专利名称:数据处理系统和方法
技术领域：
本发明涉及数据通信，并且更特别地涉及光纤通道(FC)交换机。
背景技术：
光纤通道(FC)交换机用于将服务器连接到存储服务和资源，用于创建存储区域网络(SAN)。在计算中，存储区域网络(SAN)是被设计为将诸如磁盘阵列控制器和磁带库之类的计算机存储设备连到服务器的网络。SAN架构(SAN fabric)是一种使用光纤通道体系结构的有源智能互连方案。服务器和存储设备连接到作为N端口(节点端口)的FC SAN交换机，而该交换机提供F端口(架构端口)。当两个FC SAN交换机连接在一起以扩大交换机架构时，它们将使用唯一端口类型，每端上一个E端口。E端口实现用于在交换机之间交换配置信息和拓扑信息的唯一机制。
当两个交换机的E端口支持相同的配置和协议参数时，它们将在两个交换机之间建立交换机间链路(ISL)。相比之下，当两个交换机的E端口不支持相同的配置和协议参数时，或者当在两个交换机之间存在其它不兼容因素时，将不会建立任何ISL链路。还没有用于直接连接不共享公共ISL协议的交换机的方法。在T11 FC-SW-2标准中定义了用于ISL的工业标准。目前每个FC交换机供应商提供对基本FC体系结构的各种扩展，以便向它们的交换机提供增值能力。这些供应商提供的扩展使得这些交换机无法建立与不支持相同扩展集的交换机的链路。在相异的FC交换机之间缺乏互操作性是将新的FC技术部署到现有SAN中的主要障碍。
如上所述通过E端口建立的ISL针对维持在所有互连的SAN交换机之中的架构和各种设备的一致性观点具有另外的独特性质。任何与SAN具有E端口连接的设备是与共同管理和控制SAN本身的所有交换机的对等方。E端口链路的改变将扰乱SAN架构管理结构，并且因而会造成整个SAN中的暂时混乱，同时互连的交换机重新建立管理体系(hierarchy)并使交换机恢复交换通信。因此，交换机间链路使SAN暴露于由一些事件所引起的混乱，而这些事件如果发生在常规设备链路(例如N端口)上则将是微不足道的。例如，当改变任何E端口连接时，在架构内的所有交换机中必须改变路由表。
与交换机间链路相关联的另一个问题是管理安全风险。由于所有的交换机在SAN的管理中都是对等方，所以对SAN上的任何单一交换机的管理控制都将提供对整个SAN的管理控制。交换机间链路将SAN以及不希望的SAN管理访问的风险扩展到架构中的每个连接的交换机。从而，在不扩展安全风险的情况下，无法直接从一个FC交换机向另一个FC交换机聚集服务器或设备FC连接。
可能的解决方案是，增强同质SAN交换机环境或在SAN之间插入“路由器”功能。通过仅部署一个提供商的交换机产品或者要求SAN中的所有FC交换机在标准模式(例如，FC-SW-2模式)下操作，可以使SAN保持同质。然而，改变到FC-SW-2模式(也已知为开放模式)会对SAN产生混乱，需要对SAN的管理进行操作性改变，并且禁用在提供商的专用扩展中可以选择和使用的特征。在两个交换机之间插入路由器引入了会导致性能和可升级性缺陷的性能特性。必须询问每个通过SAN的消息，并且如果适当的话，就向其它SAN段重新发送该消息。对于大SAN中所需的性能级别，执行这个任务所需的设备是昂贵的。
另外，在路由器处对存储环境的管理进行了划分。在路由器一侧上的存储设备和服务器无法通过路由器看到另一侧上的存储设备和服务器；而是各自只能看到路由器。然后必须对路由器本身进行明确地配置和管理，以便使适当设备通过路由器可见，从而通过路由器递送适当业务量并且将资源地址从一侧映射到另一侧。这类似于执行网络地址转换(NAT)的网络路由器。因此需要具有一种系统和方法，其使交换机互操作性障碍、管理控制风险以及管理控制点最小化，同时又为多个服务器提供访问，从而通过单一物理端口连接访问SAN。
发明内容本发明的实施例致力于现有技术中关于FC交换机互操作性的缺陷，并且提供一种新颖的且非显而易见的数据处理系统、方法和计算机程序产品，用于通过FC交换机直接从SAN架构获得多个端口地址。在一个实施例中，该系统使用来自最后一层(tier)的FC SAN交换机的N端口连接来连接到其余SAN架构，并且采用N端口ID虚拟化(NPIV)光纤通道特征。NPIV特征允许一个物理FC端口(N端口)多次注册到SAN架构，并且接收每次注册中的唯一N端口ID。这允许该物理FC端口(N端口)充当多个逻辑N端口。
根据本实施例的一个方面，一种数据处理系统可以提供多个数据处理设备(例如，服务器、交换机、存储设备等)之间的数据通信。还可以提供服务器机箱(chassis)，其可以包括多个服务器计算设备，该多个服务器计算设备通过布置在服务器计算设备和架构之间的光纤通道交换机而耦合到SAN架构。该架构可以是用于光纤通道体系结构的有源智能互连方案。该交换机可以包括用于与架构的架构端口进行互连的节点端口，并且该交换机请求处理逻辑，该处理逻辑可以是支持代表多个服务器设备中的各个服务器设备实现将多个请求发送到架构的程序代码。该交换构架可以耦合到一个被配置用于存储地址标识的表。
根据本实施例的另一个方面，一种用于交换机的地址分配方法，可以包括将请求从交换机传送到架构，该请求代表服务器计算设备，其中该交换机包括用于与该架构的架构端口进行互连的节点端口；以及从该架构接收针对该请求的所分配地址标识。该方法还可以包括将所提出的地址与请求一起传送到架构；以及从交换机接收对所提出的地址已经分配给服务器计算设备的确认。
本发明的附加方面部分将在以下描述中阐述，并且部分将从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实施而得到。本发明的方面将借助于在所附权利要求
书中特别指出的元件和组合来实现和获得。应理解，前面的一般描述和以下的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且如所声明的那样不对本发明构成限定。
在本说明书中引入并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并与描述一起用来说明本发明的原理。这里图示的实施例是目前优选的，但应理解，本发明并不限于所示的精确布置和手段，在附图中图1是图示了配置有FC交换机的数据通信网络的框图，该FC交换机被编程为直接从SAN架构获得多个端口标识；图2是图示了FC交换机模块从网络架构请求节点地址(N端口ID)的过程的流程图；以及图3是图示了架构通过向FC交换机模块提供回节点地址(N端口ID)而对来自FC交换机模块的请求做出响应的过程的流程图。
具体实施方式本发明提供一种数据处理系统、方法和计算机程序产品，用于通过FC交换机直接从SAN架构获得多个端口地址。本发明提供一种FC交换机模块，被配置为提供多个服务器与SAN架构之间的接口。FC交换机模块提供“NPIV端口”模式支持，并作为N端口连接到SAN架构，以建立用于它本身以及(如果希望的话)用于每个主机总线适配器(HBA)端口的端口标识(多个N端口ID)，该每个主机总线适配器端口代表服务器连接到FC交换机模块。
正如在现有技术中已知的那样，该架构可以提供对于NPIV连接的服务器的支持。该支持足以使得该架构支持来自FC交换机模块的新的“NPIV端口”模式。
在图示中，图1是图示了配置有FC交换机模块的数据通信网络，该FC交换机模块被编程为直接从SAN交换构架获得多个端口标识(N端口ID)。如图1所示，数据处理网络90可以包括服务器机箱100，例如可以是由美国纽约阿芒克的国际商业机器公司制造的BladeCenterTM服务器机箱。服务器机箱100可以包括多个服务器计算设备102a-102n以及FC交换机模块104，然而，该多个服务器计算设备102a-102n和FC交换机模块104可以是单机系统组件并且既可以单独地也可以组合地驻留在服务器机箱100之外。
正如所已知的那样，每个服务器102通过主机总线适配器，例如刀片式HBA，与FC交换机模块104进行通信，并且通过FC交换机模块104连接到FC架构110，其中FC架构110连接到一个或多个其它网络设备，例如其它服务器120、其它交换机122和其它存储器124。可选地，FC交换机模块104还可以甚至同时经由另一个外部端口108而连接到同一架构，或连接到另一个架构、网络设备或FC交换机126。可以将FC交换机模块上的每个端口配置为使用NPIV端口模式或者不使用NPIV端口模式。可选地，可以允许服务器102访问所有连接的FC设备，或者可以将服务器102配置为限制对特定设备的访问或者限制通过特定端口的访问。在多个服务器102、架构110和其它网络设备120、122、124之间的连接以及数据发送例如可以如在2003年4月9日所提出的标准Fibre Channel Framing andSignaling(FC-FS Rev.1.90)NCITS项目1331-D中所述的那样。
在示例性实施例中，FC交换机模块104是具有用于与多个服务器102进行通信的软件接口的硬件，并且包括用于连接到架构110的F端口112的N端口106。尽管为单一端口，但N端口106识别多个地址(N端口ID)，例如对于服务器1-n(102a-102n)中的每一个服务器的一个地址。一旦建立了用于服务器102的N端口ID地址，就可以通过与服务器的所分配N端口ID地址进行通信，来实现通过另一个网络设备(例如，其它服务器120、其它交换机122、其它存储器124等)与那个特定服务器102的通信。在包括地址表116的架构110中提供名称服务器114。
除其它之外，该地址表包括每个服务器102的标识，例如其全球名称(WWN)，以及其对应的N端口ID地址。因而，为了与服务器102进行通信，可以访问名称服务器114，以确定对应于该服务器102的N端口ID地址，并且然后将数据发送到该N端口ID地址。应理解，正如在现有技术中已知的那样，在架构110中的每个F端口112用于在架构110与FC交换机模块104或网络设备(例如，其它服务器120、其它交换机122、其它存储器124等)之间接收和发送数据及命令。
FC交换机模块提供N端口ID虚拟化“NPIV”模式支持，其允许物理FC端口(N端口)多次注册到SAN架构，并且每次接收唯一的N端口ID。因此，物理FC交换机模块端口(N端口)可以用作多个逻辑N端口。更特别地，NPIV为FC交换机的外部端口提供操作模式，这将允许FC交换机作为节点端口(N端口)连接到SAN架构，并且建立用于它本身和用于每个连接到FC交换机模块的服务器计算设备的虚拟端口(N端口ID)，该服务器计算设备例如是服务器102或对应的主机总线适配器(HBA)。所连接的架构端口112可以以响应于多个请求来提供多个N端口ID的注册响应机制的形式提供NPIV支持。当利用NPIV时，仅FC交换机模块104的互连的节点端口(N端口)和架构110的架构端口(F端口)将知晓虚拟化的发生。
在进一步的图示中，图2是图示了可以由FC交换机模块端口106用于从架构110获得N端口地址的过程的流程图。进程在框200处开始。如果在框201处，这是用于N端口106的第一地址，则向架构110发出架构注册扩展链路服务(FLOGI ELS)命令。在一个实施例中，FLOGI ELS命令包括请求该地址的FC交换机模框104的标识，并且具有全部归零的源地址，以向架构110指示正在请求N端口地址标识符。这允许FC交换机模块104获得用于它本身的第一逻辑端口地址。在框203处，接收由架构110所分配的地址。作为选择，FC交换机模块可以不需要N端口ID地址，并且然后可以代表第一服务器102发送FLOGI命令，该第一服务器102向请求N端口ID地址的FC交换机模块发出注册(FLOGI)请求。正如可以希望的那样，这个第一请求可以总是由服务器中所选择的服务器来分配，或者可以是需要地址的第一服务器，或者可以通过例如轮转循环(round robin)方案来选择。
如果这不是针对FC交换机模块104选择的第一地址，已经获得第一地址，则在框204处，利用为零的源地址标识符或者使用如在FC交换机模块104的原始FLOGI命令中向架构110提供的相同服务参数的新源地址标识符(如果已知的话)，来发出具有服务器102标识的架构发现扩展链路服务(FDISC ELS)命令。在框205处，N端口106接收由架构110所分配或确认的地址，以用于与服务器102一起使用，该请求是代表该服务器102进行的。
在又一个图示中，图3是图示了架构通过向FC交换机模块提供回节点地址(N端口ID)对来自FC交换机模块的请求做出响应的过程的流程图。开始于框300并且进入框301，架构110接收具有FC交换机模块或服务器ID的ELS命令。FC交换机模块或服务器ID可以为全球(交换机或服务器)号(WWN)，或任何其他标识方案，以标识与N端口地址标识相关联的交换机或服务器。在框302处，确定该命令是否为FLOGI命令。如果是，则在框303处，针对FC交换机模块N端口106，在名称服务器114中建立地址表116。在框304处，为该N端口106分配第一地址标识。在框305处，与FC交换机模块104或服务器标识以及要用于在N端口106与其他网络设备120、122和/或124之间传递命令和数据的通信协议所需的其他参数一起，将该地址标识记录在表116中。在框306处，将该地址返回给N端口106。
在一个实施例中，原始服务器102 HBA端口WWN可以通过FC交换机模块进行传播，使得如果服务器物理地直接连接到架构，则架构可以尽可能准确地识别该服务器。可选择的名称管理机制是可能的，其中呈现给架构的WWN表示独立于特定HBA或服务器102硬件的逻辑实体。
在框307处，如果ELS是FDISC命令，则在框308处，分配或确认下一地址。如果通过FDISC ELS命令提供新的源地址标识，则(如果可接受的话)使用该地址标识。例如，对于FC交换机模块104或服务器102(例如，刀片式服务器HBA)，全球端口号(WWPN)和全球节点号(WWNN)是已知的，并因而通过交换机传播“真实”HBA WWN标识符，以维持刀片式HBA的唯一身份标识。如果不提供地址，则架构110根据确保不分配重复号的所期望的方案分配下一个可用的地址。另外在框308处，如果在表116中服务器ID已经具有地址标识，则利用在FDISC ELS命令中提供的标识(ID)更新地址标识。
因而，FDISC ELS命令可以用来请求分配地址，可以使提出的地址标识被确认，或可以用新地址标识更新旧地址标识。然后在框305处，将服务器标识、地址标识和其他参数记录在地址表116中，并且在框306处，将所分配的、确认的或更新的地址标识返回给N端口106。现在应理解，正常的帧接收和发送可以开始。控制器将看到“n”个不同的N端口ID，可能一个用于FC交换机模块端口106，并且一个用于通过FC交换机模块端口106连接的每个服务器102。
在另一个实施例中，FC交换机模块104可以为服务器102提供WWNN和WWPN分配，并且然后使用这些WWNN和WWPN分配作为服务器地址ID，其将被提供给架构110用于地址分配(N端口ID)。对于每个外部端口，NPIV节点模式是用户可选择的FC交换机选项，并且同样地，以每个端口为基础来激活或禁止NPIV。通常，当在FC端口上激活NPIV时，其将为这样一个物理端口具有多达15个分离的与之相关联的“逻辑端口”(以表示FC交换机本身)和与之相关联的14个服务器HBA，例如，其中在刀片式服务器机箱100内部连接14个刀片式HBA。当然，可以通过单独的FC交换机模块端口106连接几个或多个服务器。
上述系统和方法有助于使交换机的互操作性障碍和管理控制风险最小化，以及直接从存储区域网络(SAN)架构向FC交换机端口提供多个端口地址，并由此扩展整个SAN网络，以在不增加FC交换机的数目或者不增加管理控制风险的情况下，允许添加更多网络设备。
本发明的实施例可以采用全部硬件实施例、全部软件实施例或包含硬件和软件元件二者的实施例的形式。在一个优选实施例中，以软件实现本发明，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。此外，本发明可以采用计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可从计算机可用或计算机可读介质进行访问，该介质提供用于或者结合计算机或任何指令执行系统的程序代码。
为了该描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是任何装置，其可以包含、存储、传送、传播或传输用于由或者结合指令执行系统、装置或设备来使用的程序。该介质可以是电子的、磁的、光的、电磁的、红外的或者半导体的系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的例子包括半导体或者固态存储器、磁带、可移动计算机磁带盒、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。目前光盘的例子包括光盘只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-R/W)和DVD。
适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个处理器，其通过系统总线直接或间接地耦合到存储单元。存储单元可以包括在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、体存储器和高速缓冲存储器，该高速缓冲存储器提供对至少一些程序代码的暂时存储，以便减少在执行期间必须从体存储器检索代码的次数。输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指示设备等)可以直接地或通过干预I/O控制器来耦合到系统。还可以将网络适配器耦合到系统，以使得该数据处理系统能够通过干预专用或公共网络耦合到其他数据处理系统或者远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器或以太网卡只是网络适配器的目前可用类型的一部分。
权利要求
1.一种数据处理系统，被配置用于光纤通道通信，所述系统包括多个服务器计算设备；架构，耦合到所述服务器计算设备，所述架构包括用于光纤通道体系结构的有源智能互连方案；光纤通道交换机，部署在所述服务器计算装置和所述架构之间，所述交换机包括用于与所述架构的架构端口互连的节点端口，以及请求处理逻辑，所述请求处理逻辑包括使得能够代表所述多个服务器设备中的各个设备向所述架构发送多个请求的程序代码；以及一个表，耦合到所述架构，并被配置为针对由所述交换机中的所述请求处理逻辑所提供的每个请求，存储由所述架构分配的地址标识。
2.根据权利要求
1所述的数据处理系统，其中所述表存储在名称服务器中。
3.根据权利要求
1所述的数据处理系统，还包括服务器机箱，耦合到所述多个服务器计算设备的每一个设备。
4.根据权利要求
3所述的数据处理系统，其中所述服务器机箱还耦合到所述交换机。
5.一种用于交换机的地址分配方法，所述方法包括将请求从交换机传送到架构，所述请求代表服务器计算设备，其中所述交换机包括用于与所述架构的架构端口互连的节点端口；以及从所述架构接收针对所述请求的分配地址标识。
6.根据权利要求
5所述的方法，还包括将所提出的地址与所述请求一起传送到所述架构；以及接收对所述提出的地址已经被分配给所述服务器计算设备的确认。
7.根据权利要求
5所述的方法，还包括将更新的地址与所述请求一起传送到所述架构；以及接收对所述更新的地址已经被分配给所述服务器计算设备的确认。
8.根据权利要求
6所述的方法，其中所述提出的地址是全球名称(WWN)。
9.根据权利要求
5所述的方法，还包括将服务器机箱耦合到多个服务器计算设备。
10.根据权利要求
5所述的方法，还包括将服务器机箱耦合到所述交换机。
专利摘要
本发明的实施例致力于现有技术关于光纤通道(FC)交换机互操作性的缺陷，并提供了一种新颖且非显而易见的数据处理系统、方法和计算机程序产品，用于通过FC交换机直接从SAN架构获得多个端口地址。在一个实施例中，该系统使用N端口连接，从最后一层FC SAN交换机连接到SAN架构的其余交换机，并采用N端口ID虚拟化(NPIV)光线通道特征。NPIV特征允许一个物理FC端口(N端口)多次注册到SAN架构，并在每次注册中接收唯一的N端口ID。这允许一个物理FC端口(N端口)充当多个逻辑N端口。
文档编号H04L29/12GK1992729SQ200610139222
公开日2007年7月4日 申请日期2006年9月18日
发明者威廉·G·霍兰 申请人:国际商业机器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan