在非并发群集环境中提供多路径输入/输出的方法和设备技术

公开了一种用于在非并发群集环境中提供多路径Ｉ／Ｏ的方法和设备。通过使用ＳＣＳＩ－３持续保留命令提供经由多条路径对逻辑卷的共享非并发访问。操作系统的打开选项被映射到ＳＣＳＩ持续保留命令，以允许所有的多路径用共享存储系统的逻辑单元号登记，并允许多路径中的第二条在用共享存储系统获得持续保留后，访问共享存储系统的逻辑单元号。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及用SCSI或FCP(光纤通道协议)主机装置访问存储器阵列，并更具体地涉及一种在使用SCSI-3持续保留的非并发群集环境中用于提供多路径I/O(输入/输出)的方法和设备。
技术介绍
在近年来，磁盘驱动系统已经在尺寸和完善度方面得到了大规模地成长。这些系统可以典型地包括由复杂多任务磁盘驱动控制器控制的许多大型磁盘驱动单元。一个大规模磁盘驱动系统可以典型地从多个主计算机接收命令，并可以控制大量的磁盘驱动海量存储元件，每个海量存储单元能够存储超过几十亿位的数据。小型计算机系统接口(SCSI)是一个用于互连计算机和其它输入/输出装置的日益流行的通信协议标准。SCSI的第一版本(SCSI-1)在ANSIX3.131-1986中有描述。SCSI标准经历了几次修订，驱动速度和容量得到了提高，但仍遗留一定的局限性。根据SCSI协议，主机装置(如一个工作站)和目标装置(如一个硬盘驱动器)以菊花链方式连接于单总线。总线上的每个装置，不管是主机还是目标，被分配一个专用的ID号码。可以连接于该总线的装置的数量受到可用的专用ID号码的数量的限制。例如，在SCSI-1协议下，只有八个设备可以被连接到该SCSI总线。SCSI协议的后来的版本用于十六个装置，并且将来的版本无疑会方便更多的装置与单SCSI总线的连接。除了限制可以连接到单SCSI总线的装置的数量外，该协议还限制可以通过特定目标号码访问的逻辑单元(如单独的驱动器)的数量。例如，根据SCSI-1标准，每个目标装置的逻辑单元的数量也被限制到八个。因此，特定目标(如一个磁盘阵列)可以提供对八个逻辑单元(磁盘驱动器)的访问，目标号码和逻辑单元号码唯一地标示SCSI系统上的特定存储装置。SCSI-3规格被设计为进一步改善功能性并容纳高速串行传输接口。这样做，使SCSI有效地进行逻辑“分层”。这种分层允许软件接口保持相对固定，而基于诸如光纤通道和串行存储架构(SSA)的串行互连，可容纳新的物理互连方案。为了添加可以访问特定存储装置的主机的数量，多条SCSI总线以多层树结构被连接在一起，路由装置在各层之间传递数据和命令。在这种多层网络中，当访问超过一层以外的装置时，给主机造成性能的延迟。另外，因为上述的限制，目前的SCSI系统不能利用由目前的存储阵列提供的好处，该存储阵列提供对大量的存储装置的并行访问。例如，存储装置的数量可能超过可用的目标数和该SCSI系统上可用的逻辑单元数。再有，每个SCSI总线每次可能仅被一个主机使用，因此防止了由同一个SCSI系统上的任何两个主机并行访问该存储阵列。多层系统的不同层上的主机可以以并行方式访问存储阵列上的不同装置，但是这种并行访问添加了将各层互连的路由器的复杂性和成本。可以看到，计算机使用的增长已经产生了对于存储用于计算机系统的灵活的、高可用性系统的日益添加的需求。许多企业具有包括或独立工作或通过网络互连的个人计算机和工作站的多主计算机系统。人们期望多主机系统能够访问多存储系统的公用池(pool)，以便可以通过所有的主机系统访问数据。这种安排添加了对于任何一个主机系统可用的总的数据量。另外，可以在各主机之间分担工作负载，并且整个系统可以受到保护，不受任何一个主机的故障的影响。由于系统的复杂性添加，人们越来越不希望在磁盘驱动器或控制器层发生中断故障。结果，系统变得更加可靠并且各故障之间的平均时间持续添加。然而，如果磁盘驱动系统“宕机”或脱线(off-line)，即使问题在几个小时内得到相对较快地更正，但是对于用户却不仅仅是不方便了。导致损失的时间不仅负面地影响系统的吞吐量性能，也负面地影响用户的应用性能。再有，用户不关心是物理磁盘驱动器还是它的控制器发生故障，该系统的故障和引起的不方便作为整体，造成了用户的困扰。因此，人们希望提供保护硬件故障的冗余路径，以便可以保证数据访问的性能和高可用性。以前用于允许多主机访问多计算机系统的方案使用了主机适配器卡、外板磁盘控制器(out board disk controllers)、和标准网络通信系统的组合。许多磁盘驱动系统依赖于诸如上述的SCSI总线的标准总线将主计算机连接到控制器，并且连接控制器和磁盘驱动单元。因此，如果连接到该总线的磁盘驱动控制器发生故障，由主计算机所看到的整个系统就发生故障，结果是如上所述用户无法接受的。针对这个问题，具有冗余操作的磁盘驱动控制器系统可以分布在连接于SCSI总线的至少两个适配器中。至少一个计算机也可以连接到SCSI总线中。如果SCSI适配器中的一个发生故障，连接于该总线的另一个SCSI适配器一旦检测到这个故障，就接管由发生故障的SCSI适配器所服务的各装置。在这种网络中，可以连接多个服务器以提供高可用性群集多处理。群集服务器能够并行访问数据，这可以帮助提供重要商业应用所需要的冗余和抗故障性能。当操作在非并发模式中时，高可用性群集多处理可以使用SCSI的保留/释放(Reserve/Release)以控制对磁盘存储装置的访问。在非并发模式中，仅仅单群集节点可以访问逻辑卷中的数据。高可用性群集多处理向另一个群集节点提供了一个因为硬件或软件的故障而对这个数据进行故障恢复(failover)访问的方式。可是，在提供对存储系统的访问的同时，如果有可能的话，希望防止节点故障恢复。可以看到存在着对于用于在非并发群集环境中提供多路径I/O的方法和设备的需求。
技术实现思路
为了克服如上所述的现有技术中的限制，并为了克服在阅读和理解本说明书时很清楚的其它限制，本专利技术公开了一种用于在非并发群集环境中提供多路径I/O的方法和设备。本专利技术通过经由使用SCSI-3持续保留命令的多路径，提供对逻辑卷的共享非并发访问，解决了上述问题。根据本专利技术的原理的一种方法，包括将操作系统的打开选项映射到SCSI持续保留命令(persistent reserve command)，以允许所有的多路径用共享存储系统的逻辑单元号登记，并允许第二个多路径在用共享存储系统获得持续保留后，访问共享存储系统的逻辑单元号。根据本专利技术的原理的方法的其它实施例包括可替换的或可选择的另外的方面。其中本专利技术的第一方面是将操作系统的打开选项映射到SCSI持续保留命令，以允许所有的多路径用共享存储系统的逻辑单元号登记进一步包括用使用单一保留键用共享存储系统的逻辑单元号登记来自第一主机的所有路径。本专利技术的另一方面是将操作系统的打开选项映射到SCSI持续保留命令进一步包括获得关于持续保留(persistent reservation)和保留键的信息。本专利技术的另一方面是获得关于持续保留和保留键的信息进一步包括使用保留输入(reservation in)命令。本专利技术的另一方面是保留输入命令进一步包括读键服务动作和读保留服务动作。本专利技术的另一方面是将操作系统的打开选项映射到SCSI持续保留命令进一步包括发布用于用共享存储系统的逻辑单元号开始一个动作的持续保留输出(reservation out)命令。本专利技术的另一方面是用于用共享存储系统的逻辑单元号开始一个动作的持续保留输出命令进一步包括从包括登记、保留、释放、清除、预占和异常预占的组中选择的服务动作。本专利技术的另一方面是登记服务动作包括一个添加(add)和一个删除(remove)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于当在多个输入／输出路径的第一个中发生硬件故障时使用多个输入／输出路径中的第二个提供对共享存储系统的逻辑单元号的访问的方法，该方法包括：将操作系统的打开选项映射到ＳＣＳＩ持续保留命令，以允许所有的多路径用共享存储系统的逻辑单元号登记，并允许该多路径中的第二个在用共享存储系统获得持续保留后访问共享存储系统的逻辑单元号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小约翰T弗林，理查德H约翰逊，萧丽梅，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]