专利名称：存取数据的方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明的具体实施例概略关于网络及储存技术，尤指 一种存取数据的方 法与系统。
背景技术：
除非在此处另有说明，在此段落中所描述的方法并非为本申请案的申请 专利范围的先前技术，且在此段落中的包含内容并不被承认为先前技术。
当广泛接受了因特网及多种无线技术时，亦更需要可由任何地方在任何 时间存取信息。为了在任何时间存取数据，其必需包含该数据的储存装置可 以响应于数据请求。但是，许多在网络上既有的储存装置无法随时使用。为
了例示起见，图1为已知运算装置IOO的简化图面，运算装置100在网络116 上，且附加于储存装置114。假设远程主控者118请求要读取储存在储存装 置114中的特定数据。在一种典型状况下，该i^程主控者传送数据请求封包 到运算装置100的网络控制器108，然后网络控制器108经由南桥106传递 该封包到CPU 102。 CPU 102执行一些指令来解析及获取来自该封包的信息， 然后根据所获取的信息指示磁盘控制器IIO发出适当的命令到储存装置114。 响应于这些命令，储存装置114取得并传回所请求的数据到运算装置100, 然后经由网络116传递该请求的数据回到远程主控者118。
如所示，储存装置114的可用性是根据运算装置100的可用性。所以， 如果运算装置100关机、在休眠模式、或在任何其它模式中运算装置IOO停 止响应于来自所有远程主控者的请求时，储存装置114对于这些远程主控者 亦无法使用。类似地，如果运算装置IOO遭到严重毁损，使得运算装置100 无法运作，造成停止响应于数据请求，则储存装置114即使其可完整运作及 发挥功能,储存装置114仍旧无法使用。
再者，在此已知系统中，因为对于储存在储存装置114中的数据的请求 需要由运算装置100处理，要满足这些请求所需要的时间无法避免地会受到 运算装置100的不同系统状况的影响。由于在运算装置100上可能有愈来愈
多的需要大量运算的应用程序在执行，并穷尽了运算装置ioo有限的资源，
即使储存装置114可以使用并可存取，该储存装置的有效流量会更加地不可 预测，且时常会小于最佳值。
如前所述，在本技术中需要一种方法及系统，其能够有效及可靠地共享 数据，且亦可处理至少前述的先前技术方法中的缺点。
发明内容
本发明揭示一种存取数据的方法与系统。特别是，本发明的一具体实施 例提出一种方法，其中包括以下步骤提供运算装置一第一路径来导引第一 请求来存取关联于该运算装置的储存装置，提供主控者一第二路径，基于关 联于该运算装置的作业模式导引第二请求存取该储存装置，并在传送命令到 该储存装置之前与该储存装置建立可靠的通讯链路。
本发明还提供了一种利于存取在关联于运算装置的储存装置中的数据的 储存管理器，其中该储存管理器被配置成:提供该运算装置一第一路径导引第 一请求以存取该储存装置；提供主控者一第二路径，基于关联于该运算装置 的作业模式，导引第二请求以存取该储存装置；及于传送命令到该储存装置 之前，与该储存装置建立可靠的通讯链路。
本发明还提供了 一种接收储存在关联于运算装置的储存装置中的数据的 方法，该方法包含:检测该运算装置成为非作业的状态；响应于该状态，导引 来自耦合至该运算装置的网络的存取该储存装置的请求到一路径，该路径远 离该运算装置；沿着独立于该运算装置的路径处理该请求以得到该储存装置 的命令；及于该储存装置的主控者之间仲裁，以在传送该命令到该储存装置 之前，为该等主控者之一与该储存装置建立可靠的通讯链路。
本发明还提供了一种使得在网络上第一运算装置及第二运算装置平行地 存取储存在关联于该第一运算装置的储存装置中的数据的方法，该方法包含 提供该第一运算装置一第一路径来传送第一请求到该储存装置；导引由该网 络上该第二运算装置来的存取该储存装置的请求到第二路径；沿着独立于该 第 一路径的第二路径处理该请求以得到该储存装置的第二命令；及在传送任 何命令到该储存装置之前，于该第一运算装置与该第二运算装置之间仲裁， 以与该储存装置建立可靠的通讯链路。
所揭示的方法与系统的好处为提供一种直接及有效率的方式来存取数
据，并可避免由于根据该运算装置处理该储存装置的请求所造成的潜在瓶颈。
所以，可以详细了解本发明上述特征的方式中，本发明的更为特定的说 明简述如上，其可通过参照到具体实施例来进行，其中一些例示于所附图面 中。但是其可注意到，所附图面仅例示本发明的典型具体实施例，因此其并 非要作为本发明的范围的限制，其可允许其它同等有效的具体实施例。
图1为一已知运算装置的简化图面，其是在网络上，且亦附加于储存装
置；
图2为根据本发明一具体实施例中可支持存取储存装置的多重模式的储
存管理器的简化方块图3为根据本发明一具体实施例中在绕道模式下以图2的系统配置处理 一来存取该储存装置的请求的方法步骤的流程图4A为根据本发明一具体实施例的磁盘桥接器的简化方块图4B为根据本发明另一具体实施例的磁盘桥接器的简化方块图5为根据本发明另一具体实施例中在绕道模式下以图2的系统配置处 理一来存取该储存装置的请求的方法步骤的流程图6A为根据本发明另一具体实施例中可支持存取储存装置的多重模式 的另一储存管理器的筒化方块图；及
图6B为根据本发明另一具体实施例中可支持存取储存装置的多重模式 的又另一储存管理器的简化方块图。
100运算装置252网络桥接器
102中央处理单元254储存协议单元
104北桥256磁盘桥接器
106南桥258输出端口
108网络控制器260输出端口
110磁盘控制器430主要总线
112电力系统432次要总线
114储存装置600家电
116网络602储存管理器
118远程主控者604储存协议单元
202处理单元606磁盘桥接器
204芯片组608储存装置
206电力系统610主要处理系统
208磁盘控制器652储存管理器
210网络控制器654网络桥接器/交换器
212网络656储存协议单元
214储存装置658储存装置
218远程主控者660处理系统
250储存管理器662网络
具体实施例方式
图2为根据本发明一具体实施例中可支持存取储存装置214的多重模式 的储存管理器250的筒化方块图。在一种实施方式中，储存管理器250包括 网络桥接器252、储存协议单元254及磁盘桥接器256。网络桥接器252主要 负责从网络212导引封包及导引封包到网络212。储存协议单元254 —般可 支持多种储存协议(例如储存局域网络协议，例如iSCSI， Fiber Channel Protocol,及ATA over Ethernet或Network Attached Storage protocols, 例如网络文件系统、共享因特网文件系统及文件传输协议)，并主要负责检查 接收封包的内容，并为储存装置214辨识适当的命令及数据。^f兹盘桥接器256 主要负责仲裁来自多个主控者对于储存装置214的请求，例如远程主控者218 及运算装置200。更重要地是，利用这三个元件，储存管理器250能够以一 种单独运作的方式管理存取储存装置214的请求。换言之，在某些作业模式 之下，储存管理器250实际上去耦合储存装置2H与运算装置200之间的相 关性，并提供另一种路径来导引存取请求到储存装置214。值得注意的是， 运算装置200可为储存装置214可直接附加的任何装置，因此可包括比图2 所示的更多或更少的元件。运算装置200的一些范例包括(但不限于)计算机 系统、家电及服务器系统。此外，其亦必须注意到在本发明中所谓的"储存 装置"可广义地指(但不限于)(i)不可写入储存4某体(例如在计算机内只读存 储器装置，例如可由CD-ROM读取的CD-ROM盘片，可由DVD光驱读取的DVD 盘片，R0M芯片，或任何其它类别的固态非易失性半导体存储器)，信息永久
储存于其上；及(ii)可写入储存媒体(例如在磁盘驱动器内的软盘片、或硬盘 机、CD-RW， DVD-RW、固态驱动器、闪存、或任何类别于运算装置200内部或 外部的随机存取存储器)，其上储存可改变的信息。
为了进一步说明储存管理器250的多种功能，图3为根据本发明一具体 实施例中在绕道模式下以图2的系统配置处理存取该储存装置214的请求的 方法步骤的流程图。假设储存管理器250支持三种作业模式预设模式、绕道 模式及双作业模式。在一种实施方式中，当储存管理器250在预设模式下， 其导引封包由网络212到运算装置200的处理单元202进行处理，然后经由 磁盘控制器208传递任何命令或数据由运算装置200到储存装置214。当储 存管理器250在绕道模式下，其处理来自网络212的封包，并绕过运算装置 200。另外，当储存管理器250在双作业模式下，于储存管理器250内的网络 桥接器252基于这些网络封包的内容转送网络封包到运算装置200或储存协 议单元254 (例如在网络封包中的目的地地址)。所以，在步骤300中，如果 储存管理器250初始时在预设模式下作业，并接收请求以修改其作业模式， 然后其进行步骤304，并设置其作业模式成绕道模式或双作业模式。否则， 储存管理器250于步骤302中继续在预设模式下作业。值得注意的是一些机 制可用来修改储存管理器250的作业模式。在一种情况中，当运算装置200 的操作系统遇到某些事件时，例如(但不限于)接收请求以关机、注销、休眠、 或仅导引该网络交通远离运算装置200,操作系统发信给储存管理器2"以 修改该作业模式。在另一种情况中，当运算装置200的电力系统206检测到 关闭电源或重置的状况，例如(但不限于)机^^式地按压关闭电源或重置按钮， 电力系统206发信储存管理器250以修改该作业模式。在后者的情况中，即 使运算装置200的操作系统遭遇到不可恢复的系统错误，电力系统206仍可 独立地发信储存管理器250。在又其它的情况中，远程主控者可通过传送特 殊命令而发信储存管理器250。
如上所述， 一旦在绕道模式中，储存管理器250处理所有来自网络212 要存取储存装置214的请求。更特定而言，网络桥接器252导引自网络212 接收的多个封包到储存协议单元254,而非运算装置200的网络控制器210。 在一种实施方式中，网络桥接器252并不检查该等封包的内容，但仅传递该 等封包到特定输出端口，例如根据储存管理器250的作业模式在预设模式或 绕道模式/双作业模式之下，则输出端口分别为图2所示的输出端口 258或输
出端口 260。在另一种实施方式中，如果储存管理器250是在双作业模式下， 则网络桥接器252检查并获取适当字段的内容，例如每一个封包的目的地地 址(DA， "Destination address")，并基于这些字段的解译来转送该等封包。 后续配合图5的段落将进一步详细说明此其它的具体实施例。
只要来自网络桥接器252的封包附着于储存协议单元254所支持的该等 协议之一，储存协议单元254即可自这些封包中获取相关信息，如步骤306。 假设来自远程主控者218的请求是要写入一些数据到储存装置214。然后， 于网络桥接器252导引构成此写入请求的一或多个封包到储存协议单元254 之后，储存协议单元254获取对应于该写入请求的命令，以及来自该等封包 而想要写入到储存装置214的数据。如果该获取的命令及数据为不符合于该 储存装置所支持的数据格式的任何一种数据格式，则于一具体实施例中，储 存协议单元254将忽略这些无效的封包。另一方面，如果储存协议单元254 决定该等封包的数据格式符合于该储存装置所支持的该等数据格式之一，则 储存协议单元254进行处理这些有效封包。在一种实施方式中，为了改善效 率起见，储存协议单元254放置一些有效封包在緩沖器中，所以它们可当作 一大数据块来一次传递。
如果储存管理器250是在双作业模式下，则在储存协议单元254能够传 递该等获取的命令及数据到储存装置214之前，磁盘桥接器256于所有储存 装置214的主控者之间进行仲裁来确保储存协议单元254与储存装置214的 可靠的通讯链路，如步骤318。在一种实施方式中，磁盘桥接器256采用端 口选择器400，如图4A所示，其中储存装置214的两个主控者(例如运算装 置200的磁盘控制器208与图2所示的系统配置中的储存协议单元254)中一 次仅启动一个。所以，当端口选择器400选择储存协议单元254并启动单元 所附加到的端口时，即可建立前述的可靠通讯链路。在另一种实施方式中， 磁盘桥接器256采用如图4B所示的双总线架构，其中各具有唯一的识别号码 的两个主控者是耦合至主要总线430，且亦具有唯一识别号码的储存装置214 接到次级总线432。在此，当选择储存协议单元254时，且其识别号码映像 到储存装置214的识别号码，即可建立可靠的通讯链路。利用该可靠的通讯 链路，储存协议单元254进行传送该等命令及数据到储存装置214,如步骤 310。在又另一种实施方式中，磁盘桥接器256仅可为共享的总线，其耦合至 主控者及^ft存装置214。
值得注意的是当储存管理器250是在双作业模式下，储存装置214可能 平行地响应于同时来自运算装置200及网络212上远程主控者的请求。换言 之， 一旦在双作业模式中，磁盘桥接器256的任何可应用的仲裁方式，例如 上述中任何一种，其可使得运算装置200取得并播放来自储存装置的第一组 数据(例如电影文件)，而同时远程主控者218亦取得及编辑来自储存装置214 的第二组数据(例如可编辑文件)。
图5为根据本发明另一具体实施例中在双作业模式下以图2的系统配置 处理存取该储存装置214的请求的方法步骤的流程图。如图5所示的方法步 骤是类似于图3所示的方法步骤，其中有一些例外。更特定而言，如上所述， 在储存管理器250的一种实施方式中，网络桥接器252检查其所接收的封包 的内容。所以，并非筒单地传递封包到输出端口，在此种实施方式中的网络 桥接器252获取及解译来自每一个封包的适当字段，并根据这种解译的结果 来转送该等封包。为了通知在网络212上远程主控者适当的封包格式或协议 来与储存装置214互动，储存协议单元254的一种实施方式将这种封包格式 或协议置于广播封包中，以使网络桥接器252将其传送到网络212。在储存 管理器250进行其作业模式中的改变之后的任何时间，此广播封包可被产生 并送出，例如步骤505所示。该广播封包亦可定期地由储存协议单元254送 出。为了例示起见，假设图2所示的远程主控者218初始时传送储存装置214 的请求到运算装置200的DA,标示为DAe。mputingdeviee。然后远程主控者218接收 广播封包来代表对应于储存协议单元254的新的DA，标示为DAnetworkst，protocol miit。在4欠到jt匕广4番^]"包之后，远牙呈主4空者218 4吏用DA
network storage protocol unit 而非初
》口 DAcomputing device 来传送请求以存取储存装置214。
其必须注意到运算装置200及储存管理器250可实施不同的网络协议。 为了确保在网络212上的远程主控者知道这些差异，并传送符合于适当网络 协议的封包，在一种实施方式中，包含有储存协议单元254的地址信息的广 播封包亦可包括网络协议信息。例如，假设运算装置200实施网络协议A, 且储存管理器250实施网络协议B。另假设网络协议A及网络B彼此并不兼 容。为了使得远程主控者218由在网络协议A之下传送封包到运算装置200 切换到在网络协议B之下传送封包到储存管理器250,储存协议单元254造 成同时具有新DA与网络协议B信息的广#"封包>^皮传送到网络212。
虽然如图2所示的在网络212上的远程主控者可为具有网络能力的任何装置，例如但不限于移动装置、掌上型装置、因特网家电、计算机系统及媒 体播放装置，本领域技术人员应可了解到加入额外的功能在该远程主控者中
即可利用如上所述的储存管理器250的多种作业模式。例如，该远程主控者 可包括监视功能，其可随时搜寻来自储存管理器250的广播封包。在一种实 施方式中，该远程主控者本地性地维护及更新关联于储存管理器250的识别 或寻址化信息，并比较此信息与其所接收的每个封包的来源地址。在另一种 范例中，该远程主控者可设置有多个驱动程序，其每一个可支持特定的网络 协议。此可使得该远程主控者弹性地由在一种网络协议之下作业切换到在不 同的网络协议之下作业。在又另一种范例中，该远程主控者支持数据恢复应 用程序，其不仅检测代表运算装置200无法响应于外部请求的事件，且亦提 供该远程主控者直接存取储存装皇214。在一种实施方式中，如果该远程主 控者在某段时间之内或在某个次数的尝试之后未接收到其传送到运算装置 200对于储存装置214的请求的知会，则该远程主控者传送特殊命令到储存 管理器250来启动绕道模式，并取得对储存装置214的直接存取。
虽然上述的讨论主要针对图2所示的系统配置，本领域技术人员应可了 解到在其它系统配置中实施储存管理器250并未超过所主张的发明范围。例 如，图6A为根据本发明另一具体实施例在家电600中储存管理器602的简化 方块图。在此，家电600包括主要处理系统610来通过多种应用接口处理数 据(例如对于多媒体、游戏及网络应用的接口)及多i某体数据。此外，主要处 理系统610经由储存管理器602的磁盘桥接器606存取储存装置608。储存 管理器602亦为第三方提供另一路径，其通过储存管理器602存取储存装置 608,即使主要处理系统610并未启动。在一范例中，于储存管理器602中储 存协议单元604为第三方支持一些不同接口 (例如网络接口 、通用序列总线及 其它)以存取 賭存装置608。在又另一种实施方式中，如图6B所示，储存管 理器652包括网络桥接器/交换器654及储存协议单元656。在此处，主要处 理系统660可视为储存管理器652的客户端，其与在网络662上任何第三方 尝试要存取储存装置658相同。不像是图2的储存管理器250与图6A的储存 管理器602，储存管理器652并不具有^f兹盘桥接单元，因为网络桥接器/交换 器654亦管理存取J兹盘储存器658的请求的流量。其必须注意到储存装置608 或储存装置658分别可在家电600及家电650的内部或外部。
以上的说明例示了本发明的多种具体实施例，以及如何实施本发明的态
样的范例。以上的范例、具体实施例、及图面并不能够视为唯一的具体实施 例，并用于例示由上述权利要求范围所定义的本发明的弹性及好处。
权利要求
1. 一种存取关联于运算装置的储存装置中的数据的方法，该方法包含提供该运算装置一第一路径导引第一请求以存取该储存装置；提供主控者一第二路径，基于关联于该运算装置的作业模式，导引第二请求以存取该储存装置；及于传送命令到该储存装置之前，与该储存装置建立可靠的通讯链路。
2. 根据权利要求1所述的方法，还包含于在该第一路径上该第一请求与 在该第二路径上该第二请求之间做仲裁。
3. 根据权利要求l所述的方法，其中来自耦合至该运算装置的网络的特 别命令设定该作业模式。
4. 根据权利要求l所述的方法，其中该主控者导引该第二请求到该第二 路径，而不4企查该第二请求的内容。
5. 根据权利要求1所述的方法，还包含 广播关联于该第二路径的第一地址到该运算装置所耦合的网络。
6. 根据权利要求5所述的方法，还包含 自该第二请求获取目的地地址；及如果该目的地地址匹配于该第一地址，导引该第二请求到该第二路径。
7. 根据权利要求5所述的方法，还包含广播关联于该第二路径的第 一储存协议类别到该运算装置所耦合的网络。
8. 根据权利要求7所述的方法，还包含自该第二请求获取目的地地址及储存协议类别；及 如果该目的地地址匹配该第 一地址及该储存协议类别匹配该第 一储存协 议类别时，导引该第二请求到该第二路径。
9. 一种利于存取在关联于运算装置的储存装置中的数据的储存管理器， 其中该储存管理器被配置成提供该运算装置一第一路径导引第一请求以存取该储存装置； 提供主控者一第二路径，基于关联于该运算装置的作业模式，导引第二 请求以存取该储存装置；及于传送命令到该储存装置之前，与该储存装置建立可靠的通讯链路。
10. 根据权利要求9所述的储存管理器，还包含磁盘桥接器，其配置成 在该第一路径上该第一请求与在该第二路径上该第二请求之间做仲裁。
11. 根据权利要求9所述的储存管理器，还包含网络桥接器来自耦合至 该运算装置的网络接收特殊命令以设定该作业模式。
12. 根据权利要求9所述的储存管理器，还包含网络桥接器以导引该第 二请求到该网络桥接器的输出端口，而不检查该第二请求的内容，其中该输 出端口是关联于该第二路径。
13. 根据权利要求9所述的储存管理器，还包含网络桥接器及储存协议 单元，其中该储存协议单元利用关联于第二路径的第 一地址为该网络桥接器 产生广播封包，以传送到耦合至该运算装置的网络。
14. 根据权利要求13所述的储存管理器，其中该网络桥接器被配置成 自该第二请求获取目的地地址；及如果该目的地地址匹配于该第 一地址，导引该第二请求到该第二路径。
15. 根据权利要求13所述的储存管理器，其中该储存协议单元还配置成 在该广播封包中包括关联于该第二路径的第 一储存协定类别。
16. 根据权利要求15所述的储存管理器，另外其中该网络桥接器被配置成自该第二请求获取目的地地址及储存协议种类；及 如果该目的地地址匹配该第 一地址及该储存协议种类匹配该第 一储存协 议种类时，导引该第二请求到该第二路径。
17. 根据权利要求10所述的储存管理器，其中该磁盘桥接器还包括端口 选择器在该储存装置的主控者之间仲裁。
18. 根据权利要求IO所述的储存管理器，其中该磁盘桥接器还包括仲裁 逻辑器，以在共享的总线上对该储存装置的主控者之间仲裁。
19. 根据权利要求IO所述的储存管理器，其中该磁盘桥接器还耦合至该 储存装置的主控者的主要总线，及该储存装置的次要总线。
20. —种接收储存在关联于运算装置的储存装置中的数据的方法，该方 法包含检测该运算装置成为非作业的状态；响应于该状态，导引来自耦合至该运算装置的网络的存取该储存装置的 请求到一路径，该路径远离该运算装置；沿着独立于该运算装置的路径处理该请求以得到该储存装置的命令；及 于该储存装置的主控者之间仲裁，以在传送该命令到该储存装置之前，为该等主控者之一与该储存装置建立可靠的通讯链路。
21. —种使得在网络上第一运算装置及第二运算装置平行地存取储存在关联于该第 一运算装置的储存装置中的数据的方法，该方法包含 提供该第一运算装置一第一路径来传送第一请求到该储存装置； 导引由该网络上该第二运算装置来的存取该储存装置的请求到第二路径；沿着独立于该第一路径的第二路径处理该请求以得到该储存装置的第二命令；及在传送任何命令到该储存装置之前，于该第一运算装置与该第二运算装置之间仲裁，以与该储存装置建立可靠的通讯链路。
全文摘要
本发明揭示一种存取数据的方法与系统。特别是，本发明的一具体实施例提出一种方法，其中包括以下步骤提供运算装置一第一路径来导引第一请求来存取关联于该运算装置的储存装置，提供主控者一第二路径，基于关联于该运算装置的作业模式导引第二请求存取该储存装置，并在传送命令到该储存装置之前与该储存装置建立可靠的通讯链路。
文档编号H04L29/08GK101388906SQ20081014942
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2007年9月14日
发明者林家祯, 王培峰 申请人:联克科技股份有限公司