专利名称：共享储存之汇流排交换器的制作方法
技术领域：
本发明系有关一种应用汇流排交换器以达成多主机共享储存之技术，特别是一种 共享储存之汇流排交换器(Shared-Storage busswitch)。
背景技术：
图1为先前技术中使用储存交换器10，连接复数主机12及复数储存装置14，形 成一储存网路(storage network)，复数主机12可共享储存装置14上之储存空间。每 一储存装置14中均具备有储存存取介面(storage interface)，透过如光纤通道(Fibre Channel)、乙太网路(Ethernet)或Serial Attached SCSI等缆线以与储存交换器IO连接。 而每一主机12必须配备主机汇流排适配器(host bus ad即ter， HBA)，透过信号与协定的 转换，以桥接主机内之系统汇流排与储存存取介面。但举凡主机汇流排适配器、储存存取介 面缆线及储存交换器因仅适用储存设备连接，普及性低，故价格昂贵；且协定的转换导致资 料传输的效能降低。因此，有鉴于系统汇流排，如周边元件连接介面(Peripheral Computer Interface, PCI)、周边元件连接介面扩充(PCI Extended, PCIx)及周边元件快速连接介面 (PCI E邓ress， PCIe)等均为个人电脑与伺服器所广泛使用，具备高效能、低成本及高普及 性等特色，本发明即提出一种共享储存之汇流排交换器，使系统汇流排得以用以建构储存 网路。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种共享储存之汇流排交换器，其系延用主机现有之系 统汇流排，利用复数非透明桥接装置桥接复数主机与汇流排交换装置，形成一以系统汇流 排为基础之储存网路，无需购买昂贵的主机汇流排适配器与储存交换器，可降低成本。
本发明的另一 目的在提供一种共享储存之汇流排交换器，其中非透明桥接装置可 安装于汇流排交换器中，或安装于主机中再与汇流排交换器外接。 本发明的又一 目的在提供一种共享储存之汇流排交换器，其中交换器中可设立一 控制器以管理系统汇流排之资源及监控系统汇流排上之装置，如使用系统汇流排连接介面 之磁碟阵列储存装置。 为达上述的目的，本发明提供一种共享储存之汇流排交换器，其系包括一汇流
排交换装置，可连接至少一储存装置，并透过至少一非透明桥接装置(Non-Transparent
bridge device)分别连接至少一主机，此非透明桥接装置可内嵌于交换装置中或是装设于
交换装置外部；以及一嵌入式控制器，连接交换装置，以管理储存装置及各主机。 以下借由具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其
所达成之功效。
图1为先前技术中汇流排交换器与主机、磁碟阵列储存装置连结之示意图。
图2为本发明共享储存之汇流排交换器之第一实施例示意图。 图3至图5为本发明共享储存之汇流排交换器之其它第二实施例示意图。 图6为本发明中汇流排交换器连接至另一交换装置之示意图。 图7为本发明中汇流排交换器设置一转换桥接器之示意图。 图8为本发明中汇流排交换器设置一管理介面之示意图。 图中 IO交换器 12主机 14磁碟阵列储存装置 20汇流排交换器 202交换装置 204嵌入式控制器 206非透明桥接装置 208转换桥接器 209管理介面 22储存装置 30交换装置 32外部装置
具体实施方式
本发明提供一种共享储存之汇流排交换器，如图2所示之第一实施例，本发明之 共享储存之汇流排交换器20中包括一交换装置202、一嵌入式控制器204及至少一非透明 桥接装置206 ;嵌入式控制器204及非透明桥接装置206连接交换装置202 ;交换装置202 对外连接至复数储存装置22，并透过非透明桥接装置206 —对一连接至主机12。
本发明中之交换装置202、嵌入式控制器204及储存装置22皆使用系统汇流排介 面，如周边元件连接介面(Peripheral Computer Interface, PCI)、周边元件连接介面扩充 (PCI Extended,PCIx)及周边元件快速连接介面(PCI Express,PCIe)等，系统汇流排介面 可为序列或串列之连接介面；嵌入式控制器204系用以管理储存装置22及主机12，设定储 存装置22之初始化并分配资源给主机12 ;主机12可为个人电脑、可移动式电脑或是伺服 器等具备系统汇流排介面之电脑主机，主机上安装系统汇流排驱动卡(Redriver Card)将 系统汇流排延伸至主机外，藉此与其他系统汇流排连接；储存装置22可为具备系统汇流排 介面之磁碟阵列(Redundant Array of Ind印endentDisks，RAID)控制器、磁带机、硬碟、光 碟机或半导体储存装置。 当一主机12或一储存装置22连接到汇流排交换器20或从汇流排交换器20上移 除时，嵌入式控制器204会注意到汇流排连接介面信号之连线状态的改变或是外部侦测线 路的通知，并据此以进行相对应的动作；嵌入式控制器204也会定期检查连接上之主机12 或储存装置22的状态，在其无法回应时，进行与移除相关的动作。 主机12或储存装置22连接上汇流排交换器20后，为使主机12或储存装置22得 以被汇流排上其他装置所存取，储存装置22或主机12所连接之非透明桥接装置206必须被分配输出入(I/O)及记忆体资源。嵌入式控制器204可依据主机12或储存装置22是否 连接，以及目前资源使用状况以动态配置资源给新连接上之储存装置22或新连接上之主 机12所连接的非透明桥接装置206，并在其移除时，回收资源。嵌入式控制器204亦可依据 汇流排交换器20连接埠的数目与可能连接之主机12与储存装置22的数目，预先配置资源 给所有的储存装置22与非透明桥接装置206。因此，当主机12或储存装置22被新增或移 除时，资源可以被动态的分配或释放掉，或是每一装置之资源采静态管理，预先分配资源。
主机12也必须动态侦测是否接上汇流排交换器20与持续监控连线状况。在连接 汇流排交换器20后，主机12也必须配置输出入(I/O)及记忆体资源给主机12所连接之非 透明桥接装置206，如此主机12方可透过非透明桥接装置206存取与交换装置202连接之 各汇流排装置，包括其他的主机12所连接的非透明桥接装置206、储存装置22与嵌入式控 制器204。 为使得所有连接上汇流排交换器20之主机12均能了解目前所有可用之储存装置 22，嵌入式控制器204会通知主机12关于新增或移除之储存装置22，主机12得以重新配置 其内部之储存设定，并通知使用者。 非透明桥接装置206在连接的主机12与嵌入式控制器204的资源设定完成后，便
可以进行双向资料传输，再设定其位址转换表，即可达成两端汇流排的桥接功能。 主机12得以透过非透明桥接装置206控制储存装置22与读写其上的资料，而储
存装置22也得以透过非透明桥接装置206读写主机12之系统记忆体(图中未示)。透过
讯息的交换，主机12与储存装置22得以进行各种管理控制与资料的传输。 本发明中非透明桥接装置206之位置除内建于汇流排交换器20中，亦可如图3所
示，于每一主机12各安装一非透明桥接装置206，而汇流排交换器20中仅包括一交换装置
202及一嵌入式控制器204 ;或是如图4所示，非透明桥接装置206独立于主机12及汇流排
交换器20之外单独存在，但每一主机12仍需分别连接一非透明桥接装置206。此两实施例
中，安装之位置不影响主机12与储存装置22间之做动，因此主机12与储存装置22间之做
动与前述相同。 嵌入式控制器204在汇流排交换器20中，更可负责储存装置存取的安全控管，使 得主机与储存装置间形成多个虚拟的安全区域(security zones)，主机仅能存取其所属的 安全区域内的储存装置，且无法侦测到区域外的储存装置。安全区域的可以是设定主机与 储存装置的映射(mapping)，亦可是设定汇流排交换器20之连接埠间的存取关系。
汇流排交换器20更可支援跨储存设备之资料复制功能，当主机12下一复制指令 予嵌入式控制器204，要将一储存装置22中特定范围之内容复制到另一储存装置22中特定 范围时，嵌入式控制器204会代表主机12去控制两储存装置，执行资料的复制，后续之资料 传输动作不再需要主机12参与，直接在汇流排交换器20中完成，并于完成后由嵌入式控制 器204通知主机12。 本发明之汇流排交换器20亦可如图5所示，其中并无嵌入式控制器，而由连接交 换装置202上之主机12来取代，成为汇流排交换器之外部控制器。担任外部控制器之主机， 其连接之非透明桥接装置206之非透明桥接功能必须关闭，主机方能直接控制所有连接交 换装置202上之非透明桥接装置206与储存装置22。当担任外部控制器之主机移除或故障 时，可由另一台主机取代。为使取代可以顺利，一主机担任主要外部控制器，而另一主机担任备援的次要外部控制器，两外部控制器的必须同步各种汇流排交换器之设定与状态。选 取主机担任外部控制器的方式，可以由主机连接到汇流排交换器20连接埠的顺序决定。
本发明中，汇流排交换器更可与另一交换装置连接，如图6所示，交换装置30连接 到汇流排交换器20中之交换装置202 ;该交换装置30亦可为图5中所示、无嵌入式控制器 之汇流排交换器20 ;交换装置30更可为图2及图3中之汇流排交换器20，此时，由于有二 嵌入式控制器，因此需协调两者各别负责之动作。 在本发明中，汇流排交换器20更可如图7所示包括一转换桥接器208，用以让系统 汇流排介面连接至光纤通道或乙太网路，使汇流排交换器20可与其他介面之交换器连接。
请参考图8，本发明之汇流排交换器20中更可包括一管理介面209，其可透过乙太 网路或RS232与一外部装置32连接，因此使用者从RS232或乙太网路透过管理介面209连 接至嵌入式控制器204，便可从外部对嵌入式控制器204、交换装置202、主机12及储存装置 22所形成之储存网路进行管理及监控。 综上所述，本发明所提供之共享储存之汇流排交换器系延用现有之系统汇流排，
如周边元件快速连接介面(PCIe)，无需购买昂贵的介面如光纤，可降低成本；而本发明对
于使用周边元件快速连接介面之磁碟阵列储存装置可提供多主机同时存取、共享磁碟阵列
储存装置之储存内容；利用本发明之汇流排交换器可形成一以周边元件快速连接介面为基
础之储存网路，且在汇流排交换器中设置一嵌入式控制器以管理周边元件快速连接介面之
记忆体资源及周边元件快速连接介面之装置，如图2及图3中之储存装置。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施之范围。故即凡依
本发明申请范围所述之特征及内容所做的均等变化或修饰，均应包括于本发明的权利要求
范围内。
权利要求
一种共享储存之汇流排交换器，其特征在于包括一交换装置，其系使用系统汇流排介面，可连接至少一储存装置，并透过至少一非透明桥接装置(Non-Transparent bridge device)分别连接至少一主机；其中，该主机透过该非透明桥接装置同时存取或共享该储存装置中所储存之资料内容。
2. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该主机其中之一者系管理该储存装置及该主机，进行初始化并分配资源。
3. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于更包括一嵌入式控制器，连接该交换装置，以管理该储存装置及该主机，进行初始化并分配资源，设定该主机所能存取之该储存装置。
4. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该系统汇流排介面为周边元件连接介面(Peripheral Computerlnterface,PCI)、周边元件连接介面扩充(PCI Extended,PCIx)或周边元件快速连接介面(PCI Express,PCIe)等，该储存装置为一磁碟阵列(Redundant Array of Ind印endent Disks, RAID)、磁带机、硬碟、光碟机或半导体储存装置。
5. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该非透明桥接装置设于该汇流排交换器内部、该主机内部或独立于该主机及该汇流排交换器之外。
6. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该主机或该储存装置连接到该汇流排交换器时，注意到该系统汇流排介面之一信号之连线状态的改变或是得到一外部侦测线路的通知，该嵌入式控制器会通知该主机，该主机会重新配置其内部之储存设定，并提供一输入输出(I/O)及复数记忆体资源给该交换装置之配置，使该主机或该储存装置可初始化及启用。
7. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该主机或该储存装置被新增或移除时，资源可以被动态的分配或释放掉，或是每一装置之资源采静态管理，预先分配。
8. 根据权利要求第3项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于其中该嵌入式控制器中更包括一快闪记忆体或一非挥发性记忆体，储存该主机与该储存装置之相关设定。
9. 根据权利要求第3项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于更包括一管理介面，使用者从RS232或乙太网路透过该管理介面连接该嵌入式控制器，以从外部对该嵌入式控制器、该交换装置、该主机及该储存装置进行管理及监控。
10. 根据权利要求第1项所述之共享储存之汇流排交换器，其特征在于更包括一转换桥接器，该交换装置透过该转换桥接器可使该系统汇流排介面连接至光纤通道或乙太网路。
11. 一种共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于该汇流排交换器透过系统汇流排介面连接至复数主机及复数储存装置，该交换方法包括下列步骤每一该主机透过一非透明桥接装置连接该汇流排交换器中之一交换装置；利用一嵌入式控制器或该主机其中之一设定该汇流排交换器之资源分配，定期扫描该系统汇流排介面之连线状态是否改变；以及若该系统汇流排介面之连线状态改变，则该嵌入式控制器重新配置该汇流排交换器之 设定。
12. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该连线状态之改变包括一新主机或一新储存装置与该汇流排交换器连接，或该主机或该 储存装置从该汇流排交换器上移除。
13. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该非透明桥接装置设于该汇流排交换器内部、安装于该主机内部或独立于该主机及该汇 流排交换器之外。
14. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该系统汇流排介面之连线状态改变时，更包括该嵌入式控制器通知该主机，使该主机重新配置其内部之储存设定，并提供一输入输 出(I/O)及复数记忆体资源给该交换装置，使该主机或该储存装置可初始化及启用。
15. 根据权利要求第14项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该主机或该储存装置被移除时，将该记忆体资源释放掉，且该嵌入式控制器更将每一该 储存装置之资源保留下来，且该主机会重新配置其内部之储存设定。
16. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该嵌入式控制器更包括设定该主机所能存取之该储存装置。
17. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该嵌入式控制器中更包括一快闪记忆体或一非挥发性记忆体以储存该主机与该储存装 置之相关设定。
18. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于更包括利用一管理介面连接一外部装置，使用者从RS232或乙太网路透过该管理介面连接该嵌入式控制器，以从外部对该汇流排交换器及与其连接之该主机、该储存装置进行管理及 监控。
19. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于更 包括透过一转换桥接器使该系统汇流排介面连接至光纤通道或乙太网路。
20. 根据权利要求第11项所述之共享储存汇流排交换器之交换方法，其特征在于其 中该交换装置更包括复制搬移资料之功能，该主机下一复制指令时，该交换装置接收该复 制指令并将一该储存装置之内容复制到另一该储存装置中。
全文摘要
本发明提供一种共享储存之汇流排交换器，其包括一汇流排交换装置、一控制器及复数非透明桥接装置，其中所使用之汇流排可为周边元件连接介面或其他相近之系统汇流排。汇流排交换装置连接控制器与复数储存设备，并透过非透明桥接装置与主机连接。汇流排交换器提供主机与储存设备间的资料传输，控制器负责安排汇流排上各装置之监控与启动。非透明桥接装置则除提供主机与汇流排交换器间的资料传输外，也隔离主机与汇流排交换器上的装置以避免控制上的误动作。本发明可提供多主机同时存取汇流排上之储存装置以共享储存空间。
文档编号H04L12/54GK101729356SQ20081016725
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者朱世宗, 黄耀田 申请人:世仰科技股份有限公司