磁盘集中管理系统与方法与流程

本发明涉及存储领域，具体而言，涉及磁盘集中管理系统与方法。

背景技术：

在IT系统中，数据存储是重要环节。在磁盘阵列、存储型服务器中安装有大量的磁盘。机架式服务器、刀片服务器上也需要安装有磁盘。这些硬盘的管理主要是靠每台设备自有的管理系统管理，如服务器的基板管理控制器、磁盘阵列 的管理界面。磁盘故障时，磁盘上的LED状态指示灯会改变颜色或熄灭。与此同时，服务器的基板管理控制器（BMC）也会产生的故障日志，管理员可以连接到BMC远程管理系统中查看该故障日志。对于磁盘阵列，需要到磁盘阵列的管理界面查看磁盘状态。然而，LED状态指示灯所能提示的信息量非常简单，管理员难以准确掌握所提示的错误信息。而查看服务器BMC远程管理系统或磁盘阵列中的故障日志还需要使用计算机接入每台设备的管理口并登录，不便于在机房现场解决硬件问题时使用，也不方便磁盘的统一管理。此外，在许多服务器中，由于磁盘由RAID卡管理，而RAID屏蔽了磁盘和BMC之间的通信，使磁盘信息无法通传到BMC，造成在BMC中无法查看磁盘信息的状况。

统一管理服务器、存储等IT设备的磁盘，可以监控数据中心中所有磁盘状态，作好备份计划，并有序地安排备件采购，对于拥有大量磁盘的数据中心，尤其是具有大量磁盘的灾备中心，具有重大意义。然而，针对上述现有技术中需要磁盘信息分散在各设备管理系统的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明实施例提供了一种磁盘集中管理系统，以解决磁盘信息分散在各设备管理系统的问题。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种磁盘集中管理系统，所述系统包括：

磁盘、光接收器及管理服务器；

所述磁盘包含嵌入式微处理器、LED、LED驱动电路、磁头、盘片、电机、磁盘电路；所述嵌入式微处理器监测所述磁头、所述盘片、所述电机及所述磁盘电路的工作状态，生成磁盘信息，并将所述磁盘信息转换成信号码流，并通过所述LED驱动电路调制到所述LED所发出的光信号中；

所述光接收器采集所述LED所发出的光信号，将所述光信号转化成电信号发送到管理服务器；

所述管理服务器包括：

转换模块，用于将所述电信号恢复为信号码流，还原磁盘信息；

分类模块，用于根据磁盘信息对磁盘进行分类；

评估模块，用于评估磁盘健康程度；

预警模块，用于根据磁盘健康程度对磁盘进行预警。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种磁盘集中管理方法，所述方法包括：

S100：嵌入式微处理器监测磁头、盘片、电机及磁盘电路的工作状态并生成磁盘信息；

S110：将所述磁盘信息转换成信号码流，并通过所述LED驱动电路调制到所述LED所发出的光信号；

S120：光接收器采集所述LED所发出的光信号，将所述光信号转化成电信号发送到管理服务器；

S130：管理服务器将所述电信号恢复为信号码流，还原所述磁盘信息；

S140：所述管理服务器根据所述磁盘信息对磁盘进行分类；

S150：所述管理服务器评估磁盘健康程度；

S160：所述管理服务器根据所述磁盘健康程度对所述磁盘进行预警。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点有：

1、采用可见光通信传递磁盘信息，使磁盘的状态指示灯可以携带大量的磁盘信息，方便查看磁盘信息；

2、硬盘信息可以使用现场工业总线，独立于机房的网络，可以不占用IP网络带宽，也不需要与业务数据争用带宽资源；

3、磁盘信息在物理上与局域网相隔离，使磁盘信息的信息传播范围缩小到机房物理空间中，大大提高安全性，适用于信息安全要求非常高的场景；

4、可以通过机房摄像头集中管理磁盘信息，不需要追加机房投资；

5、通过刷新磁盘固件，即可将磁盘信息加载到LED状态指示灯中，对现有磁盘不需要进行大幅度改动，即可实现磁盘的集中管理；

6、通过集中管理硬盘，可以对磁盘进行预警，避免由于磁盘信息无云通过RAID卡上传到管理系统以致在故障才能发现问题，减少数据丢失的风险；

7、集中管理磁盘，通过自动备份健康程度较低的磁盘中的数据，可以在硬盘损坏时，从备份数据中恢复所备份的数据，保障数据安全；

8、集中管理磁盘，根据磁盘健康程度、分类等估算需要的备件时间和数量，可以提前作好采购计划，以防磁盘损失时没有足够同类型的硬盘作为备件。

本发明解决了现有技术中磁盘信息分散在各设备管理系统的问题，提供了一种方便查看磁盘信息，安全可靠的磁盘集中管理系统。

附图说明

图1为本发明实施例的磁盘结构示意图。

图2为本发明实施例的磁盘集中管理系统结构示意图。

图3为本发明实施例的服务器结构示意图。

图4为本发明又一实施例的磁盘集中管理系统结构示意图。

图5为本发明实施例的磁盘集中管理方法流程图。

图6为本发明又一实施例的磁盘集中管理方法流程图。

图7为本发明实施例的磁盘集中管理方法查询磁盘SMART信息步骤流程图。

图8为本发明实施例的磁盘集中管理方法还原磁盘信息步骤流程图。

图9为本发明实施例的磁盘集中管理方法恢复信号码流步骤流程图。

图10为本发明实施例的磁盘集中管理方法前期LED信号码流步骤流程图。

其中：1、磁盘；2、光接收器；3、管理服务器；100、嵌入式微处理器；101、LED；102、LED驱动电路；103、磁头；104、盘片；105、电机；106、磁盘电路；200、摄像头；301、转换模块；302、分类模块；303、评估模块；304、预警模块；305、备份模块；306、备件估算模块；307、查询模块；308、分析模块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例

如图1所示，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁盘集中管理系统，所述系统包括：

至少一个磁盘1、光接收器2及管理服务器3；

如图2所示，所述磁盘1包含嵌入式微处理器100、LED101、LED驱动电路102、磁头103、盘片104、电机105、磁盘电路106；所述嵌入式微处理器100监测所述磁头103、所述盘片104、所述电机105及所述磁盘电路106的工作状态，生成磁盘信息，并将所述磁盘信息转换成信号码流，并通过所述LED驱动电路102调制到所述LED101所发出的光信号中；

所述光接收器2采集所述LED所发出的光信号，将所述光信号转化成电信号发送到管理服务器3；

如图3所示，所述管理服务器3包括：

转换模块301，用于将所述电信号恢复为信号码流，还原磁盘信息；

分类模块302，用于根据磁盘信息对磁盘进行分类；

评估模块303，用于评估磁盘健康程度；

预警模块304，用于根据磁盘健康程度对磁盘进行预警。

在具体实施过程中，所述管理服务器还包括备份模块305，所述备份模块用于备份健康程度低于阈值的磁盘中的数据。

在具体实施过程中，所述管理服务器还包括备件估算模块306，所述备件估算模块用于根据磁盘健康程度、磁盘分类及数量估算需要的磁盘备件的时间和数量。

国际上可见光通信速度最高可达224Gb/s，国内已经实现了50Gb/s的速度，远高于WiFi的理论速度。采用可见光通信传递故障信息，使指示灯可以携带大量的磁盘信息，方便在机房即可获取硬盘信息，方便在机房现场及时处理问题。

磁盘信息在物理上与局域网相隔离，使磁盘信息的信息传播范围缩小到机房物理空间中，大大提高安全性，适用于信息安全要求非常高的场景。

在具体实施过程中，所述磁盘信息包括SMART信息。SMART(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology /自我监测、分析与报告技术)是为了提高硬盘数据的安全性而开发的，可以使硬盘实时检查自身的状态。通过SMART信息可以及时分析出潜在的问题，有时甚至能给出预计的硬盘故障日期。所述SMART信息的主要属性包括ID、Value/Current、Worst、Threshold/Warn、Raw Value/Data。ID代码以两位十六进制数表示（括号里对应的是十进制数）硬盘的各项检测参数，如05（005）代表重映射扇区数 Relocated Sector Count 。Value/Current为当前值是各ID项在硬盘运行时根据实测数据通过公式计算的结果，计算公式由硬盘厂家自定。Worst为最差值，是硬盘运行时各ID项曾出现过的最大的非正常值。Threshold/Warn为临界值是硬盘厂商指定的表示某一项目可靠性的门限值，也称阈值，Threshold/Warn通过特定公式计算而得。如果某个参数的当前值接近了临界值，就意味着硬盘将变得不可靠，可能导致数据丢失或者硬盘故障。Raw Value/Data数据值是硬盘运行时各项参数的实测值，以十进制显示数据。

Raw Value/Data数据值代表的意义随ID项参数而定，大致可以分为三类：

1）数据值并不直接反映硬盘状态，必须经过硬盘内置的计算公式换算成当前值才能得出结果；

2）数据值是直接累计的，如Start/Stop Count（启动/停止计数）的数据是50，即表示该硬盘从出厂到现在累计启停了50次；

3）有些参数的数据是即时数，如Temperature（温度）的数据值是44，表示硬盘的当前温度是44℃。

在具体实施过程中，所述磁盘信息还包括磁盘型号，所述管理服务器还包括

查询模块307，用于查询磁盘数据库，所述磁盘数据库包括磁盘型号与对应于该型号SMART信息的映射关系，所述映射关系包括ID代码表、alue/Current计算公式、Threshold/Warn计算公式及Raw Value/Data的计算公式；

分析模块308，用于根据磁盘型号及映射关系分析包含ID、Value/Current、Worst、Threshold/Warn和Raw Value/Data 数据的SMART信息；

所述评估模块303，还用于根据所述SMART信息分析结果评估磁盘健康程度。

如图4所示，在具体实施过程中，所述光接收器2为摄像头200，所述摄像头200采集LED所发出的光信号，将所述光信号转化成视频流并发送到管理服务器3；所述管理服务器3根据视频流进行图像识别并恢复信号码流，还原磁盘信息。

在具体实施过程中，所述摄像头200与现场工业总线相连接。

硬盘信息可以使用现场工业总线，独立于机房的网络，可以不占用IP网络带宽，也不需要与业务数据争用带宽资源。

在具体实施过程中，所述管理服务器3根据视频流中每帧图像的灰度图，确定LED的点亮时间和熄灭时间。

在具体实施过程中，所述磁盘大于一个，所述摄像头200采集多个LED的光信号。管理服务器3记录每时刻的LED位置及大小，根据灰度图获得每个LED的点亮时间和熄灭时间。管理服务器根据每个LED的点亮时间和熄灭时间获得每个磁盘通经调制的信号码流，再还原为磁盘信息。

通过摄像头，可以建立MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put，多路输入多路输出）的可见光通信通道，可以同时监控多个磁盘的信息，具有更高的传输容量，可以同时监控具有多个硬盘的服务器、存储设备的硬盘信息。

如图5所示，根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种磁盘集中管理方法，所述方法包括：

S100：嵌入式微处理器监测磁头、盘片、电机及磁盘电路的工作状态并生成磁盘信息；

S110：将所述磁盘信息转换成信号码流，并通过所述LED驱动电路调制到所述LED所发出的光信号；

S120：光接收器采集所述LED所发出的光信号，将所述光信号转化成电信号发送到管理服务器；

S130：管理服务器将所述电信号恢复为信号码流，还原所述磁盘信息；

S140：所述管理服务器根据所述磁盘信息对磁盘进行分类；

S150：所述管理服务器评估磁盘健康程度；

S160：所述管理服务器根据所述磁盘健康程度对所述磁盘进行预警。

如图6所示，在具体实施过程中，所述方法还包括：

S170：服务器备份健康程度低于阈值的磁盘中的数据。

在具体实施过程中，所述方法还包括：

S180：所述管理服务器根据磁盘健康程度、磁盘分类及数量估算需要的磁盘备件的时间和数量。

如图7所示，在具体实施过程中，所述管理服务器评估磁盘健康程度步骤还包括：

S151：所述管理服务器查询磁盘数据库，所述磁盘数据库包括磁盘型号与对应于该型号SMART信息的映射关系，所述映射关系包括ID代码表、alue/Current计算公式、Threshold/Warn计算公式及Raw Value/Data的计算公式；

S152：所述管理服务器根据磁盘型号及映射关系分析SMART信息，所述SMART信息包含ID、Value/Current、Worst、Threshold/Warn和Raw Value/Data 数据；

S153：所述管理服务器根据所述SMART信息分析结果评估磁盘健康程度。

如图8所示，在具体实施过程中，所述方法还包括：

S121：所述光接收器为摄像头，所述摄像头采集LED所发出的光信号，将所述光信号转化成视频流并发送到管理服务器；

S131：所述管理服务器根据视频流进行图像识别并恢复信号码流，还原磁盘信息。

如图9所示，在具体实施过程中，所述管理服务器根据视频流进行图像识别并恢复信号码流步骤包括：

S132：管理服务器根据视频流中每帧图像的灰度图，确定LED的点亮时间和熄灭时间；

S133：管理服务器根据LED的点亮时间和熄灭时间恢复信号码流。

如图10所示，在具体实施过程中，所述磁盘大于一个，所述管理服务器根据视频流进行图像识别并恢复信号码流步骤还包括：

S134：所述摄像头采集多个LED的光信号，将所述光信号转化成视频流并发送到管理服务器；；

S135：管理服务器记录每时刻的LED位置及大小，根据灰度图获得每个LED的点亮时间和熄灭时间；

S136：管理服务器根据每个LED的点亮时间和熄灭时间获得每个磁盘的信号码流。

通过摄像头建立MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put，多路输入多路输出）的可见光通信通道，可以同时监控多个磁盘的信息，具有更高的传输容量，可以同时监控具有多个硬盘的服务器、存储设备的硬盘信息。

本发明解决了现有技术中磁盘信息分散在各设备管理系统的问题，提供了一种方便查看磁盘信息，安全可靠的磁盘集中管理系统与方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。