CN1300688C - 调整数据传输速率的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用来调整(N)个初级备份设备之一的数据传输速率的方法。该方法由第一初级备份设备形成至少一个一致事务集。第一初级备份设备从其他(N-1)个初级备份设备中的每一个接收第(n)状态信号以及第(n+1)状态信号。该方法计算(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)有效带宽、(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间、以及所有(N)个初级设备的第(n)有效合计带宽。如果第一初级备份设备的第(n)完成时间大于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间，则该方法无延迟地将来自第一初级备份设备的至少一个一致事务集提供给第一次级备份设备。

Description

调整数据传输速率的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种调整由多个备份设备中的每一个使用的数据传输速率的装置和方法。
背景技术
很多数据处理系统需要大量数据存储以用于高效存取、修改和再存储数据。数据存储典型地分成若干不同级别，每一个级别显现不同的数据存取时间或数据存储成本。第一或最高层数据存储涉及电子存储器，通常是动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)。电子存储器采取半导体集成电路的形式，其中数百万字节的数据可以存储在每个电路上，其中对这些数据字节的存取以纳秒测量。由于存取是完全电子式的，因此电子存储器提供最快的数据存取。
第二级数据存储通常涉及直接存取存储设备(DASD)。DASD存储例如包括磁盘和/或光盘。数据比特作为盘表面上微米大小的磁性或光学改变的斑点来存储，从而表示组成数据比特二进制值的“一”和“零”。磁性DASD包括覆盖有残余磁性材料的一个或多个盘。这些盘旋转性地安装在受保护环境内。每个盘分成很多同心轨道或者紧密圆圈。数据沿着每个轨道逐比特地连续存储。
具有备份数据副本对于数据丢失将是灾难性的很多商业机构而言是强制性的。恢复丢失数据所需的时间也是重要的恢复考虑。通过磁带或库备份，初级数据周期性地通过在磁带或库存储装置上生成副本来备份。
另外，还需要保护以在整个系统或者甚至是场所被诸如地震、火灾、爆炸、飓风等的灾难破坏的情况下恢复数据。典型数据处理系统的灾难恢复保护要求在次级或远程位置上备份存储在初级DASD上的初级数据。初级和次级位置之间的物理相隔距离可以根据对于用户可接受的风险级别来设置，并且可以从数公里变至数千公里。
次级场所不仅必须足够远离于初级场所，而且必须能够实时备份初级数据。当初级数据被更新时，次级场所需要实时备份初级数据，其中只有某一极小的延迟。次级场所所需的困难任务在于次级数据必须是“次序一致”的，也就是，次级数据以需要大量系统考虑的与初级数据相同的顺序次序(顺序一致性)来拷贝。顺序一致性由于在数据处理系统中存在均控制多个DASD的多个存储控制器而复杂化。在没有顺序一致性的情况下，将产生与初级数据不一致的次级数据，从而破坏灾难恢复。
在某些数据处理应用中，将信息提供给一个或多个形成一个或多个一致事务集的初级备份设备。这些一个或多个初级备份设备通常位于初级存储场所或其附近。周期性地，一个或多个初级备份设备中的每一个通过公共通信链路将一致事务集的全部或部分提供给位于一个或多个远程存储场所的一个或多个次级备份设备。所需的是一种自主调整多个备份设备中的每一个的数据传输速率以最大化利用公共通信链路的可用数据传输带宽的方法。
发明内容
本申请人的发明包括一种用来调整(N)个初级备份设备之一的数据传输速率的装置和方法，其中这些(N)个初级备份设备中的每一个能够与一个或多个第一数据存储和检索系统以及第二备份设备通信，其中第二备份设备能够与一个或多个第二数据存储和检索系统通信。本申请人的方法提供所述(N)个初级备份设备中的第一初级备份设备，其中，该第一初级备份设备能够与多个次级备份设备中的第一次级备份设备通信。
该方法由第一初级备份设备形成至少一个包括从一个或多个第一数据存储和检索系统接收的信息的一致事务集。第一初级备份设备从其他(N-1)个初级备份设备中的每一个接收第(n)状态信号，然后从其他(N-1)个初级备份设备中的每一个接收第(n+1)状态信号。
该方法计算(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)有效带宽，计算(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间，并且计算所有(N)个初级设备的第(n)有效合计带宽。该方法然后确定第一初级备份设备的第(n)完成时间是否大于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间。如果第一初级备份设备的第(n)完成时间大于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间，则该方法无延迟地将来自第一初级备份设备的至少一个一致事务集的全部或部分提供给第一次级备份设备。
附图说明
通过阅读下面结合附图的详细描述，本发明将会得到更好的理解，其中，相同的附图标记用来指定相同的单元，并且其中：
图1是示出本申请人的数据存储和检索系统的一个实施例的各组件的方框图；
图2是示出本申请人的数据存储和检索系统的第二实施例的各组件的方框图；
图3是示出本申请人的数据存储和检索系统的第三实施例的各组件的方框图；
图4是示出本申请人的远程拷贝数据存储和检索系统的各组件的方框图；
图5是概述本申请人的方法中的特定初始步骤的流程图；
图6是概述本申请人的方法中的特定附加步骤的流程图；以及
图7是概述本申请人的方法中的特定附加步骤的流程图。
具体实施方式
参照附图在下面描述中以多个优选实施例描述本发明，其中相同的标号表示相同或类似的单元。
图4示出本申请人的系统的各组件。现在参照图4，主机计算机390通过通信链路402与初级数据存储和检索系统410、430和450进行互连和通信。在某些实施例中，通信链路402从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
初级数据存储和检索系统410将信息从初级信息存储介质413提供到次级数据存储和检索系统425以通过初级备份设备415和次级备份设备420拷贝到次级信息存储介质428。信息存储和检索系统410还包括控制器411以及可选地数据高速缓冲存储器412。信息存储和检索系统425还包括控制器426以及可选地数据高速缓冲存储器427。
在某些实施例中，信息存储介质413包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质413包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质413包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，信息存储介质428包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质428包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质428包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，初级备份设备415与初级数据存储和检索系统410集成在一起。在图4的所示实施例中，初级备份设备415居于初级数据存储和检索系统410的外部，并且通过通信链路414与初级数据存储和检索系统410通信。在某些实施例中，通信链路414从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
在某些实施例中，次级备份设备420与次级数据存储和检索系统425集成在一起。在图4的所示实施例中，次级备份设备420居于次级数据存储和检索系统425的外部，并且通过通信链路429与次级数据存储和检索系统425通信。在某些实施例中，通信链路429从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
初级数据存储和检索系统430将信息从初级信息存储介质433提供到次级数据存储和检索系统445以通过初级备份设备435和次级备份设备440拷贝到次级信息存储介质448。信息存储和检索系统430还包括控制器431以及可选地数据高速缓冲存储器432。信息存储和检索系统445还包括控制器446以及可选地数据高速缓冲存储器447。
在某些实施例中，信息存储介质433包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质433包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质433包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，信息存储介质448包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质448包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质448包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，初级备份设备435与初级数据存储和检索系统430集成在一起。在图4的所示实施例中，初级备份设备435居于初级数据存储和检索系统430的外部，并且通过通信链路434与初级数据存储和检索系统430通信。在某些实施例中，通信链路434从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
在某些实施例中，次级备份设备440与次级数据存储和检索系统445集成在一起。在图4的所示实施例中，次级备份设备440居于次级数据存储和检索系统445的外部，并且通过通信链路449与次级数据存储和检索系统445通信。在某些实施例中，通信链路449从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
初级数据存储和检索系统450将信息从初级信息存储介质453提供到次级数据存储和检索系统465以通过初级备份设备455和次级备份设备460拷贝到次级信息存储介质468。信息存储和检索系统450还包括控制器451以及可选地数据高速缓冲存储器452。信息存储和检索系统465还包括控制器466以及可选地数据高速缓冲存储器467。
在某些实施例中，信息存储介质453包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质453包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质453包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，信息存储介质468包括DASD。在某些实施例中，信息存储介质468包括一个或多个RAID阵列。在某些实施例中，信息存储介质468包括多个便携式信息存储介质，例如包括多个单独位于便携式容器例如磁带盒中的磁带。
在某些实施例中，初级备份设备455与初级数据存储和检索系统450集成在一起。在图4的所示实施例中，初级备份设备455居于初级数据存储和检索系统450的外部，并且通过通信链路454与初级数据存储和检索系统450通信。在某些实施例中，通信链路454从包括串行互连如RS-232电缆或RS-452电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
在某些实施例中，次级备份设备460与次级数据存储和检索系统465集成在一起。在图4的所示实施例中，次级备份设备460居于次级数据存储和检索系统465的外部，并且通过通信链路469与次级数据存储和检索系统465通信。在某些实施例中，通信链路469从包括串行互连如RS-232电缆或RS-452电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
初级备份设备415、435和455分别从初级数据存储和检索系统410、430和450接收信息。可替换地，任何初级备份设备可以从任何初级数据存储和检索系统接收信息。周期性地，每个初级备份设备形成一致事务集。在此所用的“一致事务集”是指这样一个事务集，即当在次级数据存储和检索系统控制器上应用该事务集中的所有事务时，次级存储看上去将相同于创建该事务集的时间点上的初级存储。
在某些实施例中，数据存储和检索系统410、425、430、445、450和/或465中的一个或多个包括数据存储和检索系统100(图1)。现在参照图1，本申请人的信息存储和检索系统100包括第一群集101A和第二群集101B。每个群集包括处理器部分130/140和输入/输出部分160/170。每个群集的内部PCI总线分别通过远程I/O桥155/165连接在处理器部分130/140与I/O部分160/170之间。
信息存储和检索系统100还包括位于四个主机舱(host bay)101、106、111和116内的多个主机适配器102-105、107-110、112-115和117-120。每个主机适配器可以包括一个光纤通道端口、一个FICON端口、两个ESCON端口或者两个SCSI端口。每个主机适配器通过一个或多个公共平台互连总线121和150连接到两个群集，使得每个群集可以处理来自任何主机适配器的I/O。
处理器部分130包括处理器132和高速缓冲存储器134。在某些实施例中，处理器132包括基于64比特RISC的对称多处理器。在某些实施例中，处理器132包括内置故障和错误纠正功能。高速缓冲存储器134用来存储读取和写入数据以改善所附主机系统的性能。在某些实施例中，高速缓冲存储器134包括大约4吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器134包括大约8吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器134包括大约12吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器134包括大约16吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器134包括大约32吉字节。
处理器部分140包括处理器142和高速缓冲存储器144。在某些实施例中，处理器142包括基于64比特RISC的对称多处理器。在某些实施例中，处理器142包括内置故障和错误纠正功能。高速缓冲存储器144用来存储读取和写入数据以改善所附主机系统的性能。在某些实施例中，高速缓冲存储器144包括大约4吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器144包括大约8吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器144包括大约12吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器144包括大约16吉字节。在某些实施例中，高速缓冲存储器144包括大约32吉字节。
I/O部分160包括非易失性存储装置(“NVS”)162和NVS电池164。NVS 162用来存储写入数据的第二副本以在发生群集故障的电源故障和该数据的高速缓冲存储器副本丢失的情况下确保数据完整性。NVS 162存储提供给群集101B的写入数据。在某些实施例中，NVS 162包括大约1吉字节的存储装置。在某些实施例中，NVS 162包括四个独立存储卡。在某些实施例中，每对NVS卡具有由电池供电的充电系统，即使整个系统掉电，其也在高达72小时内保护数据。
I/O部分170包括NVS 172和NVS电池174。NVS 172存储提供给群集101A的写入数据。在某些实施例中，NVS 172包括大约1吉字节的存储装置。在某些实施例中，NVS 172包括四个独立存储卡。在某些实施例中，每对NVS卡具有由电池供电的充电系统，即使整个系统断电，其也在高达72小时内保护数据。
在群集101B发生故障的情况下，故障群集的写入数据将驻留在位于正常群集101A内的NVS 162中。然后，该写入数据以高优先级降级(destage)到RAID等级(rank)。同时，正常群集101A将开始对于其自己的写入数据使用NVS 162，从而确保仍然保持写入数据的两个副本。
I/O部分160还包括多个设备适配器如设备适配器165、166、167和168和组织成两个RAID等级即RAID等级“A”和RAID等级“B”的十六个盘驱动器。在某些实施例中，RAID等级“A”和“B”利用RAID 5协议。在某些实施例中，RAID等级“A”和“B”利用RAID 10协议。
在某些实施例中，数据存储和检索系统410、425、430、445、450和/或465中的一个或多个包括数据存储和检索系统200(图2)。图2示出系统200的一个实施例。
系统200被安排用于响应来自一个或多个主机系统如主机计算机390(图4)的命令而存取便携式数据存储介质。系统200包括前壁270和后壁290上的多个存储架260，用于存储容纳数据存储介质的便携式数据存储盒。系统200还包括：至少一个数据存储驱动器250，用于对数据存储介质进行数据读取和/或写入；以及至少一个存取器(accessor)210，用于在多个存储架260与数据存储驱动器250之间运输数据存储介质。系统200可以可选地包括操作员面板230或其他用户接口如基于万维网(web)的接口，其允许用户与存储库进行交互。系统200可以可选地包括上方导入/导出台240和/或下方导入/导出台245，其允许将数据存储介质插入到存储库中并且/或者从存储库中移走数据存储介质而不打断存储库操作。
存取器210包括升降伺服部件212，其能够沿着Z轴进行双向移动。存取器210还包括至少一个机械爪组件(gripper assembly)216，其用于抓握(gripping)一个或多个数据存储介质。在图2的所示实施例中，存取器210还包括条形码扫描器214或其他阅读系统如智能卡阅读器或类似系统，以“阅读”有关数据存储介质的标识信息。在图2的所示实施例中，存取器210还包括位于升降伺服部件212上的第二机械爪机构218。
在某些实施例中，系统200包括一个或多个存储框架(storageframe)，其中每一个都具有可由存取器210存取的存储架260。存取器210在导轨(rail)205上沿着X轴双向移动。在包括多个框架的存储库100的实施例中，这些单独框架的每一个中的导轨205被对齐成使得存取器210可以沿着邻接导轨系统从存储库的一端行驶到另一端。
在某些实施例中，数据存储和检索系统410、425、430、445、450和/或465中的一个或多个包括数据存储和检索系统300(图3)。现在参照图3，虚拟磁带服务器300(“VTS”)300通过后台程序(daemon)370、372和374与一个或多个主机以及一个或多个虚拟磁带服务器通信。在图3的所示实施例中，后台程序370通过通信链路380与第一主机通信。在图3的所示实施例中，后台程序372通过通信链路382与第二主机通信。后台程序374通过通信链路384与例如初级备份设备如设备415通信。
VTS 300还与直接存取存储设备(DASD)310、多个数据存储设备330和340通信。在某些实施例中，数据存储设备330和340位于一个或多个数据存储和检索系统内。在某些实施例中，DASD 310与主机110集成在一起(图1)。在某些实施例中，DASD 310与VTS 300集成在一起。在某些实施例中，DASD 310与数据存储和检索系统集成在一起。在某些实施例中，DASD 310外部于主机110、VTS 300以及与VTS 300通信的一个或多个数据存储和检索系统。
VTS 300还包括存储管理器320如IBM Adstar分布式存储管理器。存储管理器320控制从DASD 310到安装在数据存储设备330和340中的信息存储介质的数据移动。在某些实施例中，存储管理器320包括ADSM服务器322和ADSM分级式存储管理器客户端324。可替换地，服务器322和客户端324均可包括ADSM系统。来自DASD 310的信息通过ADSM服务器322和SCSI适配器385提供到数据存储设备330和340。
VTS 300还包括自主控制器350。自主控制器350通过分级式存储管理器(HSM)客户端324控制DASD 310的操作，以及DASD 310与数据存储设备130和140之间的数据传输。
回到图4，每个初级备份设备以不同于其他初级备份设备的速率从各个不同初级存储控制器接收数据。在这种情况下，由初级备份设备形成的一致事务集的大小可能变化很大。序列号为10/339,957、名称为“Method，System and Article of Manufacture for Creating a ConsistentCopy”且转让给其共同受让人的未决专利申请描述了一种形成一致事务集的方法，并且在此将其全文引作参考。
初级备份设备如设备415、425和435均通过公共通信链路如通信链路470分别提供一致事务集给其对应的次级备份设备如设备420、430和440。在某些实施例中，通信链路470从包括串行互连如RS-232电缆或RS-432电缆、以太网互连、SCSI互连、光纤通道互连、ESCON互连、FICON互连、局域网(LAN)、私有广域网(WAN)、公用广域网、存储区域网(SAN)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、因特网及其组合的组中选择。
为了优化从多个初级备份设备如初级设备415、435和455到多个次级备份设备如设备420、440和460的数据传输，通信链路470的带宽应当保持完全利用。在某些实施例中，没有一个初级备份设备可以完全利用公共通信链路即通信链路470的带宽。在这些实施例中，最好是多个初级备份设备在提供一致事务集给一个或多个次级备份设备时利用通信链路。
另外，最好是每一个初级备份设备以近似相同的时间完成一致事务集的传输，因为这些传输是逐事务集地发生的。因此，让一个初级备份设备在其余初级设备完成其一致事务集传输之前完成一致事务集传输是无益的。
如果由于第一初级备份设备未被分配通信链路470的足够带宽而该第一设备的一致事务集传输完成时间(“TTC”)超过其余初级备份设备的TTC，则该不同TTC将会不利地影响次级备份设备提供信息给次级数据存储和检索系统的速率。使用本申请人的方法，初级备份设备中的每一个使用互连这些初级备份设备中的每一个与多个次级备份设备的公共通信链路自主调整其TTC。
本申请人的发明包括一种在本申请人的系统中自主调整每个初级备份设备的数据传输速率的方法。图5概述了自主调整(N)个初级备份设备中的每一个的数据传输速率的本申请人方法的各步骤。为了描述起见，图5、6和7的步骤在下面被描述为由一个初级备份设备即第一初级设备执行。在实现中，图5、6和/或7的步骤由(N)个初级备份设备中的每一个独立地即自主地执行。
现在参照图5，在步骤510，第一初级备份设备从其余(N-1)个初级备份设备中的每一个接收状态信号。每个初级备份设备包括第一初级备份设备周期性地将有时称作“心跳”信号的状态信号发送到其他初级备份设备中的每一个。
这些状态信号中的每一个均包括通过公共通信链路如互连(N)个初级备份设备与次级备份设备中的每一个的通信链路470(图4)传输到一个或多个次级备份设备的第(n)信息量。
由每个初级备份设备在其第(n)状态信号中报告的第(n)信息量包括固定数据量。在某些实施例中，第(n)信息量包括至少一个一致事务集。在某些实施例中，第(n)信息量包括至少一个一致事务集的一部分。
本申请人的方法从步骤510转至步骤515，其中第一初级备份设备从其余(N-1)个初级备份设备中的每一个接收下一个状态信号即第(n+1)状态信号。这些第(n+1)状态信号中的每一个包括通过公共通信链路传输到一个或多个次级备份设备的第(n+1)信息量。
步骤515的第(n+1)信息量包括固定数据量。步骤515的第(n+1)信息量典型地小于步骤510的第(n)信息量。如果第一初级备份设备在第(n)状态信号和第(n+1)状态信号之间的间隔内不提供任何数据给一个或多个次级备份设备，则第(n+1)信息量等于第(n)信息量。
本申请人的方法从步骤515转至步骤520，其中第一初级备份设备计算(N)个设备中的每一个的第(n)有效带宽。第一初级备份设备可以通过将发送到一个或多个次级设备的信息量除以发送该信息的时间间隔(time interval)来确定其第(n)有效带宽。第一初级备份设备通过将其余初级设备中的每一个的第(n)信息量与第(n+1)信息量之间的各自差值除以状态信号间隔时间来确定其余(N-1)个设备中的每一个的第(n)有效带宽。
本申请人的方法从步骤520转至步骤525，其中第一初级备份设备计算(N)个初级备份设备中的每一个的完成时间(“TTC”)。步骤525的TTC值包括(N)个初级备份设备中的每一个使用步骤520的第(n)有效带宽将其余信息量发送到一个或多个次级备份设备所需的时间。步骤525包括对于(N)个设备中的每一个将第(n+1)信息量除以步骤520的第(n)有效带宽。
本申请人的方法从步骤525转至步骤530，其中第一初级备份设备计算所有(N)个初级备份设备的第(n)合计带宽。本领域的技术人员应当理解，步骤530包括平均步骤520的各个第(n)单独带宽的(N)个值。
本申请人的方法从步骤530转至步骤535，其中该方法确定第一初级备份设备是否具有(N)个初级备份设备中的最大第(n)TTC时间。如果本申请人的方法在步骤535确定第一初级备份设备具有(N)个初级备份设备的最大第(n)TTC时间，则本申请人的方法从步骤535转至步骤550，其中该方法将第一初级备份设备的第(n)延迟设为0。本申请人的方法从步骤550转至步骤560，其中该方法由第一初级备份设备使用第(n)延迟通过公共通信链路将包括其一致事务集的全部或部分的数据提供给一个或多个次级备份设备。
在此所用的“使用第(n)延迟”提供数据是指每个设备发送包括该设备的一致事务集的全部或部分的固定数据量，在发送那个数据之后，每个设备然后“睡眠”其第(n)延迟值。重复该过程直到第(n)延迟值发生改变或者该一致事务集的数据全被发送为止。
如果本申请人的方法在步骤535确定第一初级备份设备不具有(N)个初级备份设备的最大TTC时间，则本申请人的方法从步骤535转至步骤540，其中该方法确定第(n)合计带宽是否小于第(n-1)带宽。如果本申请人的方法在步骤540确定第(n)合计带宽不小于第(n-1)带宽，则本申请人的方法从步骤540转至步骤555，其中该方法确立第一初级设备的第(n)延迟。在本发明方法的初始迭代中，即在(n)为1的情况下，没有第(n-1)合计带宽。因此，在(n)为1的情况下，步骤540的确定结果一定是“否”。
如果本申请人的方法在步骤540确定第(n)合计带宽小于第(n-1)带宽，则本申请人的方法从步骤540转至步骤545，其中该方法确定第一初级备份设备的第(n-1)延迟是否大于第一初级备份设备的第(n-2)延迟。如果本申请人的方法在步骤545确定第一初级备份设备的第(n-1)延迟大于第一初级备份设备的第(n-2)延迟，则本申请人的方法从步骤545转至步骤565，其中该方法将第(n)延迟设为第(n-2)延迟。或者，如果本申请人的方法在步骤545确定第一初级备份设备的第(n-1)延迟不大于第一初级备份设备的第(n-2)延迟，则本申请人的方法从步骤545转至步骤555。
作为第一例子，在本申请人方法的第二次迭代中，即在(n)为2的情况下，不可能存在第(n-2)延迟，因此，在(n)为2的情况下，步骤545的确定结果一定是“否”，并且该方法从步骤545转至步骤555。作为第二例子，在本申请人方法的第一次迭代中，即(n)为1，为第一初级备份设备设置第一延迟，并且使用该第一延迟，本申请人的系统以第一合计带宽提供数据。然后在第二次迭代中，即n为2，增加第一初级备份设备的延迟，并且使用第一初级备份设备的该第二延迟，本申请人的系统以第二合计带宽提供数据，其中，第二合计带宽小于第一合计带宽。在第三次迭代中，即(n)为3，本申请人的方法在步骤545返回“是”的确定结果，并且转至步骤565，其中，该方法将第一初级备份设备的第三延迟设为第一延迟值。
步骤550、555和565转至步骤560，其中该方法使用第(n)延迟将数据从第一初级备份设备提供到一个或多个次级备份设备。本申请人的方法从步骤560转至步骤570，其中该方法增加(n)。该方法从步骤570转至步骤515并且继续。
图6概述了在步骤555(图5)确立第(n)延迟的本申请人方法的两个实施例的各步骤。现在参照图6，在步骤610，本申请人的方法计算所有(N)个初级备份设备的第(n)平均TTC。在某些实施例中，步骤610由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤610由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。本领域的技术人员应当理解，步骤610包括确定在步骤520(图5)确定的(N)个第(n)带宽中的每一个的平均值。
本申请人的方法从步骤610转至步骤615，其中该方法确定第一初级备份设备的第(n)TTC是否基本上等于所有设备的第(n)平均TTC。“基本上相等”在此是指相差小于大约正负百分之十(10％)。在某些实施例中，步骤615由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤615由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤615确定第一初级备份设备的第(n)TTC基本上等于所有设备的第(n)平均TTC，则该方法从步骤615转至步骤625，其中该方法设置第一初级备份设备的第(n)延迟等于该设备的第(n-1)延迟。在某些实施例中，步骤625由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤625由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤615确定第一初级备份设备的第(n)TTC不基本上等于所有设备的第(n)平均TTC，则该方法从步骤615转至步骤620，其中该方法确定是否使用其余(N-1)个设备的预测延迟值设置第一初级备份设备的第(n)延迟。在某些实施例中，步骤620由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤620由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。如果本申请人的方法选择使用其余(N-1)个设备的预测延迟值设置第一初级备份设备的第(n)延迟，则该方法从步骤620转至步骤710(图7)。
步骤620的决定基于先前作出且在固件中实现的策略决定。在某些实施例中，该策略决定由设备制造商作出，并且制造时在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该策略决定由系统用户作出，并且使用例如操作员输入台在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该操作员输入台与备份设备集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台与互连到备份设备的数据存储和检索系统集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台外部于备份设备以及与该备份设备互连的一个或多个数据存储和检索系统。
或者，如果本申请人的方法选择不使用其余(N-1)个设备的预测延迟值设置第一初级备份设备的第(n)延迟，则该方法从步骤620转至步骤630，其中该方法确定是否使用标准延迟调整。步骤630的决定基于先前作出且在固件中实现的策略决定。在某些实施例中，该策略决定由设备制造商作出，并且制造时在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该策略决定由系统用户作出，并且使用例如操作员输入台在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该操作员输入台与备份设备集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台与互连到备份设备的数据存储和检索系统集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台外部于备份设备以及与该备份设备互连的一个或多个数据存储和检索系统。
如果本申请人的方法在步骤630选择不使用标准延迟调整，则该方法从步骤630转至步骤680。如果本申请人的方法在步骤630选择使用标准延迟调整，则该方法从步骤630转至步骤640，其中该方法提供标准延迟调整。
在某些实施例中，步骤640的标准延迟调整设置在位于第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)内的固件如固件416中。在某些实施例中，步骤640的标准延迟调整设置在位于第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)的控制器如控制器417内的固件中。在某些实施例中，步骤640的标准延迟调整设置在位于初级数据存储和检索系统如数据存储和检索系统410(图4)的控制器如控制器411(图4)内的固件中。在某些实施例中，步骤640的标准延迟调整由主机计算机如主机计算机390(图3)提供。
本申请人的方法从步骤640转至步骤650，其中该方法确定第一初级备份设备的第(n)TTC是否大于步骤610的第(n)平均TTC。在某些实施例中，步骤650由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤650由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤650确定第一初级备份设备的第(n)TTC大于步骤610的第(n)平均TTC，则该方法从步骤650转至步骤660，其中该方法将第一初级备份设备的第(n)延迟设为第一初级备份设备的第(n-1)延迟减去步骤630的标准延迟调整。在某些实施例中，步骤660由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例申，步骤660由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤650确定第一初级备份设备的第(n)TTC不大于步骤610的第(n)平均TTC，则该方法从步骤650转至步骤670，其中该方法将第一初级备份设备的第(n)延迟设为第一初级备份设备的第(n-1)延迟加上步骤630的标准延迟调整。在某些实施例中，步骤670由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤670由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
在不存在第(n-1)延迟的情况下，即当(n)为1的情况下，本申请人的方法将第一初级备份设备的第(n)延迟设为标准延迟调整。
如果本申请人的方法在步骤630选择不使用标准延迟调整，则该方法从步骤630转至步骤680，其中该方法提供延迟调整函数。在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数由主机计算机如主机计算机390(图3)提供。在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数设置在位于第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)内的固件如固件416(图4)中。在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数设置在位于第一初级备份设备的控制器如控制器417(图4)内的固件中。
在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数包括一个查询表，其包括在步骤610确定的第(n)平均TTC与第一初级备份设备的第(n)TTC之间的各个差值即TTCagg-TTC(1)所对应的特定延迟值。在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数包括方程(1)：
    延迟＝a(TTCagg-TTC(1))+b               (1)
本申请人的方法从步骤680转至步骤690，其中该方法使用步骤680的延迟调整函数设置第(n)延迟。在某些实施例中，步骤680由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤680由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤620选择使用其余(N-1)个设备的预测延迟值设置第一初级备份设备的第(n)延迟，则该方法从步骤620转至步骤710(图7)。现在参照图7，在步骤710，本申请人的方法计算步骤610的第(n)平均TTC与其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)TTC之差。在某些实施例中，步骤710由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤710由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
在步骤720，本申请人的方法确定是否使用标准延迟调整来预测其余(N-1)个初级备份设备的延迟值。在某些实施例中，步骤720由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤720由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
步骤720的决定基于先前作出且在固件中实现的策略决定。在某些实施例中，该策略决定由设备制造商作出，并且制造时在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该策略决定由系统用户作出，并且使用例如操作员输入台在初级备份设备内的固件中实现。在某些实施例中，该操作员输入台与备份设备集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台与互连到备份设备的数据存储和检索系统集成在一起。在某些实施例中，该操作员输入台外部于备份设备以及与该备份设备互连的一个或多个数据存储和检索系统。
如果本申请人的方法在步骤720选择使用标准延迟调整来预测其余(N-1)个初级备份设备的延迟值，则该方法从步骤720转至步骤730，其中该方法提供标准延迟调整。在某些实施例中，步骤730的标准延迟调整设置在位于第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)内的固件如固件416(图4)中。在某些实施例中，步骤730的标准延迟调整设置在位于第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)的控制器如控制器417内的固件中。在某些实施例中，步骤730的标准延迟调整设置在位于初级数据存储和检索系统如数据存储和检索系统410(图4)的控制器如控制器411(图4)内的固件中。在某些实施例中，步骤730的标准延迟调整由主机计算机如主机计算机390(图3)提供。
本申请人的方法从步骤730转至步骤740，其中该方法使用步骤730的标准延迟调整预测其余(N-1)个初级备份设备的延迟值。在某些实施例中，步骤740包括对于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个使用步骤650(图6)、660(图6)和670(图6)。在某些实施例中，步骤740由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤740由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
本申请人的方法从步骤740转至步骤770，其中该方法使用步骤740的预测延迟值设置第一初级备份设备的第(n)延迟。在某些实施例中，步骤770由第一初级备份设备如初级备份设备415(图4)执行。在某些实施例中，步骤770由位于第一初级备份设备内的控制器如控制器417(图4)执行。
如果本申请人的方法在步骤720选择不使用标准延迟调整来预测其余(N-1)个初级备份设备的延迟值，则该方法从步骤720转至步骤750，其中该方法提供延迟调整函数。在某些实施例中，步骤750的延迟调整函数包括一个查询表，其包括在步骤610(图6)确定的第(n)平均TTC与第一初级备份设备的第(n)TTC之间的各个差值即TTCagg-TTC(1)所对应的特定延迟值。在某些实施例中，步骤680的延迟调整函数包括二阶方程如方程(2)：
    延迟＝a(TTCagg-TTC(1))+b              (2)
本申请人的方法从步骤750转至步骤760，其中该方法使用步骤750的延迟调整函数预测其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的延迟值。本申请人的方法从步骤760转至步骤770。
在某些实施例中，图5、6和/或7所述的各个步骤可以经过组合、删除或重新排序。
本申请人的发明还包括一种制造品，其包括一个计算机可用介质例如计算机可用介质418、423、438、443、458和/或463，其中包含有用来使用图5、6和/或7所述的步骤调整数据传输速率的计算机可读程序代码。
本申请人的发明还包括一种可与可编程计算机处理器一起使用的计算机程序产品，例如计算机程序产419、424、439、444、459和/或464，其具有使用图5、6和/或7所述的步骤调整数据传输速率的计算机可读程序代码。在某些实施例中，该计算机程序产品位于数据存储和检索系统中。在某些实施例中，该计算机程序产品位于备份设备中。在某些实施例中，该计算机程序代码实现图5、6和/或7所述的步骤。
虽然详细地举例说明了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当清楚，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变动。

Claims (10)

1.一种用来调整(N)个初级备份设备之一的数据传输速率的方法，其中所述(N)个初级备份设备中的每一个能够与一个或多个第一数据存储和检索系统以及一个或多个次级备份设备通信，其中所述一个或多个次级备份设备能够与一个或多个第二数据存储和检索系统通信，所述方法包括以下步骤：
提供所述(N)个初级备份设备中的第一初级备份设备，其中，所述第一初级备份设备能够与所述一个或多个次级备份设备中的第一次级备份设备通信；
由所述第一初级备份设备形成至少一个包括从所述一个或多个第一数据存储和检索系统接收的信息的一致事务集；
从其他(N-1)个初级备份设备中的每一个接收第(n)状态信号；
从其他(N-1)个初级备份设备中的每一个接收第(n+1)状态信号；
计算所述(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)有效带宽；
计算所述(N)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间；
计算所有(N)个初级设备的第(n)有效合计带宽；
确定所述第一初级备份设备的第(n)完成时间是否大于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间；
如果所述第一初级备份设备的第(n)完成时间大于其他(N-1)个初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间，则操作以便无延迟地将来自所述第一初级备份设备的至少一个一致事务集的全部或部分提供给所述第一次级备份设备。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述第一初级备份设备的第(n)完成时间不大于其他(N-1)个初级设备中的每一个的第(n)完成时间，则操作以便确定第(n)合计带宽是否小于第(n-1)合计带宽；
如果第(n)合计带宽不小于第(n-1)合计带宽，则操作以便确立所述第一初级备份设备的第(n)延迟；
使用所述第(n)延迟将来自所述第一初级备份设备的至少一个一致事务集的全部或部分提供给所述次级备份设备。
3.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
如果第(n)合计带宽小于第(n-1)合计带宽，则操作以便确定所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟是否大于所述第一初级备份设备的第(n-2)延迟；
如果所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟大于所述第一初级备份设备的第(n-2)延迟，则操作以便设置所述第一初级备份设备的第(n)延迟等于所述第一初级备份设备的第(n-2)延迟；
使用所述第(n)延迟将来自所述第一初级备份设备的至少一个一致事务集的全部或部分提供给所述次级备份设备。
4.如权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟不大于所述第一初级备份设备的第(n-2)延迟，则操作以便确立所述第一初级备份设备的第(n)延迟；
使用所述第一初级备份设备的所述第(n)延迟将来自所述第一初级备份设备的至少一个一致事务集的全部或部分提供给所述次级备份设备。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述确立步骤还包括以下步骤：
确定所有(N)个初级备份设备的第(n)平均完成时间；
确定所述第一初级备份设备的第(n)完成时间是否基本上等于所述第(n)平均完成时间；
如果所述第一初级备份设备的第(n)完成时间基本上等于所述第(n)平均完成时间，则操作以便设置所述第一初级备份设备的第(n)延迟等于所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述确立步骤还包括以下步骤：
提供标准延迟调整；
确定所述第一初级备份设备的第(n)完成时间是否大于所述第(n)平均完成时间；
如果所述第一初级备份设备的第(n)完成时间大于所述第(n)平均完成时间，则操作以便设置所述第一初级备份设备的所述第(n)延迟等于所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟减去所述标准延迟调整。
7.如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：
如果所述第一初级备份设备的第(n)完成时间小于所述第(n)平均完成时间，则操作以便设置所述第一初级备份设备的所述第(n)延迟等于所述第一初级备份设备的第(n-1)延迟加上所述标准延迟调整。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述确立步骤还包括以下步骤：
提供延迟调整函数；
确定所述第(n)平均完成时间与所述第一初级备份设备的第(n)完成时间之间的差值；
根据所述差值和所述延迟调整函数确立所述第一初级备份设备的第(n)延迟。
9.如权利要求5所述的方法，其中所述确立步骤还包括以下步骤：
提供标准延迟调整；
使用所述第(n)平均完成时间、(N-1)个其余初级备份设备中的每一个的第(n)完成时间和所述标准延迟调整，预测所述(N-1)个其余初级备份设备中的每一个的第(n)延迟；
根据所述(N-1)个其余初级备份设备中的每一个的预测延迟确立第一初级备份设备的第(n)延迟。
10.如权利要求2所述的方法，其中所述确立步骤还包括以下步骤：
提供延迟调整函数；
使用所述延迟调整函数预测(N-1)个延迟值，其中所述预测延迟值中的每一个与其余(N-1)个初级备份设备的不同之一相关联；
根据所述(N-1)个预测延迟值确立第一初级备份设备的第(n)延迟。
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