专利名称：在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种快速搜寻系统与方法，特别是一种在大量硬盘群中快速 搜寻的系统与方法。
技术背景随着网络传输速度日趋快速、低廉，使得在网络上传输数字音像也变得 越来越普及，又加上数字音像本身文件大小都十分庞大，因此同时带动了数 字储存媒体大型化的发展趋势。随着数字媒体大型化的趋势，单一硬盘，甚至是单一硬盘柜都不足以应付这种大容量储存需求，而发展出AoE (ATA over Ethernet)与iSCSI这两种 特殊的通讯协议。ATA over Ethernet (AoE)是由Brantley Coile所创造并提出的一种网络通 讯协议，且此协议可以在以太网络上存取ATA标准的储存装置，进而达到能 以平价而且标准的技术来实现一个储存局域网络环境。AoE不依赖以太网络中网络层以上的协议，包括IP、 UDP、 TCP等都舍 弃不用。这表示AoE不能在局域网络上进行路由、绕径，所以AoE确实仅打 算做为储存局域网络之用。需要注意的是，AoE与iSCSI均强调自身是远比光纤信道(Fibre Channel) 低廉的储存局域网络布建方案，不过AoE标榜比iSCSI更简单、更低廉，单 就标准规范的技术文件而言，AoE规格仅有8页，而iSCSI却为257页。在支持的硬件方面，目前已有Comid公司推出AoE用的硬盘柜，被称之 为EtherDrive。在软件方面，SourceForge.net所提供的vblade，能使安装有 vblade的Linux服务器通过网络去寻找AoE硬盘柜，并在寻找到硬盘柜后可 向硬盘柜提出储存服务的请求，进而使用硬盘柜内的储存空间、资源。vWade 软件有两种型态与执行法， 一种是以使用者空间(userspace)的执行程序(属 aoetools工具程序包的一部份)来运作，另一种是以Limix的内核模块程序
(kernel module)来运作。虽然AoE是简单的网络协议，但在储存的功效机制运作上提高了复杂性， 因此下面将针对AoE的细节作进一步说明。在AoE协议中，主要采用了区块性的储存传输。在这种情况下，ATA在 AoE中被当成一种硬盘用的线路协议，数据写入硬盘后若要进行读出，则会 以一个或一个以上的块状型态进行回传，且每块的容量尺寸大小(Block size) 固定一致，这可称为传输区块(Block)。接着，AoE协议直接、简单地将ATA指令(ATAcommand)送入低阶网 络封包内，使得以太网络线(ethemet cable)能有效取代ATA接口的接线(或 称排线，ribbon cable),并可以在以太网络所到达的各端点(例如硬盘(硬 盘柜)或计算机)进行数据区块的搬运与传输。对ATA标准中的ATA排线而言，它不用去理会自身所传输的是何种数 据区块，这对AoE标准而言也是相同，AoE标准所用的以太网络线不用去了 解它所传输的是何种数据区块，用户可以读出、写入任何想要的区块数据， 只不过在多数情况下，文件系统将比传输区块更适合用来进行数据的组织与 结构化运用。就传统而言，使用者是以文件系统的方式来使用计算机中的硬盘，如 ext3、 XFS、以及NTFS等文件系统都是以这种想定所设计、运用。然而在使 用AoE时，由于AoE运用以太网络来取代ATA排线，这就有可能破坏这种 用法，改用AoE方式运作对传统文件系统而言是一件危险的事，有可能导致 文件系统的错乱，或造成操作系统的内核严重错误(kernelpanic)。对此，AoE是用集群式的文件系统来避免这些问题，使AoE硬盘、硬盘 柜的区块性储存、传输的装置设备能够同时供多部计算机存取使用，跳脱以 往ATA技术只能让硬盘、硬盘群专供一部计算机存取使用的限制。若就实际 的功效运作来说，能够存取AoE硬盘柜的服务器自身就如同是加入集群系统 的一部集群计算机，是通过集群的共享机制来共同取用储存资源，而AoE硬 盘柜即是一个可供共享的区块性储存设备。GFS、 OCFS2等属于常见的具有 集群功效的文件系统。请参阅图1，图1为现有的储存局域网络环境的示意图。在现有储存局 域网络环境中，大量硬盘群主要由多个硬盘柜10a 10n所组成，每一硬盘柜 10a 10n另由多个硬盘抽屉lla、 llb...、 llf、 llg...所组成，而每一硬盘抽屉 lla、 llb...、 llf、 11g…中则又包含了多个硬盘装置12a、 12b…、12f、 12g…。 若计算机装置17a、 17b…、17g、 17n需要与上述硬盘装置12a、 12b…、12f、12g…通信时，可采用AoE与iSCSI协议。在Aoe协议中，AoE封包是用以太网络中的MAC地址来决定封包从何 处发出以及要传往何处。不过MAC地址只能在单一的以太网络中使用，因 为MAC地址是以网域为范畴进行广播式发送。现有的以太网络硬件大多具 有流量控制(flow control)的功效机制，能够使封包重新发送(packet retransmission)的频宽需求降至最低。以太网络使用循环冗余校验(CRC) 算法来确保封包完整送达。然而，不论是AoE与iSCSI协议，就算有流量控制机制，能使封包重新 发送的频宽需求降至最低，但是不可避免的，每当硬盘装置12a、 12b...、 12f、 12g…有数据传输的需求时，举例来说，假设需要硬盘装置12a、 12f彼此互 传数据时，还是釆用了广播封包的方式，对全部的硬盘装置12a、 12b...、 12f、 12g…发送，然后才能找到所指定的硬盘装置12a、 12f。若全体的硬盘数量还 不是很多时，这种广播封包还不至于瘫痪整个储存系统，但是一但数量多到 一定的程度时，极容易形成广播风暴的问题，从而瘫痪整个储存系统。 发明内容本发明的目的在于提供一种在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法，其 主要凭借预先建立好的硬盘位置信息(每一硬盘装置对应至硬盘柜代号、硬 盘抽屉代号、硬盘代号)，直接找到目标硬盘装置，避免采用广播封包来找寻 目标硬盘装置。基于上述目的，本发明的在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法，其主 要先指定特定硬盘装置作为预定用途的目标硬盘装置，并依据所取得的目标 硬盘装置的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号，找到目标硬盘装置，并 借此得以对目标硬盘装置进行通讯，而非采用广播方式找到目标硬盘装置， 以避免产生广播风暴，导致系统瘫痪。本发明的优点以及精神可以通过以下的详细描述和附图得到进一步的了 解。
图1为现有储存局域网络环境的示意图。图2为本发明在大量硬盘群中快速搜寻的系统的示意图。其中，附图标记10a 10n 硬盘柜 lla、 11b…、llf、 11g… 硬盘抽屉 12a、 12b…、12f、 12g… 硬盘装置14 管理装置15 硬盘代号数据库 16a、 16b...、 16f、 16g 管理装置17a、 17b…、17g 17n 计算机装置 18 指定模块 20 通讯模块具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明在大量硬盘群中快速搜寻的系统的示意图。 如图2所示，本发明在大量硬盘群中快速搜寻的系统主要包括硬盘代号数据 库15、指定模块18、通讯模块20。这其中，硬盘代号数据库15可仅在一台 管理装置14被执行与维护，并可供全体计算机装置17a 17n来使用。指定模 块18、通讯模块20则分别设置于计算机装置17a 17n所属的管理装置 16a 16n中。在本发明储存局域网络环境中，大量硬盘群同样主要由多个硬盘柜 10a 10n所组成，每一硬盘柜10a 10n由多个硬盘抽屉lla、 11b…、llf、 11g… 所组成，而每一硬盘抽屉lla、 11b…、llf、 11g…中则又包含了多个硬盘装 置12a、 12b…、12f、 12g…。该些硬盘柜均具有硬盘柜代号，该些硬盘抽屉 均具有硬盘抽屉代号，该些硬盘装置均具有硬盘代号。若计算机装置17a、 17b…、17g 17n需要向上述硬盘装置12a、 12b…、12f、 12g…传输数据时， 则采用本发明所定义的协议来进行。本发明所定义的协议主要还是采用Aoe 协议，只是为了避免广播风暴的问题，不采用广播方式来找寻目标硬盘装置。
简单来说，本发明在大量硬盘群中快速搜寻的方法，其主要凭借预先建 立好的多条硬盘位置信息(由硬盘代号数据库15提供，且每一硬盘装置对应 至硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号)，直接找到目标硬盘装置，避免采 用广播封包来找寻目标硬盘装置。举例来说，若硬盘装置12a、 12f均被管理装置14分配给计算机装置17b 来使用，且使用者希望指定硬盘装置12a来安装操作系统，而硬盘装置12f 作为硬盘装置12a的备份硬盘或数据硬盘时，其所属的管理装置16b的指定 模块18会先从硬盘代号数据库15的硬盘位置信息中指定硬盘装置12a的预 定用途为操作系统硬盘(例如Windows XP)，而硬盘装置12f的预定用途为 硬盘装置12a的备份硬盘或数据硬盘。指定模块18在完成指定后，还可取得 目标硬盘装置(即硬盘装置12a、 12f)所属的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、 硬盘代号，以便后续需要传输数据时，能直接找到这两个目标硬盘装置。在此种情况下，若计算机装置17b下达命令，要求从硬盘装置12a传输 数据至硬盘装置12f时，其所属的通讯模块20会直接依据目标硬盘装置所属 的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号找到目标硬盘装置，借此实现对目 标硬盘装置的通讯。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种在大量硬盘群中快速搜寻的系统，用于在所述大量硬盘群中快速找到一目标硬盘装置，其特征在于，所述大量硬盘群由多个硬盘柜所组成，每一硬盘柜由多个硬盘抽屉所组成，每一硬盘抽屉中包含多个硬盘装置，所述硬盘柜具有一硬盘柜代号，所述硬盘抽屉具有一硬盘抽屉代号，所述硬盘装置具有一硬盘代号，所述快速搜寻的系统包括一硬盘代号数据库，用于储存多条硬盘位置信息，所述硬盘位置信息包括每一硬盘装置对应的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号；一指定模块，用于从所述硬盘代号数据库的硬盘位置信息中指定特定硬盘装置作为一预定用途的目标硬盘装置，并取得所述目标硬盘装置对应的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号；以及一通讯模块，用于根据所述目标硬盘装置所属的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号找到所述目标硬盘装置。
2. 如权利要求l所述的在大量硬盘群中快速搜寻的系统，其特征在于， 所述预定用途可为操作系统硬盘、备份硬盘、或数据硬盘。
3. —种在大量硬盘群中快速搜寻的方法，用于在所述大量硬盘群中快速 找到一目标硬盘装置，所述大量硬盘群主要由多个硬盘柜所组成，每一硬盘 柜另由多个硬盘抽屉所组成，每一硬盘抽屉中包含多个硬盘装置，所述硬盘 柜具有一硬盘柜代号，所述硬盘抽屉具有一硬盘抽屉代号，所述硬盘装置具 有一硬盘代号，所述方法包含提供一硬盘代号数据库，储存硬盘位置信息，所述硬盘位置信息包括硬 盘装置对应的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号；从所述硬盘代号数据库的硬盘位置信息中指定特定硬盘装置作为一预 定用途的目标硬盘装置；取得所述目标硬盘装置对应的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号；以及根据所述目标硬盘装置所属的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号找 到所述目标硬盘装置。
4. 如权利要求3所述的在大量硬盘群中快速搜寻的方法，其特征在于，所述预定用途可为操作系统硬盘、备份硬盘、数据硬盘。
全文摘要
本发明公开了一种在大量硬盘群中快速搜寻的系统与方法，其主要先指定特定硬盘装置作为预定用途的目标硬盘装置，并依据所取得的目标硬盘装置的硬盘柜代号、硬盘抽屉代号、硬盘代号，找到目标硬盘装置，进而实现对目标硬盘装置的通讯。由于本发明不采用广播方式找到目标硬盘装置，避免了产生广播风暴，导致系统瘫痪的问题。
文档编号H04L29/08GK101212487SQ20061017141
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者梁国恩 申请人:梁国恩