镜像网络数据以建立虚拟存储区域网络制造技术

使用管辖协议（３１１、３２１）和镜像引擎（３１７、３２７）而没有一个物理的共享存储节点，镜像数据以提供一个虚拟存储区域网络（３４０）。镜像引擎（３１７、３２７）位于网络３０１中的每个服务器计算机３１０、３２０处，以便在服务器接收和执行写操作时在服务器（３１０、３２０）的大容量存储设备（３１９、３２９）之间镜像数据，这导致每个大容量存储设备包含相同的存储数据。管辖协议（３１１、３２１）通过每次不允许一个以上的服务器（３１０、３２０）写入一数据文件来防止数据损坏。如果一个服务器（３１０、３２０）经历故障、并且不能提供对网络数据的访问，则其它服务器能够服务于所有读请求，是由于所有网络数据可由所有服务器访问。不同于常规的存储区域网络，没有物理的共享存储节点，并且因此，获得和操作虚拟存储区域网络（３４０）的成本是相对小的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术
技术介绍
1.专利
这个专利技术涉及网络服务器计算机系统，并且尤其涉及对在一系统中用于从计算机故障中恢复的方法的改进，其中该系统提供了一个虚拟存储区域网络，在该网络中多个服务器计算机存取相同的网络数据。2.背景和相关技术在网络服务器计算机系统中，有通常由两个或更多服务器支持的多个个人计算机或者用户工作站。为了提供这些计算机系统的连续操作，有必要使计算机系统提供一种用于克服在网络服务器计算机系统内经常发生的错误(faults)和故障(failures)的方法。这通常通过这样来实现具有冗余的计算机和大容量存储设备，以便如果发生主要服务器计算机或者磁盘驱动器的错误或者故障，则备份服务器计算机或者磁盘驱动器立即可用于接管。在Major等人的美国专利5,157,663中描述了一种用于实现容错计算机系统的技术。尤其是，Major提供了一种能够从一个文件服务器的计算机或者大容量存储设备的故障中恢复的冗余网络文件服务器系统。文件服务器操作系统运行在网络文件服务器中的每个计算机系统上，并且每个计算机系统协调操作以产生冗余网络文件服务器。这种技术已经被UT Provo的Novell使用以实现它的SFT-III容错文件服务器产品。近年来，已经发展了被称为“存储区域网络”的容错网络。存储区域网络(“SAN”)用一个公用的或者共享的存储节点连接一企业网中的多个服务器以存储和存取网络数据。在服务器其中之一发生故障的情况下，另一个服务器能够执行否则将由发生故障的(failed)服务器提供的网络服务。附图说明图1说明了一个包含常规的存储区域网络的网络系统的典型体系结构。图1说明了三个为网络101提供网络服务的服务器计算机110、120、和130。尽管在图1中说明了三个服务器，但是网络101可以包含两个服务器或比图1中所示更多的服务器。服务器计算机的这个可变数目取决于正在被服务的网络的个别需要。例如，大的机构可能要求使用几个服务器计算机，而较小的机构可能仅仅要求两个服务器计算机。在这个配置中，用户工作站(或者个人计算机)102连接到网络101，并且能访问服务器计算机110、120、和130。每个用户工作站通常与一特定服务器计算机有关，但是，在包含存储区域网络的网络系统中，任一服务器实质上能够在需要时为任一工作站提供任何网络服务。用户在用户工作站102处发布对诸如读、写等操作的请求，该请求被传输到相关的服务器计算机110、120、或者130，然后由该相关的服务器计算机使用I/O驱动器113、123、和133执行所请求的操作。服务器110、120、和130在保存在共享存储节点140的磁盘142中的网络数据上执行数据操作。根据如下所述的管辖(policing)协议，每个服务器110、120、和130能访问存储在共享存储节点140处的任何网络数据。图1中的存储区域网络包含物理通信基础结构、和允许服务器计算机110、120、和130与共享存储节点140操作的协议。每个服务器计算机包含表示管辖协议模块111、121、131的软件，上述管辖协议模块与其它服务器计算机的管辖协议模块协同操作以实现一种管辖协议。管辖协议通过控制所请求操作的操作防止数据损坏。例如，由模块111、121、和131实现的管辖协议可以允许服务器在任何时候对读操作请求做出响应，但是可能仅仅每次允许一个服务器计算机执行写操作请求。SAN的一个优点是所有服务器计算机能通过共享的存储节点访问所有网络数据。如果一个服务器经历故障，则工作站能够绕过(bypass)发生故障的服务器，并且向其它服务器发布操作请求。共享的存储节点免除了对在与不同服务器有关的多个存储节点之间镜像(mirroring)数据的需要。然而，存储区域网络具有至少两个值得注意的不利条件(liability)防止它们在市场中变得完全被接受，和使它们不适于许多客户。首先，SAN要求专门的硬件、即共享的存储节点。存储区域网络的许多潜在用户发现购买和维护一个共享存储节点的费用价格过高。实际上，SAN的许多用户是具有相对大的、有大量服务器的网络的大公司或者其它企业。仅仅需要两或三个服务器的企业可能不会发现实现存储区域网络是节省成本的。其次，尽管SAN能容忍网络服务器故障，但是它们不是很适于响应或者保护免受其它硬件故障。例如，由于存储区域网络使用单个共享的存储节点，所以与共享存储节点有关的任何故障或者问题能够使SAN离线，并且还可能丢失保存在共享存储节点中的数据。因此，基本的SAN配置没有提供高度的数据完整性，并且在其中数据丢失的风险不可接受的机构中可能不被接受。专利技术概述本专利技术涉及提供虚拟存储区域网络而不使用一个物理的共享存储节点的计算机网络。依据本专利技术，网络包含两个或更多服务器，其中每个服务器具有它自己的用于存储网络数据的磁盘。在下面的讨论中，考虑了具有两个服务器的网络。然而，关于两个服务器描述的原理能够被推广到具有两个以上的服务器的网络。当在网络中的一个用户工作站发布一个写操作请求到服务器中的一个时，接收请求的服务器在它的磁盘处执行写操作，并且使用一个镜像引擎和一个专用的链路以传输该写操作请求到其它服务器。在接收了被镜像的(mirrored)写操作请求后，其它服务器在它的磁盘处执行写操作。这样，写入到一个服务器的磁盘的数据还被写入到另一个服务器的磁盘，由此使网络数据被镜像和存储在两个磁盘处。由于相同的网络数据存在于两个服务器的磁盘上，所以任何一个服务器都能够对来自任一用户工作站的读操作请求做出响应。在每个服务器处的管辖协议模块协同操作以实现一种管辖协议，其调整每个服务器访问网络数据的定时和优先级。例如，管辖协议能够指定每次只有一个服务器能够在网络数据的特定部分上执行写请求，由此防止数据崩溃。由于数据被镜像和存储在网络中的每个服务器的磁盘处，所以网络能够很容易容忍服务器其中之一的故障。例如，如果第一个服务器经历了故障，则其它服务器能访问存储在它的磁盘处的所有网络数据，并且它能够使用它自己的磁盘服务于所有操作请求。由于相同的网络数据被存储在网络中的每个服务器的磁盘处，所以从服务器的立场来看，数据好象是已经被保存在一个共享的存储节点中了。因此，本专利技术提供了一个虚拟存储区域网络，其以类似于实际存储区域网络对故障做出响应的方式来响应网络服务器的操作请求和故障，是由于每个服务器能立即存取所有网络数据。和常规的存储区域网络相比，本专利技术中的虚拟存储区域网络和虚拟共享存储节点具有重要的优点。例如，本专利技术中的网络不要求物理的共享存储节点。因此，与常规的存储区域网络有关的大部分成本被除去了。操作本专利技术中的网络的降低了的成本使它们可兼容于甚至只具有两个服务器的网络的企业。此外，在多个服务器的磁盘中镜像和存储相同的网络数据，和使用一个物理的共享存储节点相对比，导致本专利技术中的网络显著地比常规的存储区域网络更能容忍磁盘故障。例如，如果依据本专利技术操作的网络中的一个服务器的磁盘发生故障，则在该网络中的其它服务器的磁盘将在其上存储所有网络数据。相反，如果常规的存储区域网络的物理共享存储节点发生故障，则存储在其上的数据会丢失，或者至少该数据将暂时不可存取。本专利技术另外的特征和优点将在随后的说明书中进行阐述，而且在某种程度上来说从该说明书中是很显而易见的本文档来自技高网...

【技术保护点】
在包含具有第一大容量存储设备的第一服务器和具有第二大容量存储设备的第二服务器的网络中，一种镜像存储在第一大容量存储设备上的数据到第二大容量存储设备以便建立一个虚拟存储区域网络的方法，该镜像数据的方法包含以下动作：　　　　在第一服务器处接收一写请求；　　　　在第一服务器处执行写请求，以便写入数据到第一大容量存储设备；　　　　使用第一服务器的镜像引擎，传输写请求的拷贝到第二服务器；以及　　　　在第二服务器处执行写请求的拷贝，以便写入数据到第二大容量存储设备，由此在第二大容量存储设备处镜像数据，其中从第一服务器和第二服务器的立场上来看，该数据实际上好象是已经被保存在一存储区域网络的共享存储节点中了。

【技术特征摘要】
US 2001-6-26 09/892,1611.在包含具有第一大容量存储设备的第一服务器和具有第二大容量存储设备的第二服务器的网络中，一种镜像存储在第一大容量存储设备上的数据到第二大容量存储设备以便建立一个虚拟存储区域网络的方法，该镜像数据的方法包含以下动作在第一服务器处接收一写请求；在第一服务器处执行写请求，以便写入数据到第一大容量存储设备；使用第一服务器的镜像引擎，传输写请求的拷贝到第二服务器；以及在第二服务器处执行写请求的拷贝，以便写入数据到第二大容量存储设备，由此在第二大容量存储设备处镜像数据，其中从第一服务器和第二服务器的立场上来看，该数据实际上好象是已经被保存在一存储区域网络的共享存储节点中了。2.如权利要求1所述的镜像数据的方法，其中传输写请求的拷贝的动作包含使用在第一服务器和第二服务器之间的专用链路传输写请求的拷贝的动作。3.如权利要求1所述的镜像数据的方法，其中传输写请求的拷贝的动作包含使用网络的基础结构传输写请求的拷贝的动作，其中基础结构还被网络用来在工作站和服务器之间传输数据。4.如权利要求1所述的镜像数据的方法，进一步包含动作经历故障，以便使数据不可从第一大容量存储设备中访问；以及通过访问已经被镜像在第二大容量存储设备处的数据，执行对已经被写到第一大容量存储设备的数据的读请求。5.如权利要求4所述的镜像数据的方法，其中故障包含第一服务器离线。6.如权利要求4所述的镜像数据的方法，其中故障包含第一大容量存储设备的故障。7.如权利要求1所述的镜像数据的方法，进一步包含动作在在第一服务器处执行写请求的动作之前，使用管辖协议以确定第一服务器是否具有写访问权力。8.如权利要求3所述的镜像数据的方法，其中在第一服务器处执行写请求的动作包含在第一服务器处使用I/O驱动器来开始执行写请求的动作，其中从I/O驱动器的立场来看，写请求实际上好象是已经被保存在存储区域网络的共享存储节点中了。9.在包含具有第一大容量存储设备的第一服务器和具有第二大容量存储设备的第二服务器的网络中，一种镜像存储在第一大容量存储设备上的数据到第二大容量存储设备以便使该数据可由第一服务器和第二服务器通过一虚拟存储区域网络访问的方法，该镜像数据的方法包含以下动作建立一虚拟存储区域网络，该虚拟存储区域网络从第一服务器和第二服务器的立场来看好象包含一个虚拟共享存储节点，其中该虚拟共享存储节点物理上包含第一大容量存储设备、第二大容量存储设备、用于在第一大容量存储设备和第二大容量存储设备之间镜像数据的装置、以及用于在第一服务器和第二服务器之间通信的装置；接收一个指定数据将被写入到虚拟共享存储节点的写请求；把该数据写入到第一大容量存储设备，在第一大容量存储设备处的数据可由第一服务器访问；以及传输写请求的拷贝到第二服务器，以便使数据能够被镜像到第二大容量存储设备，在第二大容量存储设备处的数据可由第二服务器访问。10.如权利要求9所述的镜像数据的方法，其中所述的用于镜像数据的装置包含与第一服务器有关的第一镜像引擎、和与第二服务器有关的第二镜像引擎。11.如权利要求9所述的镜像数据的方法，其中传输写请求的拷贝的动作包含使用第一镜像引擎以启动把写请求的拷贝传输到第二镜像引擎的动作。12.如权利要求9所述的镜像数据的方法，其中用于通信的装置包含用于在第一服务器和第二服务器之间传输数据的专用链路。13.如权利要求9所述的镜像数据的方法，其中用于通信的装置包含网络的基础结构，其中该基础结构还被网络用来在工作站和服务器之间传输数据。14.如权利要求9所述的镜像数据的方法，进一步包含动作经历故障，以便使数据不可从第二大容量存储设备中访问；执行对其它数据的一读请求，其中其它数据响应于第二服务器已经接收了一写请求而已经被保存在虚拟共享存储节点中，其中该写请求指定所述其它数据将被写入到虚拟共享存储节点，并且通过从虚拟共享存储节点访问该数据来执行该读请求。15.如权利要求14所述的镜像数据的方法，其中通过从虚拟共享...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔R奥赫朗，
申请(专利权)人：EMC公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]