智能可缩放存储切换架构制造技术

本发明专利技术提供了一种利用商品、用户级别的存储设备来提供高级存储特征的系统和方法。高级存储系统是一种连接在计算机系统与一个或多个物理磁盘驱动器之间的元件。高级存储系统的主机接口将它自身作为虚拟磁盘驱动器呈现给计算机系统，它执行用户级别的存储硬件的命令，该用户级别的存储硬件为计算机系统的主机控制器所熟知。同样地，高级存储系统的存储设备将它自身驱动器作为用户级别的主机控制器呈现给一个或多个磁盘驱动，而不管与它相连的物理存储设备的实际拓扑结构是什么。该系统为用户提供了一种简单的方法来组合低成本、用户级别的硬件，用以向计算机系统添加附加的高级存储特征。

【技术实现步骤摘要】
智能可缩放存储切换架构本申请是PCT国际申请号为PCT／US2006／032454、国际申请日为2006年8月24日、中国国家申请号为200680030571.3、题为“智能可缩放存储切换架构”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2005年8月25日提交的、专利技术名称为“SMARTSCALABLESTORAGESWITCHARCHITECTURE”、申请号为60／711,863(律师案号59472-8092.US00)的美国临时专利申请的优先权，在此引用其作为参考。背景存储系统经常使用多个磁盘驱动器来提供例如容错、增加的吞吐量、增加的存储量和可扩展性的特征。例如，镜像使用了两个或多个驱动器来存储数据的复制副本，从而在其中一个驱动器出现故障时仍然可以从另一个驱动器中读取数据。条带化允许将数据划分成可同时并行写入(读出)两个或多个驱动器的部分，以提供增加的吞吐量。级联组合了两个或多个驱动器，从而允许比可从单个磁盘驱动器中获得的更高的存储量。虽然这种特征已变为在企业类存储解决方案中是通用的，但是这些特征在用户系统中仍然是罕见的。组装这种系统的成本和复杂性阻止了许多用户利用这些高级存储特征。对商品、用户级别的存储硬件的设计限制还防止用户从这些高级存储特征中获益。例如，许多计算机系统限制了可由单个主机寻址的磁盘驱动器数量。串行高级技术附加装置(SATA)1.0规范(可从www.serialata.org网页中获得)仅支持将单个磁盘驱动器连接到主机。随后添加了附加寻址方案，即SATAII端口乘法规范(可从www.serialata.org网页中获得)，它允许主机对15个物理磁盘驱动器进行寻址，但并非所有主机都支持该最新规范，而该主机计算机系统管理多个驱动器涉及对许多用户很困难的附加复杂性和配置。该最终结果就是用户无法获得易于使用、低成本且能够提供对企业类计算机系统有效的高端存储特征的硬件。概述提供了一种利用商品、用户级别的存储设备来提供高级存储特征的系统和方法。高级存储系统是一种连接在计算机系统与一个或多个物理磁盘驱动器之间的元件。高级存储系统的主机接口将它自身作为虚拟磁盘驱动器呈现给计算机系统，它执行用户级别的存储硬件的命令，该用户级别的存储硬件为计算机系统的主机控制器所熟知。同样地，高级存储系统的存储设备将它自身驱动器作为用户级别的主机控制器呈现给一个或多个磁盘驱动，而不管与它相连的物理存储设备的实际拓扑结构是什么。首先，高级存储系统接收从计算机系统到虚拟设备的命令，并将该命令映射成一个或多个物理命令。接下来，将映射的物理命令发送到物理磁盘驱动器来执行命令实体。最后，组合来自于物理磁盘驱动器的应答，并把对虚拟命令的单个应答发送回计算机系统。该系统为用户提供了一种简单的方法来组合低成本、用户级别的硬件，以向计算机系统添加高级存储特征。提供此概述是为了以简化方式介绍将在以下详细说明中进一步描述的的概念的选择。此概述并不旨在标识请求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用来限制请求保护的主题的范围。附图概述图1是示出一个实施例中的高级存储系统的元件的框图；图2示出一个实施例中的级联的高级存储系统设备的拓扑结构；图3是示出一个实施例中的对系统元件进行虚拟到物理映射的处理流程图；图4是示出一个实施例中的对元件进行虚拟到物理映射以生成虚拟响应的处理流程图；图5示出一个实施例中的各种存储架构；图6示出一个实施例中的SteelVine结构的各种应用；图7示出一个实施例中的策略与机制的分离；图8示出一个实施例中的虚拟命令向物理命令的转换；图9示出一个实施例中的SteelVine元件的逻辑层；图10示出一个实施例中的物理磁盘区域向虚拟驱动器的转换；图11示出一个实施例中的通过级联物理磁盘区域来创建虚拟驱动器；图12示出一个实施例中的存储子系统软件元件的高级视图。详细说明提供一种利用商品、用户级别的存储设备来提供高级存储特征的方法和系统。例如，高级存储系统允许使用多个现行的硬盘驱动器来提供容错存储系统。该高级存储系统是一种连接在计算机系统与一个或多个物理磁盘驱动器之间的元件。高级存储系统的主机接口将它自身作为虚拟磁盘驱动器呈现给计算机系统，该虚拟磁盘驱动器执行用户级别的存储硬件的命令，该命令为计算机系统的主机控制器所熟知。例如，高级存储系统可作为单个硬盘驱动器向计算机系统显现。同样地，高级存储系统的存储设备接口将它自身驱动器作为用户级别的主机控制器呈现给一个或多个磁盘驱动，而不管所连接的物理存储设备的实际拓扑结构是什么。例如，高级存储系统可以连接到两个物理驱动器，这两个物理驱动器作为单个虚拟磁盘驱动器向计算机系统显现，而且每一个磁盘驱动器会相信其为连接到该系统的唯一驱动器。计算机系统、高级存储系统和磁盘驱动器之间的每一个连接都形成一个数据通道。首先，高级存储系统接收从计算机系统去往虚拟驱动器的命令，并把该命令映射成一个或多个物理命令。例如，该存储系统可接收从虚拟驱动器上的一个位置中读取一兆字节数据的命令，该虚拟驱动器实际上存储在两个不同的物理驱动器。接下来，将映射的物理命令发送到物理磁盘驱动器以执行命令实质。例如，可以将虚拟读取命令分成两个单独的读取命令，这两个单独的读取命令被发送到各个物理磁盘驱动器驱动器以使其读取该数据的不同部分。最后，组合来自该物理磁盘驱动器的应答，并把对该虚拟命令的单个应答发送回计算机系统。例如，可以把从两个单独的磁盘驱动器中读取的数据组合成单个应答，就像是从单个磁盘驱动器中接收了该数据一样。为了降低成本，可以在单个芯片上提供高级存储系统。该系统为用户提供了一种简单的方法来组合低成本、用户级别的硬件以向计算机系统添加高级存储特征。在某些实施例中，在制造过程中高级存储系统被配置成提供特定的特征，以致于无需用户配置。例如，高级存储系统可被配置成级联与之相连的附加磁盘驱动器。用户购买该高级存储系统和几个硬盘驱动器。计算机系统知道随着在高级存储系统上连接每一个新的驱动器，单个虚拟驱动器的容量增加。用户甚至能够在稍后购买附加的驱动器来添加更大的存储容量，而无需重新配置主机系统。还可以将高级存储系统配置成提供镜像以防止丢失数据。当用户连接附加的硬盘驱动器时，每一个硬盘驱动器上的数据被镜像到其他驱动器上，从而在一个驱动器出现故障时，可以在另一个磁盘驱动器上存取(例如，读出、写入等)数据。可以通过一系列的硬件管脚或跳线，或者在制造过程中使特定的固件图像闪存到系统，来配置高级存储系统。例如，系统可使用策略表来以性能指示的方式指定配置信息。当设备内的控制逻辑达到判定点且必须从多种可能性中选择一种做法时，参考该表并执行由该表指定的动作。这允许仅通过修改策略表的内容来使用相同的硬件以暴露不同的特征。还可提供硬件管脚来超驰策略表内特定的策略以允许附加的可配置性，而无需修改该策略表。在某些实施例中，可以级联高级存储系统与其他这种系统来提供附加的存储特征。例如，高级存储系统的一个实例可被连接到主机计算机系统，而高级存储系统的另一个实例可被连接到该第一实例。这样，就可由普通用户轻易地组合复杂的存储拓扑结构。例如，高级存储系统的配置成级联与之相连的设备的实例可被连接到主机控制器，而其他被配置成对相连的驱动器提供镜像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：开关存储系统，其被中间地耦合在计算机系统与物理存储介质之间，以使得所述计算机系统将所述物理存储介质识别为一个或多个虚拟存储介质，每个虚拟存储介质用于包含一组物理存储介质且每个虚拟存储介质用于实现存储硬件的命令；所述物理存储介质用于将所述开关存储系统识别为与所述物理存储介质的拓扑结构无关的主机控制器；以及所述开关存储系统用于接收来自所述计算机系统的虚拟命令并将所述虚拟命令映射成一个或多个物理命令，以及将所述物理命令传达给所述物理存储介质，所述开关存储系统用于响应于所述物理命令的执行接收来自所述物理存储介质的应答，以及将所述应答作为单个虚拟应答传达给所述计算机系统，其中所述开关存储系统将所述应答作为单个虚拟应答来传达把所述主机与所述开关存储系统之间的确认周期同所述开关存储系统与所连接的设备之间的确认周期分隔开。

【技术特征摘要】
2005.08.25 US 60/711,8631.一种存储系统，包括：开关存储系统，其被中间地耦合在计算机系统与物理存储介质之间，以使得所述计算机系统将所述物理存储介质识别为一个或多个虚拟存储介质，每个虚拟存储介质用于包含一组物理存储介质且每个虚拟存储介质用于实现存储硬件的命令；所述物理存储介质用于将所述开关存储系统识别为与所述物理存储介质的拓扑结构无关的主机控制器；以及所述开关存储系统用于接收来自所述计算机系统的虚拟命令并将所述虚拟命令映射成一个或多个物理命令，以及将所述物理命令传达给所述物理存储介质，所述开关存储系统用于响应于所述物理命令的执行接收来自所述物理存储介质的应答，以及将所述应答作为单个虚拟应答传达给所述计算机系统，其中所述开关存储系统将所述应答作为单个虚拟应答来传达把所述主机控制器与所述开关存储系统之间的确认周期同所述开关存储系统与所连接的设备之间的确认周期分隔开。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关存储系统通过对指示成功的请求作出响应隐藏对失败于所述计算机系统的物理命令的重新尝试，然后重试所述物理命令。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，重试所述物理命令失败，所述开关存储系统报告整个存储操作失败。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关存储系统用于从所述计算机系统接收一个以上未完成虚拟命令。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述开关存储系统用于提供固定数目的未完成虚拟命令，其被动态分配给每个虚拟存储介质的可变数目的未完成命令。6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关存储系统用于将相同物理存储介质映射成多个虚拟存储介质。7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关存储系统用于为所述虚拟存储介质中的每一个合成恰当的标识结构。8.一种存储系统，包括：开关存储系统，其被中间地耦合在计算机系统与一个或多个物理存储介质之间，以使得所述计算机系统将所述一个或多个物理存储介质识别单个虚拟存储介质，所述单个虚拟存储介质实现存储硬件的命令；所述一个或多个物理存储介质用于将所述开关存储系统识别为与所述一个或多个物理存储介质的拓扑结构无关的主机控制器；所述开关存储系统被配置成接收来自所述计算机系统的虚拟命令并将所述虚拟命令映射成一个或多个物理命令，所述一个或多个物理命令中的第一物理命令被寻址到所述一个或多个物理存储介质中的第一个，并且将所述第一物理命令传达给所述第一物理存储介质；所述开关存储系统用于响应于所述一个或多个物理命令的执行接收来自所述一个或多个物理存储介质的一个或多个物理应答，所述一个或多个物理应答中的第一物理应答来自所述第一物理存储介质，以及将所述物理应答作为单个虚拟应答传达给所述计算机系统；以及所述开关存储系统用于将第二物理存储介质整合到所述一个或多个物理存储介质，其中所述开关存储系统整合所述第二物理存储介质把自身自动重新配置成改变虚拟命令至一个或多个物理命令的映射，以使得所述计算机系统将所述一个或多个物理存储介质识别为单个虚拟存储介质，所述单个虚拟存储介质实现存储硬件的命令。9.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·诺斯科特，J·G·汉科，B·K·舒米特，
申请(专利权)人：晶像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：