专利名称：数据存储机箱管理系统及其提供方法
技术领域：
本发明涉及数据存储子系统，更具体而言，涉及用于数据存储机箱(enclosure)外部通信的寻址。
技术背景数据存储子系统提供例如在数据存储机箱中以高密度布置的数 据存储设备中存储大量数据的能力。这些数据存储设备附有诸如电 池、鼓风机、和电源等的环境资源。必须对各种资源进行管理以便高 效运行，通常是利用与数据处理分离的通信，并且该管理通常由服务 处理器进行。服务处理器的一个例子是SCSI机箱服务(SES)处理 器。通常，服务处理器向数据存储控制系统报告有关机箱和/或机箱部 件的信息。 一些例子包括机箱中各点的温度，电池电量，某些部件是 否到达临界点，诸如内部温度，等等。举例来说，为了增大密度，多 个机箱可以合并为单独一个数据存储机箱，而先前分离的机箱称为虛 拟机箱。通过对服务处理器的应用程序进行非实质性的变化，用于先 前分离机箱的服务处理器可以在各个虚拟机箱中使用。与数据存储子系统的外部通信可以是冗余的，例如使用可以与每 个数据存储驱动器相连的、和/或与用于数据处理的机箱的多个存储控 制器相连的两个FC-AL (光纤信道-仲裁环路)环路。在一个例子中， 每个数据存储驱动器均包括"A"端口和"B"端口 ，这些端口中的每一个 均可以连接到不同的存储控制器，并连接到一个不同的FC-AL环路。 FC-AL环路可以包括具有SBOD (交换式盘捆绑)交换机以便对环路 中的各个节点进行寻址的交换式环路。本领域技术人员知道，"交换 式"环路仿效真实的串行环路。不仅关于数据处理，而且关于机箱的管理都可能要求外部通信。例如，外部数据存储控制器或主机可能需要知道机箱电源的当前温度 状态，以便确定可以安全地进行数据处理的程度范围。因此，服务处理器也连接到FC-AL环路上。FC-AL环路限于容许的地址数目，并且需要最大化用于数据处 理的地址数目。发明内容数据存储机箱管理系统，数据存储子系统，方法和计算机程序产 品配置为提供通过一对FC-AL环路的关于数据存储机箱中多个服务 处理器的外部通信。在一个实施例中，数据存储机箱管理系统配置为通过一对 FC-AL环路进行外部通信，并且包括至少一个次级通信链路和多个服 务处理器。第一主导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的所 述一对FC-AL环路中的一个环路，并连接到次级通信链路。第二主 导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的所述一对FC-AL环路 中的另外一个环路，并连接到次级通信链路。至少一个辅助服务处理 器配置为连接到至少一个次级通信链路。主导服务处理器另外还配置为使用与FC-AC地址不相关联的标 识符，以便将主导服务处理器的通信与相关辅助服务处理器的通信区 分开来，主导服务处理器就FC-AL地址而言用作相关辅助服务处理 器的代理，并且通过次级通信链路与相关辅助服务处理器进行通信。在另一实施例中，数据存储机箱管理系统配置用于具有多个 SBOD虚拟机箱的数据存储系统，其中主导服务处理器和相关辅助服 务处理器均位于不同的虛拟机箱中。在又一实施例中，该标识符包括LUN (逻辑单元号)地址。在另一实施例中，该标识符包括与相应的主导服务处理器和辅助 服务处理器相关的控制字段中的赋值。在又一实施例中，服务处理器中的每一个均能够配置为具有 FC-AL地址能力和用作代理的能力的主导服务处理器。为了对本发明进行更全面的理解，应当参照以下结合附图的详细描述'
图l是根据本发明的数据存储机箱的方框示意图； 图2A， 2B和2C分别是图1的数据存储机箱的前视图，后视图 和右视图的示意图；图3是图1， 2A, 2B和2C的数据存储机箱的详细方框示意图； 图4是根据本发明实施例所使用的标识符的图示； 图5是根据本发明另一实施例所使用的标识符的图示；和 图6是描述本发明方法实施例的流程图。
具体实施方式
参照附图在下述描述中的优选实施例中对本发明进行描述，其中 类似的数字代表相同或类似的元素。尽管按照实现本发明目标的最佳 模式对本发明进行描述，本领域技术人员能够理解，在不偏离本发明 精神和范围的前提下，鉴于这些教导可以完成各种变型。参见图1， 2A， 2B， 2C和3，在一个实施例中，数据存储机箱 100包括用于存储大量数据的数据存储驱动器102,并且它可以构成 数据存储子系统的一部分。数据存储驱动器通常包括盘驱动器，其例 如布置为将数据冗余地存储为RAID (独立盘冗余阵列)或不冗余地 存储为JBOD (简单盘捆绑)，其中冗余性是通过第二组盘驱动器来 实现的。其他数据存储驱动器可以包括光盘或磁带驱动器或其他适当 的驱动器。关于数据存储驱动器的数据处理通信可以通过控制交换机 110， 111， 112和113来完成，而外部通信借助于外部网络或多个外 部网络，也称作"架构(fabric)，，来完成。数据存储子系统的外部通 信可以是冗余的，例如使用能够与每个数据存储驱动器相连的两个 FC-AL环路120， 121，和/或通过该机箱的存储控制器或控制交换机 110, 111， 112和113。在一个例子中，每个数据存储驱动器102均8包括"A，，端口和"B，，端口 ，这些端口中的每一个均可以连接至不同的存 储控制器，并连接至一个不同的FC-AL环路。这些FC-AL环路可以 包括具有SBOD (交换式磁盘捆绑)交换机以便对环路中的各个节点 进行寻址的交换环路。数据存储机箱100可以包括多个例如为了增大密度，合并为单独 一个数据存储机箱的多个机箱，先前分离的机箱则称为虚拟机箱125， 126。数据存储驱动器102附有诸如电池，鼓风机130， 131，和电源 134， 135等的环境资源129。必须对各种资源进行管理以便高效运行， 通常与数据处理分离，并且该管理通常由服务处理器140， 141， 142， 143进行。服务处理器的一个例子是SCSI机箱服务(SES)处理器。 如果多个机箱进行了合并，那么通过对服务处理器的应用程序进行非 实质性的变化，用于先前分离机箱的服务处理器140， 141， 142, 143 可以在各个虛拟机箱中使用。不仅关于数据处理，而且关于机箱的管理都可以要求外部通信。 例如，外部主机可能需要知道机箱，环境资源或驱动器的当前温度状 态，或者当驱动器或机箱过热时报警，以便确定可以安全地进行数据 处理的程度范围。因此，服务处理器也连接到FC-AL环路120， 121 上。构成FC-AL环路120， 121到服务处理器的潜在连接的通信链路 或多个链路包括通信链路或多个链路144， 145， 146， 147，它们图示 为SBOD布置。在替代布置中，服务处理器通过经由机箱的控制交换 机110， 111， 112和113的通信链路或多个链路136， 137, 138, 139 与FC-AL环路连接。无论这些通信链路是直接还是间接的，FC-AL 环路都要求环路中各个节点包括数据存储设备102的"A"和"B"端口 的地址。在一个例子中，FC-AL环路120， 121分别对每个数据存储 驱动器使用相同的FC-AL地址，并且不同时活动(active)。在另一 例子中，每个FC-AL环路完全与其他环路分离，并且对每个数据存 储驱动器使用不同的地址。在所示实施例中，服务处理器140， 141， 142, 143和控制交换 机110， 111， 112和113安装在同一块控制器卡150， 151， 152, 153 上。替代地，这些服务处理器安装在独立的板上。仍然替代地，这些 服务处理器是在同一个处理器实体上作为存储控制器或控制器交换 机运行的独立应用程序。服务处理器140， 141， 142， 143包括逻辑和/或一个或多个微处 理器，所述微处理器具有用于存储操作该微处理器或这些微处理器的 信息和程序信息的存储器。此处"处理器"或"控制，，可以包括任何适当 的逻辑，可编程逻辑，微处理器，和用于响应程序指令的相关或内部 存储器，而相关或内部存储器可以包括固定的或可重写的存储器或数 据存储设备。程序信息可以包括有形体现在例如主机存储器或数据存 储驱动器或盘阵列的计算机可读介质上或者通过软盘或光盘，或通过 盒式磁带机，或其他适当的介质有形体现的计算机程序产品，并且可 以从FC-AL网络或通过任何其他适当的部件提供给服务处理器，并 配置为操作这些服务处理器。FC-AL环路限于容许的地址数目，并且需要最大化用于数据处 理的地址数目，包括数据存储驱动器102和控制交换机110， 111, 112 和113的端口。根据本发明，并非需要对服务处理器的所有可能连接 都进行寻址，从而保存地址供使用而非用于数据处理。在一个实施例中，数据存储机箱管理系统配置为通过FC-AL环 路120， 121进行外部通信。该系统包括至少一个次级通信链路160， 161，其互连J3艮务处理器140和142、和J 艮务处理器141和143。 一个 服务处理器包括主导服务处理器，并且配置为连接到具有FC-AL地 址的所述一对FC-AL环路中的一个环路，并且连接到次级通信链路。 另一服务处理器也是主导服务处理器，并且配置为连接到具有FC-AL 地址的所述一对FC-AL环路中的另外一个环路，并且连接到次级通 信链路。至少一个辅助服务处理器配置为连接到至少一个次级通信链 路。在一个实施例中，主导服务处理器要进行预先规定，并且具有用 作主导服务处理器的能力，而辅助服务处理器并非如此。在另一实施例中，正如将要讨论的， 一个或多个其他服务处理器具有变为主导服务处理器的能力。在一个例子中，服务处理器140和141是主导服务 处理器，而服务处理器142和143是辅助处理器。主导服务处理器另外还配置为使用与FC-AC地址不相关联的标 识符，以便将主导服务处理器140， 141的通信与相关辅助服务处理 器142， 143的通信区分开来，主导服务处理器就FC-AL地址而言用 作相关辅助服务处理器的代理，并且通过次级通信链路160, 161与 相关辅助服务处理器进行通信。因此，只有服务处理器140具有FC-AL环路120的活动FC-AL 地址，而只有服务处理器141具有FC-AL环路121的活动FC-AL地 址，均将相应环路的服务处理器FC-AL地址的数目减少了一个，从 而可以为数据处理使用从未用过的地址。可以提供额外的次级通信链路164， 165以便互连服务处理器。 这些通信链路可以是同样的链路，或者与次级通信链路160， 161等 同或相似。次级通信链路161， 162， 164， 165可以包括网络，点对点系统， 或其组合。如果是网络的话，该通信链路可以包括同一网络的不同路 径。作为例子，次级通信链路可以包括串行接口 ，例如I2C(内部集 成电路连接)，RS-232 (推荐标准)，RS-422, CAN (控制域网络)， USB (通用串行总线)，SAS (串行连接SCSI) ， IEEE1394 (电气 和电子工程师协会)，以太网，光纤通道，或本领域众所周知的任何 其他串行接口。替代地，次级通信链路可以包括并行接口，例如SCSI (小型计算机系统接口 ) ， IEEE1284,或本领域众所周知的任何其他 并行接口。可以使用同样的，或等同的或类似的通信链路168，以用于在服 务处理器140， 141， 142， 143与环境资源129和数据存储驱动器102 之间的通信。仍然参见图1， 2A， 2B， 2C和3，在一个实施例中，数据存储机箱管理系统配置用于具有多个SBOD虛拟机箱125， 126的数据存 储系统，其中主导服务处理器和相关辅助服务处理器均位于不同的虚 拟机箱中。例如，服务处理器140可以构成主导服务处理器，服务处 理器142可构成辅助服务处理器，和/或服务处理器141可以构成主导 服务处理器，服务处理器143可构成辅助服务处理器，服务处理器140 和141都位于一个虚拟机箱125中，而服务处理器142和143位于另 一个虚拟机箱126中。在一个例子中，服务处理器140和141可以通 过通信链路164进行通信，以便确定哪一个服务处理器及其辅助处理 器是活动的(active)。替代地，数据存储控制或主机可以确定哪一 个FC-AL环路将会是活动的，由此确定哪一个控制交换机及哪一个 服务处理器将会是活动的。仍然替代地，这两者都可以是活动的，以 便提供任何一个FC-AL环路上持续的即时冗余性。在又一实施例中，服务处理器中的每一个均可以配置为具有 FC-AL地址能力和用作代理的能力的主导服务处理器。服务处理器可 以彼此相互进行通信并运行确定主导和辅助处理器的算法，或者该确 定可以是预先决定或预先设定的，并且当一个或可能的辅助处理器出 现故障，或者不可用或不能用来作为主导处理器执行时将会经受变 化。另外参见图4，在又一实施例中，用来区分主导服务处理器的通 信与相关辅助服务处理器的通信的与FC-AL地址不相关联的标识符 包括LUN (逻辑单元号)地址170， 171。在所示例子中，主导服务处理器140和/或141具有FC-AL地址 175 (两者都具有两个或任一FC-AL环路中的地址，或者只有一个是 活动的并具有活动的FC-AL地址)，并且借助于不同的LUN地址170， 171与相应的辅助服务处理器142和/或143区分开来。因此，能够由 主导服务处理器，根据LUN地址对瞄准(target)辅助服务处理器的 外部通信进行解码，如果要到辅助服务处理器的话，将会在次级通信 链路上将通信转发给辅助服务处理器。反之，根据LUN地址，瞄准 主导服务处理器的通信将不会被转发。此外，辅助服务处理器的通信可以包括用于标识的LUN地址， 并且还可以在次级通信链路上将其向主导服务处理器进行，而主导服 务处理器配置为向外部系统转发该通信。另外参见图5，在另一实施例中，该标识符包括例如使用控制字 段中另外保存的比特，在命令框的控制字段180中的赋值。在该例中， 字节0，比特3 181标识了相应的主导服务处理器和辅助服务处理器。 因此，比特"O，，可以表示伴发命令是用于主导服务处理器的，而比特 "l，，可以表示伴发命令是用于辅助服务处理器的。仍然替代地，环境资源和数据存储驱动器的状态页面和/或访问 该状态页面的算法自身可以标识服务处理器。因此，给予主导服务处 理器FC-AL地址，从而适用于特定环境资源129或数据存储设备102 的专用状态页面确定哪一个服务处理器将会参与通信。参见图1， 2A， 2B， 2C， 3和6，用于提供关于一对FC-AL环 路与服务处理器之间通信的方法和计算机程序产品实施例，将服务处 理器140， 141， 142， 143之一定义190为第一主导服务处理器，所 述第一主导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的一对FC-AL 环路120， 121中的一个环路，并且连接到次级通信链路160， 161。 在步骤191，将多个服务处理器中的另一个定义为第二主导服务处理 器，所述第二主导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的该对 FC-AL环路中的另外一个环路，并且连接到至少一个次级通信链路。 在步骤192,将剩余服务处理器中的至少一个定义为辅助服务处理器。 步骤192可能不包括单独的步骤，而是步骤190和191的直接结果。在步骤195,定义与FC-AL地址不相关联的标识符(例如图4 的LUN地址170和171，或图5的控制字段180中的赋值181),以 便将多个服务处理器中主导服务处理器的通信与相关辅助服务处理 器的通信区分开来，主导服务处理器就FC-AL地址而言用作相关辅 助服务处理器的代理，并且通过次级通信链路160， 161与相关辅助 服务处理器进行通信。如上所述，在数据存储机箱包括多个SBOD虛拟机箱125, 126的情况下，主导服务处理器和相关辅助服务处理器均位于不同的虚拟 机箱中。此外，如上所述，服务处理器中的每一个均能够配置为具有FC-AL地址能力并且具有用作代理的能力的主导服务处理器。另外本 发明的方法包括以下步骤作为步骤190的一部分并且作为步骤191 的一部分，选择服务处理器之一作为主导服务处理器。在开始，复位，或配置时，数据存储控制或主机然后能够确定用 于FC-AL环路120， 121之一或两者的活动FC-AL环路，并且作为 本发明的结果，并非要对服务处理器的所有可能连接都进行寻址，保 存地址供使用而非用于数据处理。本领域技术人员能够理解，可以对上述所讨论的操作进行变化， 包括对步骤次序进行变化。此外，本领域技术人员能够理解，除了此 处图解说明的那些部件布置之外，还可以使用不同的特定部件布置。尽管已经对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但显而易见 的是，在不脱离下述权利要求所陈述的本发明范围的前提下，本领域 技术人员可以对这些实施例进行修改和调整。
权利要求
1.一种数据存储机箱管理系统，配置为通过一对FC-AL环路进行外部通信，其包括至少一个次级通信链路；和多个服务处理器，包括第一主导服务处理器，配置为连接到具有FC-AL地址的所述一对FC-AL环路中的一个环路，并连接到所述至少一个次级通信链路；第二主导服务处理器，配置为连接到具有FC-AL地址的所述一对FC-AL环路中的另外一个环路，并连接到所述至少一个次级通信链路；以及至少一个辅助服务处理器，配置为连接到所述至少一个次级通信链路；所述主导服务处理器中的至少一个另外还配置为使用与所述FC-AL地址不相关联的标识符，以便将所述主导服务处理器的通信与相关辅助服务处理器的通信区分开来，所述主导服务处理器就所述FC-AL地址而言用作所述相关辅助服务处理器的代理，并且通过所述次级通信链路与所述相关辅助服务处理器进行通信。
2. 根据权利要求1的数据存储机箱管理系统，配置用于具有多 个SBOD虚拟机箱的数据存储系统，其中所述主导服务处理器中的所 述至少一个和所述相关辅助服务处理器均位于不同的所述虚拟机箱 中。
3. 根据权利要求2的数据存储机箱管理系统，其中所述标识符 包括LUN地址。
4. 根据权利要求2的数据存储机箱管理系统，其中所述标识符 包括与相应的所述主导服务处理器和辅助服务处理器相关的控制字 段中的赋值。
5. 根据权利要求2的数据存储机箱管理系统，其中所述服务处 理器中的每一个均能够配置为具有FC-AL地址能力和用作代理的能 力的主导服务处理器。
6. —种数据存储子系统，包括 机箱；多个数据存储驱动器，位于所述机箱内，并且配置为连接到一对 FC-AL环路中的至少一个环路； 所述机箱内的环境资源； 至少一个次级通信链路；和多个服务处理器，配置为管理所述环境资源，包括第一主导服务处理器，配置为连接到具有FC-AL地址的所 述一对FC-AL环路中的一个环路，并连接到所述至少一个次级通 信链路；第二主导服务处理器，配置为连接到具有FC-AL地址的所 述一对FC-AL环路中的另外一个环路，并连接到所述至少一个次 级通信链路；及至少一个辅助服务处理器，配置为连接到所述至少一个次级 通信链路；所述主导服务处理器中的至少一个另外还配置为使用与所述 FC-AL地址不相关联的标识符，以便将所述主导服务处理器的通信与 相关辅助服务处理器的通信区分开来，所述主导服务处理器就所述 FC-AL地址而言用作所述相关辅助服务处理器的代理，并且通过所述 次级通信链路与所述相关辅助服务处理器进行通信。
7. 根据权利要求6的数据存储子系统，其中所述机箱包括多个 SBOD虚拟机箱，并且其中所述主导服务处理器中的所述至少一个和 所述相关辅助服务处理器均位于不同的所述虚拟机箱中。
8. 根据权利要求7的数据存储子系统，其中所述标识符包括LUN地址。
9. 根据权利要求7的数据存储子系统，其中所述标识符包括与 相应的所述主导服务处理器和辅助服务处理器相关的控制字段中的 赋值。
10. 根据权利要求7的数据存储子系统，其中所述服务处理器中 的每一个均能够配置为具有FC-AL地址能力和用作代理的能力的主 导服务处理器。
11. 一种提供关于一对FC-AL环路和数据存储机箱之间的通信 的方法，该数据存储机箱包括多个服务处理器和至少一个次级通信链 路，该方法包括以下步骤将所述多个服务处理器之一定义为第一主导服务处理器，所述第 一主导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的所述一对FC-AL 环路中的一个环路，并连接到所述至少一个次级通信链路；将所述多个服务处理器中的另 一个定义为第二主导服务处理器， 所述第二主导服务处理器配置为连接到具有FC-AL地址的所述一对 FC-AL环路中的另外一个环路，并连接到所述至少一个次级通信链 路；及定义所述主导服务处理器中的至少一个，以便使用与所述 FC-AC地址不相关联的标识符来将所述多个服务处理器中的所述主 导服务处理器的通信与相关辅助服务处理器的通信区分开来，所迷主 导服务处理器就所述FC-AL地址而言用作所述相关辅助服务处理器的代理，并且通过所述次级通信链路与所述相关辅助服务处理器进行 通信。
12. 根据权利要求ll的方法，其中所述数据存储机箱包括多个 SBOD虛拟机箱，并且其中所述至少一个主导服务处理器和所述相关 辅助服务处理器均位于不同的所述虚拟机箱中。
13. 根据权利要求12的方法，其中所述标识符包括LUN地址。
14. 根据权利要求12的方法，其中所述标识符包括与相应的所 述主导服务处理器和辅助服务处理器相关的控制字段中的赋值。
15. 根据权利要求12的方法，其中所述服务处理器中的每一个 均能够配置为具有FC-AL地址能力和用作代理的能力的主导服务处 理器，所述方法另外还包括选择所述服务处理器之一作为所述至少一 个主导服务处理器的步骤。
全文摘要
多个服务处理器的数据存储机箱管理系统配置为通过一对FC-AL环路进行外部通信。定义主导和辅助服务处理器，主导服务处理器连接到具有FC-AL地址的FC-AL环路中的一个环路，而主导服务处理器和辅助服务处理器通过次级通信链路相连。该主导服务处理器使用与FC-AC地址不相关联的标识符，以便将主导服务处理器的通信与相关辅助服务处理器的通信区分开来，主导服务处理器就FC-AL地址而言用作相关辅助服务处理器的代理，并且通过次级通信链路与相关辅助服务处理器进行通信。
文档编号H04L29/08GK101252593SQ20081000460
公开日2008年8月27日 申请日期2008年1月21日 优先权日2007年2月20日
发明者格雷格·S.·卢卡斯, 约翰·C.·埃利奥特, 罗伯特·A.·库博 申请人:国际商业机器公司