专利名称：共生存储设备的制作方法
共生存储设备 些旦^r豕数字存储设备正变得日益盛行和重要。存在对增加数字存储容量、速度、和安全性的持续需要。最近，已开发出家庭网络附连存储(hNAS)设备以使得家庭 用户能在家里存储显著量的数字内容。数字内容可接收自家里或其他地方的联网设 备。hNAS设备提供的服务之一是提供对用户的数字内容的集中式备份副本。遗憾 的是，hNAS设备及其对数字内容的集中式备份副本仍遭受悲惨的自然灾害或失 窃。有各种基于因特网的存储"桶"可用，其使得用户能将数字内容和数字内容 的备份副本存储到远程位置。然而，这些基于因特网的存储桶的低速度和高成本是 不合需的。作为示例，将300 GB硬驱动的内容转移到上传速度是1 Mbps的因特 网将花费大约1个月，并且基于目前的估计将花费数百美元/月来维护。附图简述对于本发明的示例性实施例的详细描述，现将对附图进行参考，附图中
图1图解根据各实施例的计算机； 图2图解根据各实施例的系统；以及图3图解根据各实施例的两个存储设备之间的共生关系；以及 图4图解根据各实施例的方法。记法和术语某些术语在以下的说明书和权利要求书中被通篇用以指示特定系统组件。如 本领域技术人员将理解的，计算机公司可以按不同名称来称呼组件。本文不旨在区 分名称不同但功能相同的组件。在以下讨论和权利要求书中，术语"包括"和"包 含"是以可扩充的方式来使用的，并且因而应被解释为意味着"包括但不限于……"。 同样，术语"耦合"旨在意味着非直接、直接、光学或无线的电子连接。因此，如 果第一设备耦合到第二设备，则该连接可以通过直接电连接、通过经由其它设备和连接的间接电连接、通过光学电连接、或通过无线电连接。详细描述以下讨论针对本发明的各实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可以是优 选的，但所公开的各实施例不应被解释为或以其它方式用于限制本公开的范围和权 利要求书的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛应用，并且对 任一实施例的讨论仅意味着是该实施例的示例，而并非旨在表示本公开的范围和权 利要求书的范围被限于该实施例。如本文中所公开的，各实施例使得两个分开的存储设备能建立共生关系。如 本文中所使用的，"共生关系"是指两个或多个设备存储彼此的数字内容的备份副 本。在至少一些实施例中，初始使用加速数据传输过程将备份数字内容传输到共生 关系中的每一个存储设备。共生关系中存储设备之间的备份数字内容的后续传输使 用减速数据传输过程来进行。作为示例，加速数据传输过程可涉及经由本地连接或 交换备份存储单元(例如，硬驱动)来彼此连接存储设备。减速数据传输过程可涉 及经由网络连接来彼此连接存储设备。在至少一些实施例中，这些存储设备对应于家庭网络附连存储(hNAS)设备。如本文中所使用的，hNAS设备是指物理地邻 近用户(例如，同一个家里或建筑物内)或用户控制的设备的存储设备。现在参考附图，具体而言参考图1，其示出了根据本公开的实施例的计算机 101。计算机101对应于客户端计算机或服务器计算机。在至少一些实施例中，服 务器计算机是无头式(headless)服务器。如本文中所使用的，"无头式服务器" 是指没有诸如监视器、键盘或鼠标等专用人机界面的计算和/或存储设备。如图所 示，计算机101包括耦合到总线桥设备的多个中央处理单元(CPU) 102、 104，该 总线桥设备在计算机行业中被通称为"北桥"108。北桥108将CPU 102、 104耦 合到系统存储器106以及计算机101的其它组件。北桥108对计算机的性能具有显 著影响，因为其限定了数据在CPU102、 104与系统存储器106之间流动的速度。如图所示，北桥108经由在一些实施例中具有8个串行通信通道(x8)的"快 速"串行总线链路(与传统总线链路相比)耦合到输入/输出(I/O)桥150。该总 线可以是私有芯片组互连或可以与诸如PCI-Express (PCI高速)等所建立的行业 标准一致。在至少一些实施例中，1/O桥150经由PCI 66/64通信接口耦合到PCI 插槽152、 154。 PCI插槽152、 154可被配置成支持增强计算机101的功能的可插 入/可移除PCI卡。具有8个通信通道(x8)的另一条"快速" 总线链路(与传统总线链路相比)耦合到I/O桥170。如图所示，I/O桥170经由 PCI Express (PCI-E)通信总线耦合到小型计算机系统接口 (SCSI)模块160。 SCSI 模块160支持基于SCSI通信协议的若干存储盘162、 164、 166。 1/O桥170还经由 PCI-E通信总线耦合到网络接口卡(NIC) 124。 NIC124使得计算机101能基于诸 如以太网或传输控制协议/网际协议(TCP/IP)等网络通信协议与其它计算机或网 络设备通信。I/O桥170还耦合到PCI-E插槽172 (例如，经由在一些实施例中具 有4个通信通道(x4)的通信总线)。PCI-E插槽被配置成支持增强计算机101的 功能的可插入/可移除PCI-E卡。本领域技术人员将领会，快速总线链路的宽度以 及插槽和设备的PCI-E连接是基于所连接设备的预计带宽来选取的。或者，所支持 的插槽盘驱动接口总线可以是SATA (串行ATA)总线或其它常见的海量存储数 据总线架构。系统设计者可选取其它互连以及其它信道(lane)宽度。如图所示，北桥108还经由传统通信总线链路耦合到南桥115。该总线链路可 以是私有芯片组互连或可以与诸如PCI-Express等所建立的行业标准一致。在至少 一些实施例中，南桥115包括USB主控制器116，其耦合到并支持诸如USB鼠标 117、 USB键盘(KB) 118和USB打印机119等USB外围设备。本领域技术人员 将领会，这些设备可通过USB连接器来耦合并且是可任选的。南桥115还耦合到 并支持光盘驱动180 (例如，CD-ROM或DVD-ROM驱动)。南桥115还经由低 管脚数(LPC)总线耦合到超级输入/输出(I/O)接口 174。超级I/O (SIO) 174 耦合到并支持闪存ROM 176以及软盘190、传统键盘(KB) 192、传统鼠标194 以及通用异步接收机/发射机(UART) 196。与以上提及的USB设备一样，SIO 174 提供所枚举的传统设备可附连至的接口。物理传统键盘或鼠标的存在对于计算机 101的恰当操作可能不是必需的。如图所示，南桥115任选地耦合到并支持视频卡112，后者任选地耦合到监视 器113。例如，在其中计算机101对应于客户端的实施例中，包括视频卡112和监 视器113。在其中计算机101对应于无头式服务器的实施例中，不包括视频卡112 和监视器113。南桥115还经由PCI 33/32通信总线耦合到并支持网络适配器114。或者，网 络适配器114可经由诸如PCI-Express、 PCI-X、 66/64、 LPC等另一个合适的通信 接口耦合到主机。网络适配器114使得计算机101能与网络上的打印机通信。在至少一些实施例中，计算机101存储数据文件、多媒体、应用程序、或其它数字内容形式的数字内容。数字内容由与先前提及的存储器106、盘612、 164、 166、或光盘180相对应的计算机可读介质来存储。 一般而言，数字内容的存储可 通过辅助存储、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、或现在已知或 后开发的另一种存储介质中的至少之一来提供。作为示例，辅助存储包括一个或多 个盘驱动或磁带驱动，并且被用于数据的非易失性存储，以及在RAM没有大到足 以保持所有工作数据的情况下作为溢出数据存储设备。当选择程序进行执行时，辅 助存储可被用于存储加载到RAM中的这些程序。ROM被用于存储指令以及或许 存储在程序执行期间读取的数据。与辅助存储的较大存储器容量相比，ROM是通 常具有较小存储器容量的非易失性存储器设备。RAM被用于存储易失性数据以及 或许被用于存储指令。对ROM和RAM两者的访问通常比对辅助存储的访问更快。 在至少一些实施例中，计算机101与另一个设备(例如，另一台计算机101) 建立共生关系，其中计算机101和该其它设备选择性地和/或自动交换备份数字内 容的副本。换言之，计算机101接收和存储该设备的备份数字内容的副本，并且该 设备接收和存储计算机的备份数字内容的副本。在替换实施例中，计算机101将其 备份数字内容发送给贮藏存储单元，后者处理多台计算机的备份数字内容的存储。 在该示例中，贮藏存储单元随后可与其它贮藏存储单元建立共生关系，其中这些贮 藏存储单元选择性地和/或自动交换备份数字内容的副本。换言之，每一个贮藏存储单元接收并存储其它单元的备份数字内容的副本。客户端和服务器的实施例不限于图1的计算机101。图1简单图解一个实施例。 替换实施例针对处理、存储器、互连、协议、外围组件和其它功能方面而变化。计 算机101例如表示具有家庭服务器、hNAS (或其它数字存储设备)、台式计算机、 膝上型计算机、多媒体设备、移动设备或其它设备的家庭网络的至少一个设备。这 些设备可被合适地用于接收、访问、或生成可基于各设备之间或贮藏存储单元之间 的共生关系来存储的数字内容。如本文中所使用的，"家庭服务器"和"家庭网络" 是指物理地邻近用户(例如，同一个家里或建筑物内)或用户控制的设备的服务器 和网络。尽管一些共生关系是建立在紧邻的设备之间的，但是其它共生关系实施例 涉及远程定位的设备。处于共生关系的设备(无论是计算机101还是贮藏存储单元) 彼此选择性地紧邻或远离。另外，每一个贮藏存储单元选择性地紧邻或远离提供存 储于其中的数字内容的设备。图2图解根据各实施例的系统200。如图所示，系统200包括经由网络220 耦合到存储设备230的多个客户端202A-202N。客户端202A-202N的组件、网络220、以及存储设备230已被简化以便于描述各实施例。在各种实施例中，客户端 202A-202N和存储设备230具有针对图1的计算机101描述的组件中的更多或更 少。作为示例，客户端202A-202N表示台式计算机、膝上型计算机、多媒体设备、 移动设备或家庭网络中的其它设备。在替换实施例中，客户端202A-202N表示远 程网络内的设备。另外，存储设备230表示hNAS设备或其它存储设备。
将通过描述客户端202A来提供对每一个客户端的代表性描述。如图2中所示， 客户端202A包括耦合到系统存储器206A的处理器202A。处理器202A还耦合到 网络接口 212A。
在至少一些实施例中，系统存储器206A是存储可由处理器202A执行的应用 程序208A的计算机可读介质。系统存储器206A还存储数字内容210A，其可以是 数据文件、多媒体、应用程序、或其它数字内容的形式。系统存储器206A对应于 辅助存储、ROM、 RAM、或现在已知或后开发的其它存储介质中的至少一种。在 被执行时，应用程序208A中的至少之一使得客户端202A能接收或生成附加数字 内容210A。在一些实施例中，应用程序208A中的至少之一使得客户端202A能从 因特网下载数字内容或本地地生成和存储数字内容。应用程序208A中的至少之一 可按需涉及将数字内容210A中的一些或全部转移到存储设备230。
如图2中所示，存储设备230包括耦合到系统存储器234的处理器232，系统 存储器234存储存档指令236和共生镜像指令238。系统存储器234对应于辅助存 储、ROM、 RAM、或现在已知或后开发的其它存储介质中的至少一种。处理器232 还耦合到I/O接口 240。 I/O接口 240使得存储设备230能与本地外围设备通信。 例如，在一些实施例中，存储设备230经由I/O接口 240与类似的存储设备通信。 在至少一些实施例中，1/0接口包括eSATA (外部串行高级技术附连)数据端口或 其它高速数据端口。
处理器232还耦合到网络接口 242。网络接口 242使得存储设备230能与网络 220上的设备通信，并且例如对应于TCP/IP接口协议下的以太网。如图所示，存 储设备230经由网络接口 234与客户端202A-202N通信。存储设备230替换地经 由另一个接口与客户端202A-202N通信。
在一些实施例中，处理器232还耦合到可移除存储单元244。可移除存储单元 244对应于盘驱动或其它可移除存储单元。在至少一些实施例中，存储设备230选 择性地从客户端202A-202N接收数字内容210A-210N中的一些或全部的副本。数 字内容210A-210N随后被存储在可移除存储单元244或另一个存储位置中的至少之一上。
在被执行时，存档指令236负责转移和组织来自客户端202A-202N的数字内 容210A-210N中的一些或全部。作为示例，存档指令236可导致存储设备230周 期性地扫描客户端202A-202N以发现新的数字内容。补充地或替换地，存档指令 236可导致存储设备识别来自客户端202A-202N的关于何时有新数字内容或新数 字内容的备份准备好供存储设备230进行存储的提示。在至少一些实施例中，存档 指令236导致数字内容210A-210N被存储到可移除存储单元244中的至少之一上。 作为示例，存储设备230可以冗余方式复制数据，以使得单个存储单元(可移除或 不可移除)的故障能在故障存储单元被替换为起效存储单元时经由存储冗余指令自 动恢复。这种能力有时被称为独立冗余磁盘阵列(RAID)。
在被执行时，共生镜像应用程序238负责建立和维护存储设备230与另一个 存储设备之间的协作关系。至少，共生镜像应用程序238使得存储设备230和其它 存储设备能彼此交换和存储备份数字内容。在至少一些实施例中，共生镜像应用程 序238基于加密协议(例如，对称密钥、公钥-私钥)或其它安全协议(例如，口 令、生物测定信息或其它安全令牌)来保护正被交换的数字内容。加密协议或安全 协议被实现为在交换数字内容发生之前的用户认证过程的一部分。补充地或替换 地，安全协议或加密协议被实现以在交换发生期间或之后保护数字内容。
作为示例，在一些实施例中，两个存储设备的用户将两个存储设备集合在一 起并使用加密密钥或安全令牌来建立共生关系。加密密钥或安全令牌被存储在通用 串行总线(USB)闪存或其它位置上。换言之， 一个或两个存储设备的共生镜像应 用程序238可接收必要的加密密钥或安全令牌以认证共生关系的建立。一旦已建立 了共生关系，参与识别就交换一些或全部数字内容。交换过程被划分为主要转移和 辅助转移，这将在以下进行描述。 一旦已发生数字内容的交换，每一个存储设备选 择性地使得用户中的至少一个能访问所交换的数字内容。例如，在一些实施例中， 共生镜像应用程序238限制对所交换数字内容的访问，从而仅原始"所有者"得以 访问。补充地或替换地，另一个用户可选择性地访问所交换的数字内容。在任一种 情形中， 一些实施例实现认证过程(例如，加密密钥或安全令牌)以保护所交换的 数字内容。
在至少一些实施例中，共生镜像应用程序238还支持结束共生关系。在这种 情形中，从给定存储设备删除所交换的数字内容或将其转移到另一个存储设备。结 束共生关系可需要参与存储设备的一个或两个所有者的权力。在一些实施例中，共生镜像应用程序238支持多个共生关系。每一个共生关系存在于两个设备之间或两 个以上设备之间。作为示例，如果存在3个设备"A" 、 "B"和"C"，可在A 与B、 B与C、和A与C之间建立分开的共生关系。替换地，可为A、 B和C建 立单个共生关系。
图3图解根据各实施例的两个存储设备之间的共生关系300。在图3中，存储 设备302A、 302B已建立了共生关系。存储设备302A、 302B的组件已被简化以便 于描述各实施例。在各种实施例中，存储设备302A、 302B具有针对图2的存储设 备230或图1的计算机101描述的组件中的更多或更少。与分开描述每一个存储设 备不同，存储设备302A、 302B的代表性描述将通过描述存储设备302A来提供。
如图3中所示，存储设备302A包括耦合到系统存储306A的处理器304A。 存储306A包含数字内容。处理器还耦合到网络接口 308A和I/0接口 310A，其任 一个可用于交换数字内容。
存储设备302A、 302B之间的数字内容的交换可被分类为主要转移和辅助转 移，其中主要转移涉及比辅助转移更快的数据转移。换言之，主要转移被加速而辅 助转移被减速(与主要转移相比)。主要转移可例如在有显著的数字内容量需要被 交换时使用。在这种情形中，快速数据转移速率对于防止交换过程期间的滞后而言 是合需的。辅助转移可例如在没有显著的数字内容量需要被交换时、在交换远程地 发生时、或当交换在高于阈值延迟量下发生时使用。共生镜像应用程序238可具有 用于确定显著和不显著的数字内容量的预定阈值。另外，共生存储设备的所有者可 选择阈值来指示显著和不显著的数字内容量。
作为示例，主要转移涉及经由I/O接口 310A、310B耦合存储设备302A、302B。 1/0接口 310A、310B对应于eSATA数据端口或其它已知或后开发的用于本地通信 的I/O端口 。在I/O接口 3IOA、 310B对应于eSATA端口的情形中，可支持3 Gbps 的大致数据转移速率。不管I/0接口的类型如何，本地通信与远程通信(例如，经 由网络连接的通信)相比常常具有显著的速度优势。
主要转移的另一个示例涉及交换对应于存储306A、 306B中的一些的可移除 存储单元(例如，具有备份数字内容的副本的盘驱动)。可移除存储单元的交换本 地或远程地(邮寄可移除存储单元)发生。在任一种情形中，共生镜像应用程序 238可促进将所选数字内容搜集到可移除存储单元中的至少之一上并指示用户何 时已正确地移除所选可移除存储单元的过程。当用户接收到所交换的可移除存储单 元时,共生镜像应用程序238可执行诸如指示将可移除存储单元插入何处以及指示可移除存储单元的交换是成功还是失败等功能。每一个所交换的可移除存储单元或 者被保留在共生伙伴内或者被复制并随后被送回给原始存储设备。
作为示例，辅助转移涉及经由网络接口 308A、308B耦合存储设备302A、302B。 网络接口 308A、 308B对应于以太网、TCP/IP接口或其它已知或后开发的网络接 口。不管网络接口的类型如何，网络通信与本地通信(例如，经由I/O接口310A、 310B的通信)相比常常具有显著的速度劣势。
在至少一些实施例中，主要转移用于两个共生存储设备之间的初始数字内容 交换或每当确定依赖于辅助转移不合需时使用。在一些实施例中，共生镜像应用程 序236考虑诸如共生设备的位置、要转移的数字内容量、或数据转移速率等因素， 并后续推荐实现主要转移或辅助转移，而不是默认转移方法或用户选择的转移方 法。可按需利用用户认证、加密密钥、和安全令牌来在任何交换之前、期间或之后 保护数字内容。共生关系(包括主要和辅助转移)可建立在一个存储设备与多个存 储设备之间或建立在3个或更多存储设备之间。
图4图解根据各实施例的方法400。方法400包括在第一存储设备和第二存储 设备之间建立共生关系(框402)。在框404，基于共生关系在第一和第二存储设 备之间选择性地交换备份数字内容。在框406，所交换的备份数字内容被选择性地 访问。方法400还可包括用于用户认证、数据加密、数字内容的主要转移、数字内 容的辅助转移、共生关系的终止、同时支持多个共生关系或其它过程的过程。
权利要求
1.一种系统，包括第一存储设备(302A)；以及第二存储设备(302B)，其中在所述第一和第二存储设备(302A、302B)之间建立共生关系以选择性地为彼此存储备份数字内容。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二存储设备(302A、 302B)各自具有本地数据端口 (310A、 310B)，并且其中备份数字内容的主要交 换涉及经由所述本地数据端口 (310A、 310B)将所述第一和第二存储设备(302A、 302B)耦合到彼此。
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二存储设备(302A、 302B)各自具有带有备份数字内容的可移除存储单元(244)，并且其中备份数字 内容的主要交换涉及交换可移除存储单元(244)。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二存储设备(302A、 302B)各自具有网络接口 (308A、 308B)，并且其中备份数字内容的辅助交换涉 及经由所述网络接口 (308A、 308B)将所述第一和第二存储设备(302A、 302B)耦合到彼此。
5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二存储设备(302A、 302B)是家庭网络附连存储(hNAS)设备。
6. —种方法，包括在第一存储设备(302A)和第二存储设备(302B)之间建立共生关系；以及基于所述共生关系在所述第一和第二存储设备(302A、 302B)之间选择性 地交换备份数字内容。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括对所述第一和第二存储设 备(302A、 302B)之间备份数字内容的主要转移实现加速数据转移过程，以及对 所述第一和第二存储设备(302A、 302B)之间备份数字内容的辅助转移实现减速 数据转移过程。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加速数据转移过程包括将所 述第一和第二存储设备(302A、 302B)集合在一起。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述减速数据转移过程包括分开 所述第一和第二存储设备(302A、 302B)。
10. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括基于所述共生关系在所 述第一和第二存储设备(302A、 302B)之间自动交换新数字内容。
全文摘要
提供了一种系统，该系统具有第一存储设备(302A)和第二存储设备(302B)。在第一和第二存储设备(302A、302B)之间建立共生关系以选择性地为彼此存储备份数字内容。
文档编号G06F15/16GK101669110SQ200880013720
公开日2010年3月10日 申请日期2008年4月28日 优先权日2007年4月30日
发明者A·J·埃尔南德斯, F·C·托马斯, J·M·阿戈什塔 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业