主动到主动磁盘阵列控制器间经验证的存储器到存储器数据转送制造技术

公开一种用于执行有效率镜像后置写入操作的系统，并具有通过快速周边元件扩展接口（ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ）连接来通信第一及第二磁盘阵列控制器，该第一总线桥接器传送ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ存储器写入请求处理层数据包（ＴＬＰ）至该第二总线桥接器，该ＴＬＰ包头包含指示是否该第一中央处理器请求验证，验证该载荷数据写入至该第二写入高速缓冲存储器，若该指示请求该验证，该第二总线桥接器在写入该载荷数据至该第二写入高速缓冲存储器后，自动地传送该验证至该独立于该第二中央处理器的第一总线桥接器，该经过验证的转送可用于在ＲＡＩＤ控制器上的写入高速缓存目录的有效及／或无效的镜像备份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及镜像磁盘阵列控制器领域，具体涉及在其间有效 率的存储器对存储器的数据交换。
技术介绍
现今，在大多数计算机系统中，磁盘阵列(RAID系统)已成为大 量储存系统中的优势形式，并使用在各种需要高效能、大储存容量、 及/或高数据利用性的应用装置，例如交易处理、银行、医疗装置、 数据库服务器、因特网服务器、电子邮件服务器、科学计算、及其他 装置的主机。 一个RAID控制器控制一组多重物理磁盘驱动器以单一 逻辑磁盘驱动器(或多重逻辑驱动器)的形式来当作计算机操作系统， RAID控制器实现数据分割及数据冗余的技术来增加效能及数据的可 用性。在RAID系统中一种用以提供高数据可用性的技术是在系统中 涵盖冗余容错RAID控制器，提供冗余容错RAID控制器代表着提供 两个或多个控制器，因此若这些控制器的其中一个失效时，其他冗余 控制器之一仍继续执行失效控制器的功能。举例来说， 一些RAID控 制器包含冗余热插拔字段替换单元(FRU)，因此当一个控制器失效时， FRU在许多状况下能快速的替换以回复系统至原来数据可用性等级。RAID控制器的一个重要的特征特别是在于某些应用装置，例如 交易处理或大量数据流的即时数据捕捉方面能提供快速写入效能，更 特别地，若写入延迟相当小的时候，计算机系统的整体效能会大幅增 加，写入延迟为RAID控制器从计算机系统完成写入请求的时间。许多RAID控制器包含一个相当大的高速缓冲存储器，用以自磁 盘驱动器来高速缓存用户数据，若请求的数据在高速缓冲存储器中， 高速缓存数据致能RAID控制器来快速地传回数据至计算机系统，这是因为RAID控制器不需要从系统驱动器来执行读取数据的冗长操 作，高速缓冲存储器可通过启动常用的后置写入操作或写入高速缓存 操作来实施以减少延迟的请求。在后置写入操作中。RAID控制器接 收由计算机系统指定从计算机系统至RAID控制器高速缓冲存储器 的数据，然后即使RAID控制器尚未写入数据至磁盘驱动器中，也立 刻通知计算机系统该写入请求已完成。因为在一些冗余RAID等级 中，对于磁盘驱动器的读取-修改-写入操作必须被执行已完成系统写 入请求，后置写入在RAID控制器中便特别有用。此即，不仅仅是被 指定的系统数据必须写入磁盘驱动器，同时一些磁盘驱动器也必需在 用户数据与冗余数据写入至磁盘前读取，在缺乏后置写入的好处时， 会导致RAID控器的写入延迟甚至会比非RAID控制器更长。然而，在用户数据写入至磁盘驱动器前，在磁盘阵列控制器失效 的情形下，后置写入操作使得系统对于数据损失变得非常脆弱。在磁 盘阵列控制系统中，写入高速缓存RAID控制器为了降低数据损失的 可能性，用户数据写入至RAID控制器双方，因此若一个控制器失效 时，其他控制器能使后置写入数据挤出至磁盘，把用户数据写入至 RAID控制器双方的写入高速缓存一般称为镜像写入操作，若启动写 入告示时，该操作为一镜像后置写入操作。镜像后置写入操作需要介于两控制器间的通信，以提供介于两控 制器的高速缓存间的同步，来确保正确的用户数据已写入至磁盘驱动 器。此高速缓存同步可能缺乏效率，特别是，通信会在镜像后置写入 操作引入额外的延迟，并会在RAID控制器上消耗中央处理器的精确 处理带宽，因此，需要有一种更有效率的装置，用来在冗余RAID控 制器系统中执行镜像后置写入操作。
技术实现思路
本专利技术提供一种用以在PCI-Express连接上执行自主RAID控制 器经过验证的存储器对存储器的数据转送至第二 RAID控制器，其中 在第二 RAID控制器上的总线桥接器自动地传回递送授权至主RAID 控制器上的总线桥接器，以指示成功地写入数据至第二高速缓冲存储器，而不需要涉及在第二RAID控制器上的中央处理器，并且，当主 总线桥接器接收到递送授权时，终止主中央处理器以指示该数据已成 功地写入第二高速缓存处理器。该经验证的存储器对存储器转送可实 施例如在镜像后置写入操作期间，执行写入高速缓存目录的镜像备份 的有效率的有效/失效，因为第二中央处理器不需要涉及写入高速缓 存目录的有效及/或无效，此操作便更有效率。本专利技术的一个目的为提供系统，用以执行镜像后置写入操作，该 系统包含第一及第二磁盘阵列(RAID)控制器以通过PCI-Express连接 来通信，各个RAID控制器包含一个中央处理器、 一个写入高速缓冲 存储器、以及一个连接至中央处理器、写入高速缓冲存储器、及通信 连接的总线桥接器。此第一总线桥接器用以传送在连接上的 PCI-Express存储器写入请求处理层数据包(TLP)至该第二总线桥接 器，该TLP包括载荷数据及包头，该包头包括指示是否通过第一中 央处理器来请求验证。若指示请求验证时，在写入载荷数据至第二写 入高速缓冲存储器后，第二总线桥接器自动地传送验证至独立于第二 中央处理器的第一总线来桥接器，第一总线桥接器产生中断信号至第 一中央处理器以响应接收了该验证。本专利技术的另一 目的为提供了一种方法在PCI-Express连接来执行 第一及第二磁盘阵列(RAID)间经过验证的存储器对存储器转送操作， 各个RAID控制器包含一个中央处理器、 一个写入高速缓冲存储器、 以及一个连接至中央处理器、写入高速缓冲存储器、及通信连接的总 线桥接器。此方法包含第一总线桥接器传送在连接上的PCI-Express 存储器写入请求处理层数据包(TLP)至第二总线桥接器，TLP包含载 荷数据与包头，该包头包含指示是否通过第一中央处理器来请求验 证，该验证用来验证载荷数据已写入至第二写入高速缓冲存储器。此 方法还包含第二总线桥接器决定是否指示请求该验证，此方法还包含 若指示请求验证时，在写入载荷数据至第二写入高速缓存后，第二总 线桥接器自动地传送验证至独立于第二中央处理器的第一总线桥接 器，此方法还包含第一总线桥接器产生重置信号至第一中央处理器以 响应验证的接收。本专利技术的又一 目的为提供一种总线，该总线用以实现(instantiated)各个主及从磁盘阵列(RAID)控制器在PCI-Express连 接上通信，此总线桥接器包括一个用以连接PCI-Express连接的 PCI-Express接口，此总线桥接器还包含一个用以连接至各自RAID 控制器的中央处理器的本地总线接口。本专利技术还包括用以连接各自 RAID控制器的写入高速缓冲存储器的存储器总线接口 ，此总线连接 器还包含连接并用以控制PCI-Express接口、本地总线接口、及存储 器总线接口的控制逻辑，主控制逻辑控制主PCI-Express接口以传送 在连接上的PCI-Express存储器写入请求处理层数据包(TLP)， TLP包 含载荷数据和包头，该包头包括指示是否通过主中央处理器来请求验 证，该验证用来验证在数据已写入至从写入高速缓冲存储器，从控制 逻辑决定是否通过从PCI-Express接口所接收的指示来请求验证，若 指示请求该验证时，在控制从存储器总线接口以写入载荷数据至从存 储器后，自动地控制从PCI-Express接口传送在独立于从中央处理器 的连接上的验证，该主控制逻辑控制本地总线接口以产生中断信号至 中央处理器以响应主PCI-Express接口接收该验证。附图说明图1示出根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以执行镜像后置写入操作的系统，包含；　　　　第一及第二磁盘阵列（ＲＡＩＤ）控制器，该第一及第二磁盘阵列通过ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ（快速周边元件扩展接口）连接来通信，每个该第一及第二磁盘阵列均包含中央处理器、写入高速缓冲存储器、以及连接至该中央处理器、该写入高速缓冲存储器及该通信连接的总线；　　　　其中该第一总线桥接器用以传送在该连接上的ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ存储器写入请求处理层数据包（ＴＬＰ）至该第二总线桥接器，该ＴＬＰ包含载荷数据及一包头，该包头包含是否由该第一中央处理器来请求验证的指示，该验证用以验证已将该载荷数据写入至该第二写入高速缓冲存储器；　　　　其中若该指示请求该验证时，在写入该载荷数据至该第二写入高速缓冲存储器后，该第二总线桥接器用以自动地传送该验证至独立于该第二中央处理器的该第一总线桥接器；以及　　　　其中该第一总线桥接器用以产生中断信号至该第一中央处理器，来响回该验证的接收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-27 60/694,443;US 2005-12-22 11/317,5041.一种用以执行镜像后置写入操作的系统，包含；第一及第二磁盘阵列(RAID)控制器，该第一及第二磁盘阵列通过PCI-Express(快速周边元件扩展接口)连接来通信，每个该第一及第二磁盘阵列均包含中央处理器、写入高速缓冲存储器、以及连接至该中央处理器、该写入高速缓冲存储器及该通信连接的总线；其中该第一总线桥接器用以传送在该连接上的PCI-Express存储器写入请求处理层数据包(TLP)至该第二总线桥接器，该TLP包含载荷数据及一包头，该包头包含是否由该第一中央处理器来请求验证的指示，该验证用以验证已将该载荷数据写入至该第二写入高速缓冲存储器；其中若该指示请求该验证时，在写入该载荷数据至该第二写入高速缓冲存储器后，该第二总线桥接器用以自动地传送该验证至独立于该第二中央处理器的该第一总线桥接器；以及其中该第一总线桥接器用以产生中断信号至该第一中央处理器，来响回该验证的接收。2. 如权利要求1所述的系统，其中该指示包含由该第二总线桥接 器解释为该指示的该TLP包头的字段的预定位。3. 如权利要求2所述的系统，其中该TLP包头的该字段的该预 定位的该指示包含由该第二总线桥接器解释为该指示的该TLP包头 的该地址字段的预定地址位。4. 如权利要求3所述的系统，其中该PCI-Express存储器写入请 求TLP具有具数据格式的4双字包头，其中该预定地址位为该地址 字段的第63至32位之一。5. 如权利要求3所述的系统，其中该PCI-Express存储器写入请求TLP具有具有数据格式的3双字包头，其中该预定地址位为该地 址字段的第31位。6. 如权利要求1所述的系统，其中该第二总线桥接器包含用以 储存该地址范围的储存元件，其中该指示包含在该TLP包头内的存 储器地址用来指定在该第二写入高速缓存内的该载荷数据的目的地， 其中若该存储器地址在该地址范围内时，该指示用以指示来请求该验 证。7. 如权利要求6所述的系统，其中该第二中央处理器用以在该 第二磁盘阵列控制器的起始时间将该地址范围写入至该储存元件中。8. 如权利要求1所述的系统，其中该载荷数据包含该写入高速 缓存的一个目录的一部分，指示该写入高速缓存的一个或多个写入高 速缓存缓冲器是否有效。9. 如权利要求8所述的系统，其中该第一中央处理器配置以执行命令该第一总线桥接器自该第一写入高速缓存转移该目录的该 部分至该第二写入高速缓存并产生该中断信号至该第一中央处理器 以响应该验证的接收，其中该第一总线桥接器用以传送在该连接上的 该PCI-Express存储器写入请求TLP至该具有该指示设定为预定值以 请求该验证的第二总线桥接器，来响应来自该第一中央处理器的该命 令；以及在命令该第一总线桥接器传送该目录的该部分前，使在该目录的 该部份内的该一个或多个写入高速缓存缓冲器无效。10. 如权利要求9所述的系统，其中该第一总线桥接器用以执行 写入后置写入数据至该第一写入高速缓存并广播该后置写入数据的备份至该第二总线桥接器，用以在产生该中断信号至该第一中央处理器后写入至该第二写入高速缓存。11. 如权利要求10所述的系统，其中该第一中央处理器进一步用以执行在该第一总线桥接器广播该后置写入数据的该备份至该第二总 线桥接器后，使在该目录的该部份内的该一个或多个写入高速缓存缓 冲器无效；以及命令该第一总线桥接器以传送该目录的该无效部分自该第一写 入高速缓存至该第二写入高速缓存并在该目录的该部份内的该一个 或多个写入高速缓存缓冲器无效后，产生第二中断信号至该第一中央 处理器来响应第二该验证的接收。12. 如权利要求11所述的系统，其中该第一中央处理器用以执行在命令该第一总线桥接器自该第一写入高速缓存转送该目录的 该有效部分至该第二写入高速缓存后，在该目录的该部分填入信息来 指定连接该第一与第二磁盘阵列控制器的磁盘驱动器阵列的一个磁 盘驱动器及该后置写入数据的该磁盘驱动器上的目的位置。13. 如权利要求11所述的系统，其中该第一处理器单元进一步 用以执行发送相关于镜像后置写入操作的良好状态至连接至该第一磁盘 阵列控制器的主机计算机，以响应自该第一总线桥接器接收的该第二 中断。14. 如权利要求10所述的系统，其中该第一磁盘阵列控制器还 包含主机接口，连接至该第一总线桥接器，该主机接口用以接收自连 接至该第一磁盘阵列控制器的主机计算机所接收的该后置写入数据， 并写入该后置写入的写入数据至该第一总线桥接器，其中该第一总线桥接器写入后置写入数据至该第一写入高速缓存并且广播该后置写 入数据的该备份以响应该主机接口写入该后置写入的写入数据至该 第一总线桥接器。15. 如权利要求9所述的系统，其中该第一中央处理器用以执行: 在命令该第一总线桥接器转送该目录的该部分后，开始运行计时器；以及决定该第一总线桥接器在预定时间内是否不产生该中断信号至 该第一中央处理器。16. 如权利要求8所述的系统，其中该第一中央处理器用以执行: 命令该第一总线桥接器将来自该第一写入高速缓存的该目录的该部分转送至该第二写入高速缓存并产生该中断信号至该第一中央 处理器以响应该验证的接收，其中该第一总线桥接器用以转送在该连 接上的该PCI-Express存储器写入请求TLP至该具有该指示设定为预 定值以请求该验证的第二总线桥接器，以响应来自该第一中央处理器 的该命令；以及在命令该第一总线桥接器传送该目录的该部分前，使在该目录的 该部份内的该一个或多个写入高速缓存缓冲器无效。17. 如权利要求16所述的系统，其中该第一中央处理器进一步 用以执行在命令该第一总线桥接器自该第一写入高速缓存转送该目录的 该有效部分至该第二写入高速缓存前，在该目录的该部分填充信息来 指定连接该第一与第二磁盘阵列控制器的磁盘驱动器阵列的一个磁 盘驱动器及该后置写入数据的该磁盘驱动器上的目的位置。18. 如权利要求16所述的系统，其中该第一中央处理器进一步 用以执行发送相关于镜像后置写入操作的良好状态至连接至该第一 RAID控制器的主机计算机，以响应由自该第一总线桥接器接收的该第二中 断。19. 如权利要求16所述的系统，其中该第一总线桥接器用以执行写入后置写入数据至该第一写入高速缓存并广播该后置写入数 据的备份至该第二总线桥接器，用以在第一中央处理器命令该第一总 线桥接器传送该目录的该部分前写入该第二写入高速缓存。20. 如权利要求19所述的系统，其中该第一中央处理器进一步 用以执行在该第一总线广播该后置写入数据的备份至该第二总线桥接器 前，使在该目录的该部份内的该一个或多个写入高速缓存缓冲器无 效；以及在使该目录的该部份内的该一个或多个写入高速缓存缓冲器无 效后，命令该第一总线桥接器自该第一写入高速缓存转移该目录的该 无效部分至该第二写入高速缓存并产生第二中断信号至该第一中央 处理器以响应第二该验证的接收。21. 如权利要求19所述的系统，其中该第一磁盘阵列控制器包含主机接口，连接至该第一总线桥接器，该主机接口用以接收自连 接至该第一磁盘阵列控制器的主机计算机所接收的该后置写入数据， 并写入该后置写入数据至该第一总线桥接器，并广播该后置写入数据 的该备份以响应该主机接口写入该后置写入的写入数据至该第一总 线桥接器。22. 如权利要求l所述的系统，其中该载荷数据包含RAID 5奇 偶校验数据记录。23. 如权利要求1所述的系统，其中该验证包含第二 PCI-Express TLP。24. 如权利要求23所述的系统，其中该第二TLP包头包含第二 指示来验证该载荷数据已写入至该第二写入高速缓冲存储器。25. 如权利要求24所述的系统，其中该第二PCI-ExpressTLP包 含PCI-Express存储器写入请求TLP。26. 如权利要求25所述的系统，其中该第二指示包含当该载荷 数据已写入至该第二写入高速缓冲存储器时，由该第一总线桥接器解 释为该第二指示验证的该存储器写入请求TLP包头的字段的预定位。27. 如权利要求24所述的系统，其中该第一总线桥接器包含用 以储存该地址范围的储存元件，其中该第二指示包含在该TLP包头 内的存储器地址，其中若该存储器地址在该地址范围内时，该第二指 示验证该载荷数据已写入至该第二写入高速缓冲存储器。28. 如权利要求23所述的系统，其中该第二 PCI-Express TLP包 含PCI-Express厂商定义消息TLP。29. 如权利要求23所述的系统，其中该第二 PCI-Express TLP包 含PCI-Express消息信号中断消息TLP。30. 如权利要求1所述的系统，其中该第一总线桥接器包含 计时器，用以当该第一总线桥接器传送在该连接上的该PCI-Express存储器写入请求TLP至该第二总线桥接器时开始运转， 其中若该第一总线桥接器在预定时间内未能自该第二总线桥接器接 收该验证时，该第一总线桥接器用以中断该第一中央处理器。31. —种方法，用以在通过PCI-Express连接进行通信的第一与 第二磁盘阵列控制器之间执行经验证的存储器对存储器的转送操作， 该第一及第二磁盘阵列的每一个均包含中央处理器、写入高速缓冲存 储器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：PA阿什莫尔，IR戴维斯，G梅因，RW维德，
申请(专利权)人：达西系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]