制通信方法的发送端的流程示意 图；

图3为本发明实施例提供的一种双控制通信方法的接收端的流程示意 图；

图4为本发明实施例提供的一种发送端控制器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种接收端控制器的结构示意图。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图 对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机 系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图2为本发明实施例提供的一种双控制通信方法的发送端的流程示意 图，发送端主要由发送端控制器执行，发送端控制器在数据发送开始之前， 先从接收端控制器的接收缓存池分配接收缓存空间，然后将数据发送到接收 缓存空间，并将接收缓存空间对应的缓存位置指针通过描述信息发送给接收 端控制器。具体地如图2所示，包括以下步骤：

步骤11、发送端控制器根据需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和 大小，向接收端控制器的接收缓存池申请接收缓存空间并获得接收缓存空间 的缓存位置指针。

在该步骤11之前还包括，发送端控制器接收数据发送请求，其中包括 需要发送的数据、所属需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小。

例如，当卷数据缓存在同步缓存数据时，向双控通信的发送端控制器发 送数据发送请求。

发送端控制器可以通过发送申请请求向接收端控制器的接收缓存池申请 接收缓存空间。

步骤12、发送端控制器将需要发送的数据发送到申请到的接收缓存空 间中，并将获得的接收缓存空间的缓存位置指针发送到接收端控制器。

其中，接收缓存池为接收端的一大容量内存空间，和现有技术中的接收 窗口不同，现有技术中的接收窗口为一小容量内存空间。大容量内存空间可 以保证接收端接收数据时有足够大的内存空间。

根据数据写入磁盘的位置和大小分配起始位置按照页边缘和页大小对齐 来申请接收缓存空间。例如，根据数据写入磁盘的大小申请接收缓存空间的 大小，根据数据写入磁盘的位置申请接收缓存空间的缓存位置指针。并且按 照页边缘和页大小来申请接收缓存空间，其相当于做页对齐操作。

发送端控制器通过PCI-E总线将数据发送到接收端控制器的接收缓存空 间中，然后发送端控制器使用发送端控制器和接收端控制器之间的私有通信 协议再将接收缓存空间的缓存位置指针发送到接收端控制器，接收缓存空间 对应的缓存位置指针，即接收缓存空间在接收缓存池的偏移量和大小。该缓 存位置指针在双控制器通信系统中对发送端控制器和接收端控制器双方都可 见。可选地，将接收缓存空间的缓存位置指针携带在数据的描述信息中发 送至接收端控制器。

本发明中，通过发送端控制器根据数据写入磁盘的位置和大小分配起始 位置并按页对齐来申请接收缓存空间，使得接收端控制器的RAID系统无需 再做页对齐，从而不需要进行拷贝操作，进而减少了计算机的CPU资源和 系统的总线带宽的消耗。

该方法还包括：

当接收端的RAID系统将数据刷写到硬盘之后，接收端控制器向发送端 控制器发送回收数据缓存空间通知；发送端控制器接收到来自接收端控制器 的回收数据缓存空间通知，释放接收缓存空间。

图3为本发明实施例提供的一种双控制通信方法的接收端的流程示意 图，接收端主要由接收端控制器执行，接收端控制器接收发送端控制器发送 的数据及接收数据对应的描述信息，和现有技术不同的是，没有将数据从接 收窗口拷贝到卷数据缓存，而是通过描述信息获得缓存位置指针并转换成本 地内存的数据指针，通过指针逐级传递到RAID系统进行数据刷写，从而避 免了将数据拷贝到卷数据缓存这一次拷贝操作。具体地如图3所示，包括以 下步骤：

步骤21、接收端控制器接收发送端控制器发送的数据及接收缓存空间 的缓存位置指针，将接收到的数据存入接收缓存空间。

接收端控制器将接收到的发送端控制器发送的数据存入接收缓存空间， 同时接收接收缓存空间的缓存位置指针，这样，接收到的数据对应的指针即 为缓存位置指针，通过对缓存位置指针的指针传递来进行对数据的刷写。

可选地，发送端控制器将接收缓存空间的缓存位置指针放在数据对应的 描述信息中，将数据对应的描述信息发送至接收端控制器。相应地，接收端 控制器接收来自发送端控制器的携带有接收缓存空间的缓存位置指针的数据 对应的描述信息，即接收缓存空间在接收缓存池的偏移量和大小。

步骤22、接收端控制器将接收到的缓存位置指针转换成本地内存的数 据指针，并将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到廉价冗余磁盘阵列 RAID系统。

具体地，接收端控制器在收到发送端控制器发送过来的接收缓存空间在 接收缓存池的偏移量，将这个偏移量与接收缓存池在本控制器起始地址相加 得到本地内存的数据指针。

步骤22中，将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到RAID系统， 具体包括：

步骤221、接收端控制器将转换后的数据指针从卷数据缓存传递到卷管 理。

步骤222、接收端控制器再从卷管理传递到RAID系统。

其中，卷数据缓存和卷管理都是内存上的逻辑划分，卷数据缓存用于缓 存数据，卷管理用于对缓存数据进行管理控制。RAID系统用于刷写缓存数 据，即将缓存数据写入硬盘。通常，RAID系统在计算校验时，需要对缓存 数据进行做页对齐整理，而页对齐整理需要做一次数据拷贝，然后进行数据 刷写，写入磁盘。

本实施例，接收端控制器的卷数据缓存从接收缓存池获取到数据时，同 时得到了数据指针。卷数据缓存在刷写缓存数据时再将数据指针逐级传递到 卷管理和RAID系统中，从而省去了接收端将数据从接收窗口拷贝到卷数据 缓存。在RAID系统计算校验时，由于缓存数据在发送端控制器已经进行 了页对齐处理，无需再做页对齐整理，从而减少了一次内存拷贝。进而减少 了计算机的CPU资源和系统的总线带宽的消耗。

进一步地，接收端控制器将数据指针从卷管理传递到RAID系统之后还 包括；

步骤23、RAID系统将接收缓存空间作为数据缓存空间。

接收缓存空间和数据缓存空间是同一内存空间在不同数据处理阶段的不 同定义。RAID系统将接收缓存空间作为数据缓存空间用于刷写数据(即缓 存数据)。

步骤24、将数据刷写到硬盘。

RAID系统将数据刷写到硬盘之后，接收端控制器向发送端控制器发送 回收数据缓存空间通知。

图4为本发明实施例提供的一种发送端控制器的结构示意图，发送端 控制器在数据发送开始之前，先从接收端控制器的接收缓存池分配接收缓存 空间，然后将数据发送到接收缓存空间，并将接收缓存空间对应的缓存位置 指针通过描述信息发送给接收端控制器。如图4所示，本发明发送端控制器 至少包括：申请单元32及发送单元33。

申请单元32，用于向接收端控制器发送用于申请接收缓存空间的申请 请求，其中携带有需要发送的数据的数据写入磁盘的位置和大小；获取申请 到的接收缓存空间的缓存位置指针。

接收缓存池为接收端的一大容量内存空间，和现有技术中的接收窗口不 同，现有技术中的接收窗口为一小容量内存空间。大容量内存空间可以保证 接收端接收数据时有足够大的内存空间。根据数据写入磁盘的位置和大小分 配起始位置按照页边缘和页大小对齐来并按页对齐来申请接收缓存空间。例 如，根据数据写入磁盘的大小申请接收缓存空间的大小，根据数据写入磁盘 的起始位置申请接收缓存空间的缓存位置指针。并且在上述申请过程中按照 页边缘和页大小来申请接收缓存空间，其相当于做页对齐操作的方式确定 接收缓存空间的大小及缓存位置指针。

发送单元33，用于将需要发送的数据发送到接收缓存空间中，并将获 得接收缓存空间的缓存位置指针发送给接收端控制器。

发送端控制器通过PCI-E总线将数据发送到接收端控制器的接收缓存 中，然后发送端控制器使用发送端和接收端之间的私有通信协议再将接收缓 存空间的缓存位置指针数据对应的描述信息发送到接收端控制器，该描述信 息包括接收缓存空间对应的缓存位置指针，即接收缓存空间在接收缓存池的 偏移量和大小。该缓存位置指针数据对应的描述信息在双控制器通信系统中 对发送端控制器和接收端控制器双方都可见。可选地，将接收缓存空间的缓 存位置指针放在数据的描述信息中，将数据的描述信息发送至接收端控制 器。相应地发送单元33具体用于：将接收缓存空间的缓存位置指针携带在 数据对应的描述信息中发送至接收端控制器。

本实施例，通过发送端控制器根据数据写入磁盘的位置和大小分配起始 位置并按页对齐来申请接收缓存空间，使得接收端控制器的RAID系统无需 再做页对齐从而不需要进行拷贝操作，进而减少了计算机的CPU资源和系 统的总线带宽的消耗。

该发送端控制器还可包括接收单元31，用于接收数据发送请求，其中 数据发送请求包括所要发送的数据、数据写入磁盘的位置和大小。例如卷数 据缓存在同步缓存数据时，向双控通信的发送端发送数据发送请求。进一步 地，发送端控制器还包括：释放单元，用于接收到来自接收端控制器发送的 回收数据缓存空间通知，释放接收缓存空间。

图5为本发明实施例提供的一种接收端控制器的结构示意图，接收端控 制器接收发送端控制器发送的数据及接收数据对应的描述信息，和现有技术 不同的是，没有将数据从接收窗口拷贝到卷数据缓存，而是通过描述信息获 得缓存位置指针并转换成本地内存的数据指针，通过指针逐级传递到RAID 系统进行数据刷写，从而避免了将数据拷贝到卷数据缓存这一次拷贝操作参 考图5该接收端控制器至少包括以下单元：接收单元41、指针转换单元42 及指针传递单元43。

其中，接收单元41，用于接收发送端控制器发送的数据及接收缓存空 间对应的缓存位置指针。

可选地，发送端控制器将接收缓存空间的缓存位置指针放在数据对应的 描述信息中，将数据对应的描述信息发送至接收端控制器。相应地，接收端 控制器接收来自发送端控制器的携带有接收缓存空间的缓存位置指针的数据 对应的描述信息，即接收缓存空间在接收缓存池的偏移量和大小。相应地接 收单元41还用于接收数据对应的描述信息，其中，数据对应的描述信息包 括接收缓存空间的缓存位置指针。

指针转换单元42，用于将接收到的缓存位置指针转换成本地内存的数 据指针。

具体地，接收端控制器在收到发送端控制器发送过来的接收缓存空间在 接收缓存池的偏移量，将这个偏移量与接收缓存池在本控制器起始地址相加 得到本地内存的数据指针。

指针传递单元43，用于将转换后的数据指针从卷数据缓存逐级传递到 RAID系统。

可选地，指针传递单元43可以包括：第一指针传递子单元431及第二指 针传递子单元432。

其中，第一指针传递子单元431，用于将转换后的数据指针从卷数据缓 存传递到卷管理；

第二指针传递子单元432，用于将转换后的数据指针从卷管理传递到 RAID系统。

其中，卷数据缓存和卷管理都是内存上的逻辑划分，卷数据缓存用于缓 存数据，卷管理用于对缓存数据进行管理控制。RAID系统用于刷写缓存数 据，即将缓存数据写入硬盘。通常，RAID系统在计算校验时，需要对缓存 数据进行做页对齐整理，而页对齐整理需要做一次数据拷贝，然后进行数据 刷写，写入磁盘。

本实施例，接收端控制器的卷数据缓存从接收缓存池获取到数据时，同 时得到了数据指针。卷数据缓存在刷写缓存数据时再将数据指针逐级传递到 卷管理和RAID系统中，从而省去了接收端将数据从接收窗口拷贝到卷数据 缓存。在RAID系统计算校验时，由于缓存数据在发送端控制器已经进行 了页对齐处理，无需再做页对齐整理，从而减少了一次内存拷贝。进而减少 了计算机的CPU资源和系统的总线带宽的消耗。

进一步地，接收端控制器还包括数据刷写单元，具体用于：

将接收缓存空间作为数据缓存空间；

将数据刷写到硬盘。

接收端控制器，还包括发送单元，用于向发送端控制器发送回收数据缓 存空间通知。

本发明实施例还提供一种双控制器通信系统，包括上述的发送端控制器 和上述的接收端控制器。

通过发送端控制器根据数据写入磁盘的位置和大小分配起始位置并按 页对齐来申请接收缓存空间，使得接收端控制器的RAID系统在无需再做页 对齐，从而不需要进行拷贝操作，进而减少了计算机的CPU资源和系统的 总线带宽的消耗。接收端控制器的卷数据缓存从接收缓存池获取到数据时， 同时得到了数据指针。卷数据缓存在刷写缓存数据时再将数据指针逐级传递 到卷管理和RAID系统中，从而省去了接收端将数据从接收窗口拷贝到卷数 据缓存。在RAID系统计算校验时，由于缓存数据在发送端控制器已经进 行了页对齐处理，无需再做页对齐整理，从而减少了一次内存拷贝。进而减 少了计算机的CPU资源和系统的总线带宽的消耗。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明 而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人 员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细 节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利 要求书所界定的范围为准。