专利名称：一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种磁盘阵列系统，尤其是有关于一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统。
背景技术：
现代的计算机系统需要大量的储存装置以容纳大量的数据需求，由一个主机结合控制器控制多个磁盘的磁盘阵列系统(RAID)便是计算机业者常常提供的解决方案。一个更为完备的数据储存系统必须具备数据定期备份、侦测错误磁盘、侦测错误控制器以及平衡数据负载平衡的功能。上述功能可以借由计算机主机搭配主机总线配接卡(HBA)，借由控制器连接多个磁盘运作而达到，如美国专利第6578158号“提供具有传输错误终止与错误回传磁盘控制器的方法及其装置”中提到以具有主机总线配接卡的主机计算机，以二个转接器(hub)各连接二个相同具有数据传输与错误终止功能的控制器的数据传输端口与错误终止端口，该二个控制器控制多个磁盘，其运作方式为主机内的数据经过二个转接器经由控制器的数据传输端口传送入磁盘中储存，磁盘中的数据也可以经由相同途径传输至主机内运作。控制器与磁盘分别具有身份辨识器(uniqueidentifier)与逻辑单位号码(logic unit number)，与计算机主机相联系，控制器之间同时具有信道相沟通，该信道可以是小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)，控制器之间不断以“ping”信号沟通彼此之间的信息，以确定控制器运作是否正常。在一般状况下，计算机主机数据借由一个主控制器传输至磁盘放置，当然磁盘也同样可以借由该主控制器将数据回传给计算机主机作处理，当控制器“ping”对方时，无法接收到对方的响应信息，运作正常的控制器便判断对方处于无法运作的状态，该运作正常的控制器的错误终止端口接收并记录无法运作的控制器的身份辨识器与逻辑单位号码，并且借由错误终止端口传递原本由无法正常运作的控制器的数据传输端口所传输的数据，借此维持磁盘阵列系统的正常运作。此技术的好处是控制器具有数据传输与错误终止功能，不需要计算机主机操作系统来处理磁盘的错误事件或者是控制器无法运作的事件，然而此技术的成本昂贵，需要转接器的成本外，更需要具有功能的控制器将这套磁盘阵列系统架设起来，一般人无法负荷如此昂贵的高成本，业者便殚精竭虑以发展一套成本低廉而且实用的磁盘阵列系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种磁盘阵列系统，其具有安装于主机上的一软件，该软件具有控制磁盘错误终止与数据负载平衡的功能，能够利用主机上的高性能微处理器进行磁盘阵列系统的错误终止与数据负载平衡的功能，节省习知技术需要以具有控制磁盘错误终止与数据负载平衡控制器运作的成本。
本发明的次要目的是在于提供一种控制器，能够传输数据给各磁盘。
本发明的又一目的是在于提供一种存储器，能够具有存储指令与数据缓冲功能。
本发明的又一目的是在于提供一种SATA总线，能够将计算机主机的数据传输给磁盘储存，或者是将储存于磁盘中的数据回传给计算机主机处理。
本发明一种磁盘阵列系统，以具有容错处理的方式储存一主机的数据，其包括一微处理器，由一软件所控制以处理该主机的运作，具有错误终止与负载平衡的功能；一第一总线，连接该微处理器，该第一总线具有多个第一信道；一控制器，连接该第一总线；一存储器，连接该控制器，具有存储指令与数据缓冲的功能；一第二总线，连接于该控制器，该第二总线具有多个第二信道；以及多个磁盘，该多个磁盘连接该多个信道。
图1是本发明磁盘阵列系统的硬件架构示意图；图2是本发明磁盘阵列系统的运作流程图；图3是本发明磁盘阵列系统的实施例示意图；图4是本发明磁盘阵列系统的实施例示意图；图5是本发明磁盘阵列系统的实施例示意图；图6是本发明磁盘阵列系统的实施例示意图。
符号说明100～主机110～微处理器120～总线131～信道132～信道133～信道134～信道200～控制器210～磁盘阵列处理器 220～存储器231～信道232～信道233～信道234～信道240～总线250～总线261～信道262～信道263～信道264～信道
270～磁盘300～数据ABCD310～数据A 311～数据A/3312～数据A/2 320～数据B322～数据B/2 330～数据C340～数据D具体实施方式
本发明一种磁盘阵列系统是利用一种安装于主机计算机上的软件，进行磁盘阵列系统与主机微处理器之间数据传输问题上的处理，其硬件架构如图1所示，主机100内含有安装有一软件(图未示)的微处理器110，该软件具有将无法运作的信道131-134，231-234终止运作(fail over)与将微处理器传输出来的数据或者由磁盘回传给主机的数据作负载平衡(load balance)，主机100的微处理器110将数据经由总线120经由信道131-134传输出主机100，并经由信道231-234传递入控制器200中，经由控制器200的总线240传递入磁盘阵列处理器210，存储器220存储有错误终止与负载平衡指令与数据缓冲功能，将数据作还原与传输到总线250，并经由信道261-264传递入硬盘270存放，硬盘270中的数据也依相同路径接收相同指令回传给主机100的微处理器。
磁盘阵列系统的运作流程请参考图2所示，首先由主机100内的微处理器110运作软件启动主机总线配接卡-步骤410，再启动控制器200-步骤420，接着开始系统运作，进行主机100与磁盘270之间的数据传输，传输的方式为数据在微处理器110，210接受软件中负载平衡的指示，将数据分为若干部分接着分派给各信道131-134，231-234传输给总线120、240在传输至主机100的微处理器110或是硬盘270-步骤430，主机100的SATA信道131-134会自动不停地侦测信道是否运作正常-步骤440，若是侦测到其中有信道坏掉，主机100的微处理器110便透过软件下达终止该毁损信道运作的指令-步骤450，接着主机100的微处理器110便下达负载平衡的指令将原来经由该毁损信道传送的数据以其它运作正常的信道传送-步骤460。
以下是本发明的一个较佳实施例，磁盘阵列系统中数据可以由主机100的微处理器110经由控制器200将数据传递给磁盘270存放，而本发明的重点便在于以软件达到信道错误终止与负载平衡的功能，确保数据的传输没有问题。请参考图1与图3所示，在正常运作下，主机100的微处理器110或控制器200的磁盘阵列处理器210将数据(ABCD)300划分为数据(A)310、数据(B)320、数据(C)330、数据(D)340四部分，经由总线120将四部分数据分送至信道131-134传输出主机100，再传递入信道231-234经由总线240送入控制器200的磁盘阵列处理器210中将数据(A)310、数据(B)320、数据(C)330、数据(D)340还原为数据(ABCD)300并经由总线250经由信道261-264传递给磁盘270存放。
请参考图1与图4所示，当微处理器110侦测到信道131与信道231之间的沟通失常时，微处理器110首先终止信道131与信道231之间的运作，接着将原来借由信道131与信道231传输的数据(A)310划分为三份数据(A/3)311并分别连同数据(B)320、数据(C)330、数据(D)340借由信道132-134传输出主机100，再传递入信道232-234经由总线240送入控制器200的磁盘阵列处理器210中将三份数据(A/3)311、数据(B)320、数据(C)330、数据(D)340还原为数据(ABCD)300并经由总线250经由信道261-264传递给磁盘270存放。
请参考图1与图5所示，当微处理器110侦测到信道131与信道231之间的沟通以及信道132与信道232之间的沟通均失常时，微处理器110首先终止信道131与信道231以及信道132与信道232之间的运作，接着将原来借由信道131与信道231传输的数据(A)310划分为二份数据(A/2)312以及将原来借由信道132与信道232传输的数据(B)320划分为二份数据(B/2)322并分别连同数据(C)330、数据(D)340借由信道133-134传输出主机100，再传递入信道233-234经由总线240送入控制器200的磁盘阵列处理器210中将二份数据(A/2)312、二份数据(B/2)322、数据(C)330、数据(D)340还原为数据(ABCD)300并经由总线250经由信道261-264传递给磁盘270存放。
请参考图1与图6所示，当微处理器110侦测到信道131与信道231之间的沟通、信道132与信道232之间的沟通以及信道133与信道233之间的沟通均失常时，微处理器110首先终止信道131与信道231、信道132与信道232之间的沟通以及信道133与信道233之间的运作，接着将原来借由信道131与信道231传输的数据(A)310、借由信道132与信道232传输的数据(B)320以及借由信道133与信道233传输的数据(C)330连同数据(D)340借由信道134传输出主机100，再传递入信道234经由总线240送入控制器200的磁盘阵列处理器210中将数据(A)310、数据(B)320、数据(C)330、数据(D)340还原为数据(ABCD)300并经由总线250经由信道261-264传递给磁盘270存放。
本发明利用现有主机微处理器上高性能微处理器的运作能力，和软件以及功能简化的控制器架构出高传输能力、成本低廉的磁盘阵列系统，控制磁盘阵列系统数据传输的完整性，节省习知技术必须以高成本的硬件控制器处理磁盘阵列系统，关于信道终止、负载平衡的缺失。
权利要求
1.一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，是用以储存一主机的数据，其特征在于所述具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统包括一微处理器；一软件，控制以处理该主机的运作，具有错误终止与负载平衡的功能；一第一总线，传输该微处理器所输出的数据，该第一总线具有多个第一信道；至少一控制器，连接该第一总线；一存储器，连接该控制器，具有存储指令与数据缓冲的功能；一第二总线，连接于该控制器，该第二总线具有多个第二信道；多个磁盘，该多个磁盘连接该多个信道。
2.根据权利要求1所述的一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，其特征在于由该微处理器驱动该第一总线以进行该主机数据的传输。
3.根据权利要求2所述的一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，其特征在于由该微处理器驱动该第一总线后驱动该控制器。
4.根据权利要求3所述的一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，其特征在于该微处理器侦测该其中至少一第一信道的错误并终止其运作，将原本送至该错误的第一信道的数据通过该控制器均分送入该正常的第一信道。
5.根据权利要求4所述的一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，其特征在于其中该正常的第一信道除了传送原本分配的数据外，更需要传送该错误的第一信道均分给该正常的第一信道的数据。
6.根据权利要求1所述的一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，其特征在于该第一总线与该第二总线是为Serial ATA总线。
全文摘要
本发明是一种具有错误终止与负载平衡的磁盘阵列系统，是用以储存一主机的数据，其包括一微处理器由一软件所控制以处理该主机的运作，具有错误终止与负载平衡的功能；一第一总线，传输该微处理器所输出的数据，该第一总线具有多个第一信道；至少一控制器，连接该第一总线；一存储器，连接该控制器，具有存储微处理器所传递的指令与数据缓冲的功能；一第二总线，连接于该控制器，该第二总线具有多个第二信道；以及多个磁盘，该多个磁盘连接该多个信道。
文档编号G06F13/38GK1755654SQ200410080619
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者池勇潮 申请人:池勇潮