冗余存储虚拟化计算机系统技术方案

本发明专利技术提供一种冗余存储虚拟化计算机系统，其包含有：一主机，用来发出输出入请求；一组冗余存储虚拟化控制器，耦接至该主机，用以执行输出入操作，以响应该主机所发出的输出入请求；以及多个实体存储装置，用来提供存储空间给该计算机系统。其中，每一个实体存储装置是耦接至该组冗余存储虚拟化控制器，该组冗余存储虚拟化控制器包含有一第一、与一第二存储虚拟化控制器，其皆耦接至主机，且第一、第二存储虚拟化控制器间是藉由ＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓ连结进行通信，在该组冗余存储虚拟化控制器中，当其中一存储虚拟化控制器离线时，另一个存储虚拟化控制器将接替该离线存储虚拟化控制器原先所执行的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冗余存储虚拟化计算机系统(redundant storagevirtualization computer system)，特别涉及一种利用本地总线(local bus)作为二存储虚拟化控制器间连结的冗余存储虚拟化计算机系统。
技术介绍
所谓存储虚拟化(storage virtualization)是一种将实体存储空间虚拟化的技术，其是将实体存储装置(PSD，physical storage devices)的不同区段结合成可供一主机系统存取使用的逻辑存储体(logical storage entity)-在此称为「逻辑媒体单元」(LMU，logical media unit)。该技术主要用于磁盘阵列(RAID)存储虚拟化，经由此磁盘阵列的技术，可将较小实体存储装置结合成为容量较大、可容错、高效能的逻辑媒体单元。存储虚拟化控制器(SVC，storage virtualization controller)的主要目的是将实体存储媒体的各区段的组合映像(map)形成一主机系统可见的逻辑媒体单元。由该主机系统发出的输出入(IO)请求在接收之后会先被剖析并解译，且相关的操作及数据会被编译成实体存储装置的输出入请求。这个过程可以是间接地，例如运用快取、延迟(如回写(write-back))、预期(anticipate)(如先读(read-ahead))、群集(group)等操作来加强效能及其它的操作特性，因而一主机输出入请求并不一定是以一对一的方式直接对应于实体存储装置输出入请求。外部(或可称为独立式(stand-alone))存储虚拟化控制器是一种经由输出入接口连接于主机系统的存储虚拟化控制器，且其可连接至位于主机系统外部的装置，一般而言，外部存储虚拟化控制器通常是独立于主机进行运作。将一对存储虚拟化控制器配置成一冗余对的主要动机是为了即使是在单一个存储虚拟化控制器发生故障或是失效的情形下，主机依旧可以连续不中断地执行数据存取工作，此是可利用在此等存储虚拟化控制器中加入一功能以使得其中一个控制器发生障碍或完全失能的情形下另一个控制器可接管其工作而实现。冗余存储虚拟化控制器对的组态的分为两类，第一类是主动-待命模式(active-standby)，在此模式中，其中一个存储虚拟化控制器(一般称为主要存储虚拟化控制器)对存储虚拟化子系统中的所有逻辑媒体单元的所有输出入请求进行呈现、管理及处理，而另一存储虚拟化控制器(一般称作次要存储虚拟化控制器)将仅是处于待命状态(stand by)，而于主要存储虚拟化控制器发生障碍或失能时，随时接替主要存储虚拟化控制器。第二种是主动-主动模式(active-active)，在此模式中，此两个存储虚拟化控制器同时对此存储虚拟化子系统中的各种逻辑媒体单元的输出入请求进行呈现、管理及处理。在主动-主动模式中，上述二存储虚拟化控制器一直都准备在另一个存储虚拟化控制器因故障(malfunction)而导致发生障碍或失能的情况下接管对方。主动-主动模式，通常提供较好的效能，因为其两个存储虚拟化控制器的资源(例如中央处理器(CPU，central processing unit)时间、内部总线频宽…等)与单一存储虚拟化控制器相比可负荷较多的输出入请求服务。然不论是主动—被动模式或者是主动—主动模式，冗余存储虚拟化计算机系统的一个基本功能就是在一存储虚拟化控制器发生状况时，另一个存储虚拟化控制器得以接替(Take Over)发生状况的存储虚拟化控制器的工作，例如继续完成存取直接存取存储装置中的数据。因此要能建构冗余存储虚拟化计算机系统，其存储虚拟化控制器间首先必须要能建立一个控制器间通信信道(ICC，inter-controller communications channel)，藉由此通信信道得以传送信息；再者，每个存储虚拟化控制器亦必须得以随时知悉其同伴的存储虚拟化控制器的目前工作信息，也就是说两控制器间其数据几乎必须是同步且一致，如此才能于其同伴发生状况时得以接替其工作而实现冗余之效。而对于建立控制器间通信信道此部分，目前一般是采用光纤信道仲裁循环(FC-AL)或小型计算机系统接口(SCSI，parallel small computer systeminterface)或序列先进技术接取接口(SATA，serial advanced technologyattachment)等通信连结，采用这些连结的主要因素是在于这些连结所具有的支持长距离与可外接缆线而利于二独立装置间联机等特性。请参阅图1，主要显示一种现有冗余存储虚拟化系统的存储虚拟化控制器的方块图。其中，第一存储虚拟化控制器100内是具有一冗余控制器通信(RCC，redundant controller communication)连结控制器136，用以建立与第二存储虚拟化控制器100’间的通信信道ICC。由于二控制器100，100’间的通信信道ICC是采用光纤信道仲裁循环(FC-AL)或SCSI或SATA等通信连结，与控制器内电路所采用的本地总线(local bus)不同，因此，在该控制器间通信信道(ICC)两端在这些控制器中势必得设置一作为转换内部总线与该ICC外部连结接口或缓冲的RCC连接控制器136，因此使得整体电路相形复杂，成本亦高。再者，对解决每个存储虚拟化控制器必须随时知悉其同伴(另一存储虚拟化控制器)的目前工作信息以及维持两外部存储虚拟化控制器间数据同步且一致的问题，原则上当存储虚拟化控制器的数据有所变化时，此变化就得让其同伴知道，使二存储虚拟化控制器几乎可维持同步，进而一存储虚拟化控制器发生状况时，另一存储虚拟化控制器得以在几乎没有数据时间差的情况下完全成功接管。因此，在某些情况下在通信信道ICC上的数据传输系相当频繁，无疑的将可能会加重存储虚拟化控制器内中央处理器的工作量，使得其效能大幅受到影响，因此，如何处理通信信道ICC上的数据传输亦成为一个很重要的课题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种得以简化电路、降低成本的冗余存储虚拟化计算机系统。本专利技术是揭露一种计算机系统，包含有一主机，用来发出输出入请求；一组冗余存储虚拟化控制器，是用于执行输出入操作以响应主机发出的输出入请求，其包括有耦接至主机的一第一与一第二存储虚拟化控制器，此第一与第二存储虚拟化控制器间是利用一本地总线(local bus)进行通信；以及一组实体存储装置，耦接于这些存储虚拟化控制器，是用来提供此计算机系统存储空间；其中，当第一存储虚拟化控制器发生状况时，第二存储虚拟化控制器将自动地接替发生状况的第一存储虚拟化控制器原先执行的功能。本专利技术亦揭露一种存储虚拟化子系统，包含有一组冗余存储虚拟化控制器，是用于执行输出入操作以响应一主机发出的输出入请求，其包括有用来耦接至主机的一第一与一第二存储虚拟化控制器，此第一与第二存储虚拟化控制器间是利用一本地总线(local bus)进行通信；以及一组实体存储装置，耦接于这些存储虚拟化控制器，是用来提供计算机系统存储空间；其中，当第一存储虚拟化控制器发生状况时，则第二存储虚拟化控制器将自动地接替发生状况的第一存储虚拟化控制器原先执行的功能。依据实施例的一特色，前述本专利技术的计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机系统，包含有：一主机，用来发出输出入请求；一组冗余存储虚拟化控制器，是用于执行输出入操作以响应该主机发出的输出入请求，其包括有耦接至该主机的一第一与一第二存储虚拟化控制器，该第一与该第二存储虚拟化控制器间是利用一本 地总线进行通信；以及　一组实体存储装置，耦接于这些存储虚拟化控制器，是用来提供该计算机系统存储空间；其中，当该第一存储虚拟化控制器发生状况时，该第二存储虚拟化控制器将自动地接替该发生状况的第一存储虚拟化控制器原先执行的功能。

【技术特征摘要】
US 2005-1-13 60/593,425;US 2005-5-16 60/594,8981.一种计算机系统，包含有一主机，用来发出输出入请求；一组冗余存储虚拟化控制器，是用于执行输出入操作以响应该主机发出的输出入请求，其包括有耦接至该主机的一第一与一第二存储虚拟化控制器，该第一与该第二存储虚拟化控制器间是利用一本地总线进行通信；以及一组实体存储装置，耦接于这些存储虚拟化控制器，是用来提供该计算机系统存储空间；其中，当该第一存储虚拟化控制器发生状况时，该第二存储虚拟化控制器将自动地接替该发生状况的第一存储虚拟化控制器原先执行的功能。2.如权利要求1所述的计算机系统，其中，该本地总线是为下列之一者周边组件连结总线、周边组件连结扩充总线及周边组件连结快捷总线3.如权利要求1所述的计算机系统，其中，该本地总线是采用下列之一的方式连接该二存储虚拟化控制器外接及背板。4.如权利要求1所述的计算机系统，其中，该第一与该第二存储虚拟化控制器各包括一本地总线接口，用以建立该第一与第二存储虚拟化控制器间的该本地总线通信信道。5.如权利要求4所述的计算机系统，其中，该二本地总线接口各位于一中央处理器芯片组，且利用该二中央处理器芯片组的至少一者的接脚设定来使得该二本地总线接口的一者去改变其操作模式，以使这些存储虚拟化控制器的本地总线接口之间得以建立联机。6.如权利要求4所述的计算机系统，其中，是利用软件来填写该二本地总线接口的一者的寄存器而使得该本地总线接口去改变操作模式，以使这些存储虚拟化控制器的本地总线接口得以建立联机。7.如权利要求4所述的计算机系统，其中，这些本地总线接口更具有交叉连结的特征。8.如权利要求7所述的计算机系统，其中，这些本地总线接口的至少一者是执行一自动转换机制，是利用该交叉连结的特征来转换接口的操作模式，以使该第一与第二存储虚拟化控制器间能建立联机。9.一种存储虚拟化子系统，包含有一组冗余存储虚拟化控制器，是用于执行输出入操作以响应一主机发出的输出入请求，其包括有用来耦接至该主机的一第一与一第二存储虚拟化控制器，该第一与该第二存储虚拟化控制器间是利用一本地总线进行通信；以及一组实体存储装置，耦接于这些存储虚拟化控制器，是用来提供该计算机系统存储空间；其中，当该第一存储虚拟化控制器发生状况时，则该第二存储虚拟化控制器将自动地接替该发生状况的第一存储虚拟化控制器原先执行的功能。10.如权利要求9所述的子系统，其中，该本地总线是采用下列之一方式连接该二存储虚拟化控制器缆线，及背板。11.如权利要求9所述的子系统，其中，该本地总线是为下列之一者周边组件连结总线、周边组件连结扩充总线及周边组件连结快捷总线。12.如权利要求9所述的子系统，其中，该第一与该第二存储虚拟化控制器各包括一本地总线接口，用以建立该第一与第二存储虚拟化控制器间的该本地总线通信信道。13.如权利要求12所述的子系统，其中，该二本地总线接口各位于一中央处理器芯片组，且利用该二中央处理器芯片组的至少一者的接脚设定来使得该二本地总线接口的一者去改变其操作模式，以使这些存储虚拟化控制器的本地总线接口之间得以建立联机。14.如权利要求12所述的子系统，其中，是利用软件来填写该二本地总线接口的一者的寄存器而使得该本地总线接口去改变操作模式，以使这些存储虚拟化控制器的本地总线接口之间得以建立联机。15.如权利要求12所述的子系统，其中，这些本地总线接口更具有交叉连结的特征。16.如权利要求15所述的子系统，其中，这些本地总线接口的至少一者是执行一自动转换机制，是利用该交叉连结的特征来转换接口的操作模式，以使该第一与第二存储虚拟化控制器间能建立联机。17.一种存储虚拟化控制器，是包含有一中央处理电路，用以执行输出入操作以响应一主机的输出入请求，且可利用一本地总线耦接于另一存储虚拟化控制器；至少一输出入装置连结控制器，耦接于该中央处理电路；至少一主机端输出入装置端口，设置在该至少一输出入装置连结控制器的一者中，用来耦接至该主机；至少一装置端输出入装置端口，设置在该至少一输出入装置连结控制器的一者中，用来耦接至至少一实体存储装置；以及一内存，是连接于该中央处理电路，是用来缓冲传送于该主机及该实体存储装置之间通过该中央处理电路的数据。18.如权利要求17所述的存储虚拟化控制器，其中，该中央处理电路包含有一中央处理器；以及一中央处理器芯片组，该中央处理器芯片组是用以做为该中央处理器与其它电子组件间的接口，是包括有一第一本地总线接口，是经由该本地总线耦接于该另一存储虚拟化控制器；一内部主要总线，作为该中央处理器芯片组内各主要电子组件间的通信连结，用以在其间通联数据信号及控制信号；一中央处理器接口，用以耦接至该中央处理器与该内部主要总线，作为该中央处理器与其它电子组件间的沟通接口；一内存控制器，用以耦接至该内存与该内部主要总线，当该内存控制器接收到由该内部主要总线传来的数据，会将这些数据存储在该内存中，该内存中的数据亦通过该内存控制器传送至该内部主要总线；以及至少一第二本地总线接口，用以耦接至该输出入装置连结控制器与该内部主要总线，做为该二者间的沟通接口。19.如权利要求18所述的存储虚拟化控制器，其中，该中央处理器芯片组更包括一寄存器，该寄存器是归属于该第一本地总线接口，该寄存器内一存储空间是被规划定义作为该中央处理器写入与传输数据给该另一存储虚拟化控制器相关信息之用。20.如权利要求19所述的存储虚拟化控制器，其中，该寄存器是位于该第一本地总线接口之中。21.如权利要求19所述的存储虚拟化控制器，其中，该中央处理器芯片组更包括一寄存器阵列，且该寄存器是位于该寄存器阵列之中。22.如权利要求18所述的存储虚拟化控制器，其中，该第一本地总线接口是为下列之一者周边组件连结快捷总线接口，周边组件连结扩充总线接口，以及周边组件连结总线接口。23.如权利要求18所述的存储虚拟化控制器，其中，更包含利用该中央处理器芯片组的接脚设定来使得该第一本地总线接口去改变其操作模式，以使与该另一存储虚拟化控制器相对应而得以建立彼此间的联机。24.如权利要求18所述的存储虚拟化控制器，其中，更包含利用软件来填写该第一本地总线接口的一寄存器而使得该第一本地总线接口去改变操作模式，以使与该另一存储虚拟化控制器相对应而得以建立彼此间的联机。25.如权利要求18所述的存储虚拟化控制器，其中，该第一本地总线接口更具有交叉连结的特征。26.如权利要求25所述的存储虚拟化控制器，其中，该第一本地总线接口是执行一自动转换机制，是利用该交叉连结的特征来转换接口的操作模式，以使与该另一存储虚拟化控制器相对应而得以建立彼此间的联机。27.一种建立存储虚拟化控制器之间的通信信道的方法，包括以下步骤这些存储虚拟化控制器通过作为控制器间通信信道端的本地总线接口发送一包含其操作模式的信息的信息；这些存储虚拟化控制器中的至少一者于通过该本地总线接口接收到另一该存储虚拟化控制器的操作模式信息时，将所收到的该另一存储虚拟化控制器的操作模式信息与自身的操作模式进行比较以判断是否能建立联机；若判断能建立联机，则直接依该本地总线接口设定建立该二存储虚拟化控制器间的通信信道；以及若判断为无法建立联机，则这些存储虚拟化控制器中的至少一者将转换该本地总线接口的操作模式，以使与另一该存储虚拟化控制器的该本地总线接口的操作模式相对应，进而得以建立彼此的联机。28.如权利要求27所述的方法，其中，这些本地总线接口是周边组件连结快捷总线接口。29.如权利要求27所述的方法，其中，该本地总线是具有交叉连结的特征，且当该比较判断结果为无法建立联机，则该存储虚拟化控制器是利用该交叉连结的特征来转换接口的操作模式。30.如权利要求27所述的方法，其中，当比较判断结果为无法建立联机后所执行的步骤中，包括有一撮合机制，以使这些本地总线接口的操作模式彼此相对应，而得以建立联机。31.如权利要求30所述的方法，其中，该撮合机制系包括以下步骤随机选定一计时临界参数值，接着启动计时；若在时间达到该临界值之前，接收到对方新的操作模式信息显示其已改变操作模式，则完成撮合并建立联机；若在时间达到该临界值时，且未收到对方操作模式已改变的信息，则执行该转换操作模式步骤，且于转换完成后发送一含有新的操作模式状态信息给对方；以及重新判断两者间的操作模式型态是否已不相同，若不相同则撮合完成并建立联机，若相同，则重新执行该撮合机制，直到该撮合完成。32.如权利要求31所述的方法，其中，在该撮合机制中该执行转换操作模式的步骤中更包括以下步骤若在执行转换操作模式时，接收到对方传送的操作模式信息，则中止转换维持原先所设定的操作模式。33.如权利要求32所述的方法，其中，在该中止转换前，是先执行比较对方的操作模式是否与转换前本身的操作模式不同，若是，才进行该中止转换等步骤，否则则继续执行转换。34.一种在一计算机系统中存储虚拟化控制器间进行数据传输的方法，包含以下步骤A.一该存储虚拟化控制器的中央处理器依据一事先定义的数据传输协议格式对欲传输给另一存储虚拟化控制器的数据建立至少一相对应的离散聚集表；B.该中央处理器将该存放该离散聚集表的地址写入一寄存器；以及C.一本地总线接口依据该写入寄存器内的地址至一内存内读取该离散聚集表，依据该表中所指示的存储该数据的地址至该内存内读取数据，并通过一本地总线传送给另一个存储虚拟化控制器。35.如权利要求34所述的方法，其中，该本地总线是为下列之一者周边组件连结总线、周边组件连结扩充总线及周边组件连结快捷总线。36.如权利要求34所述的方法，其中，当该中央处理器将该存放该离散聚集表的地址写入该寄存器后，该寄存器是将该地址信息传送至该本地总线接口，及触发该本地总线接口执行该步骤C.。37.如权利要求34所述的方法，其中，该中央处理器是将该存放该离散聚集表的地址写入该寄存器中被定义作为写入该存放离散聚集表地址之用的特定地址的存储空间。38.如权利要求34所述的方法，其中，该离散聚集表的数据传输协议格式是包括以下字段表内数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德成，黄威舜，
申请(专利权)人：普安科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]