一种宽端口场景中的SAS帧路由方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种宽端口场景中的SAS帧路由方法和装置，该方法包括：在SAS帧头部配置Phy选择域段，所述Phy选择域段用于指定SAS HBA与SAS expander之间的通道Phy；接收SAS帧，并解析SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy；通过SAS expander发送与目标SAS磁盘设备的建链请求；通过指定通道Phy发起SAS HBA与目标SAS磁盘设备之间的I/O传输。本发明专利技术的方案通过解析帧头中的Phy选择域段，将指定的Phy与SAS磁盘设备建立连接，避免了物理链路资源浪费，并实现了I/O保序管理。并实现了I/O保序管理。并实现了I/O保序管理。

【技术实现步骤摘要】
一种宽端口场景中的SAS帧路由方法和装置


[0001]本专利技术属于磁盘连接
，特别涉及一种宽端口场景中的SAS帧路由方法和装置。

技术介绍

[0002]SAS(串行连接SCSI)是新一代的SCSI技术，属于点对点的全双工串行协议，内置数据和命令校验单元，纠错能力强，支持热插拔，具有管脚数量少、数据传输速率快、可靠性高、兼容性好等特性，目前被业界广泛用于存储设备和主机之间主要的I/O串行接口。同时，SAS设计考虑向下兼容SATA技术，通过STP协议(SATA通道协议)实现SAS控制器和SATA设备之间的互联和数据传输，具有良好的扩展性和兼容性。为了支持更高的传输效率，SAS标准协议引入了宽端口的概念，SAS设备之间可以通过将多个链路组成一个宽端口的方式，提高带宽性能。一个端口支持一个或者多个物理层Phy，每个单独的物理层Phy称为一个物理通道(lane)，多个具有相同物理地址的Phy组成一个宽端口。
[0003]典型的SAS数据存储拓扑结构中，SAS控制器通过Expander(磁盘扩展器)扩展支持大规模磁盘的管理。由于宽端口提供了多个通道(Phy)访问外接磁盘，提高了多通道的利用率，因此具有更快的传输速率。通过Expander可以外接多个磁盘组成阵列。
[0004]图1示出了一种典型宽端口阵列结构。主机总线适配器HBA作为在服务器和存储装置之间提供输入/输出(I/O)处理和物理连接的集成电路适配器，其物理形态可以是电路板卡或集成电路芯片。HBA减轻了主处理器在数据存储和检索任务的负担，能够提高服务器的性能，在存储系统中得到广泛应用。
[0005]根据SAS标准协议规定，每次收发命令或者数据之前，必须在两端之间成功建立连接(connection)。连接在传输过程中会被频繁地建立和关闭，因此对连接管理进行合理优化显得非常重要。例如，在图1的宽端口阵列结构中展示了由物理通道Phy0～Phy7组成的宽端口，该宽端口允许同时最多访问8个磁盘，SAS HBA经过Expander的扩展后可以与SAS磁盘#0至SAS磁盘#7进行数据交互。SAS HBA与SAS设备进行数据传输时，可以查询Phy是否空闲。当需要选取某一个Phy建立连接时，SAS控制器传输层接收到应用层发送命令或发送数据指令后，会向SAS控制器端口层请求建立连接。SAS控制器端口层查询宽端口的Phy是否空闲，向对端SAS设备发送建立连接的请求，在发送OPEN地址帧OPAF，并且接收到OPEN_ACCEPT原语之后，表示成功建立连接，就可以向该连接派发I/O。例如选取Phy0来派发I/O#1，与SAS盘设备#0进行数据传输，或者选取Phy1来派发I/O#2，与SAS盘设备#1进行数据传输。
[0006]然而，当I/O#1和I/O#2都需要派发到同一SAS盘设备#0时，I/O#1和I/O#2无法实现同时派发，而是必须等待当前I/O派发完成之后，才能派发其他I/O。可见，现有技术中，如果存在多个I/O向同一个SAS磁盘设备端进行派发，会导致建立连接失败的Phy被占用，无法由其他设备来使用，浪费了通道资源。
[0007]以图2所示的宽端口存储结构为例，如果I/O#1已经被派发到Phy0，则当需要派发I/O#2时，就可以在Phy1～Phy7选取一个空闲的Phy，如果此时选取的是Phy1，则由于设备#0
已经被Phy0占用，会导致Phy1无法建立连接，一直等待超时，链路发生中断，并继续选择其他Phy进行派发，这样相当于浪费了通道资源。另外，现有技术无法对多个I/O到达顺序进行保序管理。如果I/O#1、I/O#2分别派发到Phy0、Phy1，如果Phy1先于Phy0建立连接，则I/O#2可能会被先派发，I/O#1被后派发，无法保证I/O#1与I/O#2到达设备时的先后顺序关系，如果SAS盘设备#0对I/O接收顺序有要求，在这种情况下势必会出现数据接收错误。

技术实现思路

[0008]针对宽端口的存储结构，本专利技术的目的在于提供一种SAS帧路由方法，以解决SAS HBA和SAS Expander多通道资源合理利用和I/O保序管理的问题。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种宽端口场景中的SAS帧路由方法，包括：
[0010]在SAS帧头部配置Phy选择域段，所述Phy选择域段用于指定SAS HBA与SAS expander之间的通道Phy；
[0011]接收所述SAS帧，并解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy；通过所述SAS expander发送与所述目标SAS磁盘设备的建链请求；
[0012]通过所述指定通道Phy发起所述SAS HBA与所述目标SAS磁盘设备之间的I/O传输。
[0013]优选地，所述Phy选择域段是在所述SAS帧头部未被使用的reserved域段中选取的5bit位宽的域段，所述Phy选择域段由软件应用层进行配置。
[0014]优选地，所述通过所述SAS expander发送与所述目标SAS磁盘设备的建链请求，进一步包括：
[0015]由传输层完成所述SAS帧的组帧操作，并基于解析得到的Phy选择域段向端口层请求建立与所述目标SAS磁盘设备的连接，并且将所述SAS帧发送到所述端口层。
[0016]优选地，所述解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy，进一步包括：
[0017]判断所述Phy选择域段中的预设标志位的值；
[0018]如果所述预设标志位为1，则根据预先设定的Phy选择域段与通道Phy的映射关系来确定所述指定通道Phy；
[0019]如果所述预设标志位为0，则基于对所有通道Phy进行轮询来选择空闲通道Phy。
[0020]优选地，所述解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy，进一步包括：
[0021]当所述SAS expander包括多级SAS expander时，通过对所述Phy选择域段的值进行模N运算来确定所述指定通道Phy，其中N为各级expander的Phy数量。
[0022]根据本专利技术的第二方面，提供了一种宽端口场景中的SAS帧路由装置，包括：
[0023]配置单元，用于在SAS帧头部配置Phy选择域段，所述Phy选择域段用于指定SAS HBA与SAS expander之间的通道Phy；
[0024]建链单元，用于接收所述SAS帧，并解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy；通过所述SAS expander发送与所述目标SAS磁盘设备的建链请求；
[0025]传输单元，用于通过所述指定通道Phy发起所述SAS HBA与所述目标SAS磁盘设备之间的I/O传输。
[0026]优选地，所述Phy选择域段是在所述SAS帧头部未被使用的reserved域段中选取的5bit位宽的域段，所述Phy选择域段由软件应用层进行配置。
[0027]优选地，所述建链单元进一步配置为：
[0028]由传输层完成所述S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽端口场景中的SAS帧路由方法，用于实现SAS HBA与目标SAS磁盘设备之间的I/O传输，其特征在于，包括：在SAS帧头部配置Phy选择域段，所述Phy选择域段用于指定SAS HBA与SAS expander之间的通道Phy；接收所述SAS帧，并解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy；通过所述SAS expander发送与所述目标SAS磁盘设备的建链请求；通过所述指定通道Phy发起所述SAS HBA与所述目标SAS磁盘设备之间的I/O传输。2.根据权利要求1所述的宽端口场景中的SAS帧路由方法，其特征在于，所述Phy选择域段是在所述SAS帧头部未被使用的reserved域段中选取的5bit位宽的域段，所述Phy选择域段由软件应用层进行配置。3.根据权利要求1所述的宽端口场景中的SAS帧路由方法，其特征在于，所述发送与所述目标SAS磁盘设备的建链请求，进一步包括：由传输层完成所述SAS帧的组帧操作，基于解析得到的Phy选择域段向端口层请求建立与所述目标SAS磁盘设备的连接，并且将所述SAS帧发送到所述端口层。4.根据权利要求1所述的宽端口场景中的SAS帧路由方法，其特征在于，所述解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy，进一步包括：判断所述Phy选择域段中的预设标志位的值；如果所述预设标志位为1，则根据预先设定的Phy选择域段与通道Phy的映射关系来确定所述指定通道Phy；如果所述预设标志位为0，则基于对所有通道Phy进行轮询来选择空闲通道Phy。5.根据权利要求1所述的宽端口场景中的SAS帧路由方法，其特征在于，所述解析所述SAS帧中的Phy选择域段，得到指定通道Phy，进一步包括：当所述SAS expander包括多级expander时，通过对所述Phy选择域段的值进行模N运算来确定所述指定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李越峰，宫晓渊，王剑铎，刁永翔，汪宏志，刘欢，
申请(专利权)人：无锡众星微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：