实现操作系统远程配置的系统、方法及装置的制造方法_3

文档序号:9579070阅读:来源:国知局
盘阵列控制器102用于独立冗余磁盘阵列,是磁盘阵列的大脑,磁盘阵列控制器102的硬件组成包括CPU,高速缓存(Cache)以及光纤通道(FC)。磁盘阵列控制器102是一个相对独立的存储解决方案,其与其他的存储方案是相辅相成的。其他的解决方案侧重于一些网络的架构,而磁盘阵列则是侧重于服务器内部硬盘的部署,主要用来实现数据的存储转发以及整个阵列的管理,是系统主机与存储器件(磁盘柜)之间的“桥梁”。本实施例中,磁盘阵列控制器102是操作系统管理服务器1与存储介质组101之间的“桥梁”,操作系统管理服务器1通过磁盘阵列控制器102将存储介质组2的各个存储介质整合为一个大的存储空间,采用磁盘阵列技术建立独立冗余磁盘阵列,并对磁盘阵列进行虚拟分区。磁盘阵列控制器102的实现方式主要有两种,分别为基于硬件的磁盘阵列与基于软件的磁盘阵列方式。具体地,磁盘阵列控制器102的类型包括:
[0107]1) JBOD(Just Bundle of Disk),顾名思义,只是一捆磁盘而已,所以也被称为傻瓜盘阵。其内部无控制器及缓存,也没有其他手段提高效率及安全性,每个磁盘独立完成数据的读写,RAID算法由电脑主机完成,性能最差。
[0108]2)单控制器阵列,性能表现良好,但是安全性欠缺,一旦控制器故障,阵列就会停机。
[0109]3)双控制器阵列,能够实现控制器级的冗余,进一步提高了系统的性能和稳定安全性能。
[0110]4)多控制器阵列,一般采用4个以上控制器,达到多级冗余,整体性能大大提高,处理能力和安全性超强,常用于大型关键业务及数据中心。
[0111]在本实施例中,通过合理选择上述磁盘阵列的部署方式,可以从整体上提高存储解决方案的效率以及数据的安全与稳定,对于数据中心,通常可采用双控制器阵列或多控制器阵列的磁盘阵列控制器。
[0112]在本实施例中,采用磁盘阵列技术为RAID1规范,RAID1磁盘阵列模式运用的是磁盘镜像技术,就是将偶数个硬盘分成两份,将其中的一半拿来做另外一半的备份,这样做的好处就是在不影响性能的情况下,能够最大限度地保证系统的可靠性和可修复性。当然,在常见的磁盘阵列基础类型中,RAID1磁盘阵列模式的成本是最高的,硬盘的利用率是最低的一仅为50%,因此RAID1主要用于要保存要害数据的场合,例如:本申请的计算节点的操作系统的存储管理。由于本实施例采用RAID1规范通过镜像方式保存操作系统的多种数据,实现RAID1至少需要两块硬盘或者2N个物理硬盘,因此存储介质组的磁盘数目为偶数个。
[0113]本申请所述的操作系统管理服务器1,通过映射单元103建立虚拟区域存储的操作系统与各个计算节点2的映射关系,即:映射单元103生成虚拟区域和端口的对应关系表,请参看图3,其为本申请的实现操作系统远程配置的系统所述操作系统管理服务器实施例1的虚拟空间和端口的对应关系图。所述虚拟区域是指操作系统服务器1中的存储对应计算节点2的操作系统的存储分区3,所述端口是指操作系统服务器1的外部端口,通过所述对应关系表实现所述虚拟区域存储的操作系统与各个计算节点2的所述映射关系,即:建立对应每个计算节点2的存储分区3和与其对应的计算节点2之间的映射关系,从而实现各个虚拟区域与各个计算节点2的一对一的关系。例如:实现操作系统远程配置的系统包括η个计算节点和一个操作系统管理服务器,操作系统管理服务器通过磁盘阵列控制器对存储介质组建立独立冗余磁盘阵列,通过镜像方式保存η个计算节点对应的操作系统的多种数据,并将所述独立冗余磁盘阵列的存储空间划分为η个虚拟区域:虚拟分区1、虚拟区域2、…、虚拟区域η;操作系统管理服务器的外部端口为:端口 1、端口 2、…、端口 η;虚拟区域和端口的对应关系表为:虚拟分区1对应端口 1、虚拟分区2对应端口 2、…、虚拟分区η对应端口 η,其中,虚拟分区1存储第一个计算节点的操作系统,虚拟分区η存储第η个计算节点的操作系统,从而建立虚拟区域存储的操作系统与各个计算节点2的映射关系。
[0114]本申请所述的操作系统管理服务器1,通过磁盘阵列控制器102采用磁盘阵列技术整合存储介质组101的多个存储介质,建立独立冗余磁盘阵列,并将独立冗余磁盘阵列的存储空间划分为对应存储各个所述计算节点2的操作系统的多个虚拟区域,通过映射单元103建立各个虚拟区域与各个计算节点2的一对一的映射关系。操作系统管理服务器1采用镜像方式保存对应计算节点2的操作系统的多种数据,使得当系统中各个计算节点2的操作系统所在的操作系统管理服务器1的存储设备发生损坏时,能够通过独立冗余磁盘阵列,实现在线更新操作管理服务器1的存储设备,从而提高操作管理服务器1的在线操作系统的稳定性。
[0115]可选的,请参看图4,其为本申请的实现操作系统远程配置的系统所述操作系统管理服务器实施例2的示意图,是所述操作系统管理服务器1的优选实施例,在本实施例中,除了图2所示的模块之外,该操作系统管理服务器1中,所述磁盘阵列控制器102包括:输入/输出控制单元1021,用于将SAS或SATA协议转换为PCIE协议;磁盘阵列单元1022,用于对所述存储介质组101建立所述独立冗余磁盘阵列;划分单元1023,用于将所述独立冗余磁盘阵列的存储空间划分为至少两个虚拟区域。
[0116]本申请所述的操作系统管理服务器1中,磁盘阵列控制器102实现磁盘阵列功能主要是两部分完成:1、输入输出控制;2、磁盘阵列算法。磁盘阵列控制器102的输入/输出控制单元1021连接存储介质组101,读取存储介质组101中存储的操作系统数据,数据的传输通道为SAS或SATA通道,通道类型取决于存储介质的硬盘类型,如果包括SAS硬盘,则传输通道为SAS通道,如果是仅包括SATA硬盘,则传输通道可以为SAS通道或SATA通道;输入/输出控制单元1021将获取的SAS或SATA协议的数据转换为PCIE总线协议,并通过PCIE通道与映射单元103连接并交换数据。PCIE是最新的总线和接口标准,属于高速串行点对点双通道高带宽传输,它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高的16X2.0版本可达到10GB/s, PCIE所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,主要支持主动电源管理,错误报告,端对端的可靠性传输,热插拔以及服务质量(Q0S)等功能,目前主流主板都能支持PCI El.016,当前PCIE基本全面取代了 AGP。
[0117]在本实施例中,磁盘阵列控制器102的磁盘阵列单元1022,采用RAID1技术对存储介质组101建立独立冗余磁盘阵列,通过镜像方式保存操作系统的多种数据,并通过划分单元1023将所述独立冗余磁盘阵列的存储空间划分为至少两个虚拟区域,每个虚拟区域存储其所对应的计算节点2的操作系统。
[0118]本实施例的磁盘阵列控制器102实现磁盘阵列的两部分功能的不同方式决定了实现磁盘阵列功能的性能、可靠性和造价。上述两部分功能全部通过软件方式来实现,则造价低、实现方便,但是性能和可靠性相对要低些;全部通过专用芯片实现,则造价高,但是性能和可靠性相对要高些。对此,可根据实际应用需要选择不同的实现方式,从而完成磁盘阵列功能。
[0119]可选的,请参看图5,其为本申请的实现操作系统远程配置的系统所述操作系统管理服务器实施例3的示意图,是所述操作系统管理服务器1的优选实施例,在本实施例中,除了图3所示的模块之外,该操作系统管理服务器1中,所述映射单元103包括:逻辑功能单元1031,用于生成所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系;端口分配器单元1032,用于生成所述端口的地址与端口对应关系。
[0120]本申请所述的操作系统管理服务器1,通过映射单元103建立所述虚拟区域存储的操作系统与各个计算节点2的所述映射关系,即:生成虚拟区域和端口的对应关系表,所述生成虚拟区域和端口的对应关系表由两部分构成,包括虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系表、以及所述端口的地址与端口对应关系表。请参看图6,其为本申请的实现操作系统远程配置的系统所述操作系统管理服务器实施例3的虚拟空间和地址对应关系图以及地址和端口对应关系图。例如:虚拟区域和地址的对应关系表为:虚拟分区1对应地址1、虚拟分区2对应地址2、…、虚拟分区η对应地址η,地址和端口的对应关系表为:地址1对应端口 1、地址2对应端口 2、…、地址η对应端口 η,其中,所述地址是指操作系统服务器1的外部端口的地址,所述端口是指操作系统服务器1的外部端口,将二者结合生成虚拟区域和端口的对应关系表。
[0121]在本实施例中,逻辑功能单元1031通过PCIE总线与磁盘阵列控制器102相连,映射单元103通过PCIE通道获取磁盘阵列控制器102的虚拟区域信息表及PCIE信息传递通道,逻辑功能单元1031将获取的虚拟区域信息表与操作系统管理服务器1的各个外部端口的地址表进行分配与绑定,从而形成虚拟区域的标识与所述端口的地址的对应关系表,完成虚拟区域与所述端口的地址的对应关系,其中,PCIE通道可采用各种带宽的PCIE总线,例如:8通道的PCIE总线。端口分配器单元1032通过SAS或SATA通道与逻辑功能单元1031相连,端口分配器单元1032读取逻辑功能单元1031的虚拟区域的标识与所述端口的地址的对应关系表信息,并通过该SAS或SATA通道与逻辑功能单元1031之间进行数据传递,同时将操作系统管理服务器的外部端口的地址表与操作系统管理服务器1的各个外部端口映射成为一个所述端口的地址和端口的对应关系表,其中,SAS通道可采用各种带宽,例如:4通道的SAS带宽。由此,逻辑功能单元1031的虚拟区域的标识与所述端口的地址的对应关系表,与端口分配器单元1032的所述端口的地址和端口的对应关系表,通过SAS通道进行信息与数据通信,完成虚拟区域、地址和端口的对应关系,从而实现操作系统管理服务器1的每个外部端口均由一个指定的虚拟区域的空间来使用,每个虚拟区域存储对应的计算节点2的操作系统镜像。
[0122]可选的,请参看图7,其为本申请的实现操作系统远程配置的系统所述操作系统管理服务器实施例4的示意图,在本实施例中,除了图4所示的模块之外,该操作系统管理服务器1中,所述逻辑功能单元1031包括:第一获取单元10311,用于获取所述磁盘阵列控制器102的虚拟区域标识信息;第一映射单元10312,用于将所述虚拟区域标识信息的虚拟区域标识与所述端口的地址进行分配与绑定,生成所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系;第一存储单元10313,用于存储已生成的所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系。
[0123]本申请所述的操作系统管理服务器1,逻辑功能单元1031的第一获取单元10311通过PCIE通道获取所述磁盘阵列控制器102的虚拟区域标识信息,第一映射单元10312将获取的虚拟区域信息表与操作系统管理服务器1的各个外部端口的地址表进行分配与绑定,从而形成虚拟区域的标识与所述端口的地址的对应关系,并通过第一存储单元10313存储已生成的所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系。
[0124]在本实施例中,所述端口分配器单元1032包括:第二获取单元10321,用于获取所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系;第二映射单元10322,用于所述端口的地址与所述操作系统管理服务器1的端口进行映射,生成所述端口的地址与端口对应关系;第二存储单元10323,用于存储已生成的所述端口的地址与端口对应关系。
[0125]本申请所述的操作系统管理服务器1,端口分配器单元1032的第二获取单元通过SAS或SATA通道与所述逻辑功能单元1031连接,获取所述虚拟区域的标识与所述端口的地址对应关系表信息,通过第二映射单元10322将所述操作管理服务器1
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