專利名稱：為文件和塊存取協(xié)議提供綜合支持的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)系統(tǒng)，具體來(lái)說，涉及支持文件和塊存取協(xié)議的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備。
背景技術(shù)：
存儲(chǔ)系統(tǒng)是提供與在諸如存儲(chǔ)器、帶或盤的可寫持久存儲(chǔ)裝置上的信息的組織有關(guān)的存儲(chǔ)服務(wù)的計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)系統(tǒng)通常設(shè)置在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)或網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)環(huán)境中。當(dāng)用于NAS環(huán)境內(nèi)時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)可作為包含操作系統(tǒng)的文件服務(wù)器來(lái)實(shí)施，該操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)以便在例如盤上將信息在邏輯上組織為目錄和文件的分級(jí)結(jié)構(gòu)。每個(gè)“盤上”文件可實(shí)現(xiàn)為一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、例如盤塊，配置成存儲(chǔ)信息、如文件的實(shí)際數(shù)據(jù)。另一方面，目錄可實(shí)現(xiàn)為特殊格式的文件，在其中存儲(chǔ)有關(guān)其它文件和目錄的信息。
文件服務(wù)器或文件管理器還可配置成根據(jù)信息傳遞的客戶機(jī)/服務(wù)器模型來(lái)工作，從而允許許多客戶機(jī)系統(tǒng)(客戶機(jī))存取文件管理器中存儲(chǔ)的共享資源、如文件。文件的共享是NAS系統(tǒng)的特點(diǎn)，它是由于其對(duì)文件和文件系統(tǒng)的存取的語(yǔ)義級(jí)而實(shí)現(xiàn)的。在NAS系統(tǒng)中信息的存儲(chǔ)通常部署在包括互連通信鏈路的地理分布集合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、如以太網(wǎng)上，它允許客戶機(jī)遠(yuǎn)程存取文件管理器中的信息(文件)。客戶機(jī)通常通過根據(jù)預(yù)定義協(xié)議、如傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)交換離散幀或數(shù)據(jù)包，與文件管理器進(jìn)行通信。
在客戶機(jī)/服務(wù)器模型中，客戶機(jī)可包括在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)通過諸如點(diǎn)到點(diǎn)鏈路、共享局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或在公共網(wǎng)、如因特網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)的虛擬專用網(wǎng)之類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)“連接”到文件管理器。NAS系統(tǒng)一般采用基于文件的存取協(xié)議；因此，各客戶機(jī)可通過經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向文件系統(tǒng)發(fā)出標(biāo)識(shí)一個(gè)或多個(gè)要存取的文件的文件系統(tǒng)協(xié)議消息(以數(shù)據(jù)包的形式)而不考慮數(shù)據(jù)在盤上存儲(chǔ)的特定位置、如塊，來(lái)請(qǐng)求文件管理器的服務(wù)。通過支持多個(gè)文件系統(tǒng)協(xié)議、如傳統(tǒng)的公用因特網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)和直接存取文件系統(tǒng)(DAFS)協(xié)議等，可為將客戶機(jī)組網(wǎng)而增強(qiáng)文件管理器的用途。
SAN是高速網(wǎng)絡(luò)，它允許建立存儲(chǔ)系統(tǒng)及其存儲(chǔ)裝置之間的直接連接。因此，SAN可看作是存儲(chǔ)總線的擴(kuò)展，因此，存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)允許采用基于塊的存取協(xié)議通過“擴(kuò)展總線”對(duì)存儲(chǔ)信息進(jìn)行存取。在此上下文中，擴(kuò)展總線通常以光纖信道(FC)或以太網(wǎng)媒體來(lái)實(shí)施，適合在FC或TCP/IP/以太網(wǎng)上與塊存取協(xié)議、諸如小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)協(xié)議封裝配合工作。
SAN配置或部署允許存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)系統(tǒng)、如應(yīng)用服務(wù)器分離以及在應(yīng)用服務(wù)器級(jí)的某種等級(jí)的信息存儲(chǔ)共享。但是，存在SAN專用于單服務(wù)器的環(huán)境。在一些SAN部署中，以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式組織信息，而在其它部署中，則采用基于文件的組織。在信息作為文件來(lái)組織的情況下，請(qǐng)求信息的客戶機(jī)保持文件映射及管理文件語(yǔ)義，而其請(qǐng)求(以及服務(wù)器響應(yīng))按照采用例如邏輯單元號(hào)(lun)對(duì)盤進(jìn)行塊尋址來(lái)對(duì)信息尋址。
先前的方法一般采用兩種獨(dú)立的解決方案針對(duì)SAN和NAS環(huán)境。對(duì)于為兩種環(huán)境提供單一解決方案的那些方法，通常采用例如連接到SAN平臺(tái)的“邊車”裝置將NAS功能“部署”在SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)平臺(tái)上。但是，即使這些先有系統(tǒng)通常也是將存儲(chǔ)分在不同的SAN和NAS存儲(chǔ)域中。也就是說，SAN和NAS域的存儲(chǔ)空間不共存，并且通過由例如用戶(系統(tǒng)管理員)實(shí)現(xiàn)的配置過程在物理上分區(qū)。
這種先有系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是可向EMC公司購(gòu)買的Symmetrix系統(tǒng)平臺(tái)。概括來(lái)說，SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)(Symmetrix系統(tǒng))的各個(gè)盤被分配給NAS邊車裝置(例如CelerraTM裝置)，邊車裝置又經(jīng)由例如NFS和CIFS協(xié)議將那些盤導(dǎo)出給NAS客戶機(jī)。系統(tǒng)管理員決定盤的數(shù)量以及組合以構(gòu)建“用戶定義的卷”的那些盤的“片”(盤區(qū))的位置，然后再?zèng)Q定那些卷的使用方式。傳統(tǒng)上用于SAN環(huán)境的術(shù)語(yǔ)“卷”意味著通過經(jīng)由將那些盤區(qū)/盤組合為用戶定義的卷存儲(chǔ)實(shí)體的操作來(lái)指定物理盤和那些盤內(nèi)的盤區(qū)而構(gòu)建的存儲(chǔ)實(shí)體。值得注意的是，包含用戶定義的卷的基于SAN的盤和基于NAS的盤在系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)經(jīng)過物理分區(qū)。
系統(tǒng)管理員通常通過面向可了解系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理方面的用戶的復(fù)雜用戶界面來(lái)呈現(xiàn)其決定。也就是說，用戶界面主要圍繞物理盤結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)管理員必須進(jìn)行的管理，以便代表客戶機(jī)提供SAN平臺(tái)的視圖。例如，用戶界面可提示管理員指定構(gòu)建用戶定義的卷所需的物理盤以及那些盤中的盤區(qū)大小。另外，該界面還提示管理員指定那些盤區(qū)和盤的物理位置以及它們作為對(duì)應(yīng)某個(gè)盤或lun的用戶定義的卷“膠合在一起”(組織)并且使(導(dǎo)出到)SAN客戶機(jī)可見的方式。一旦物理盤及其盤區(qū)被選擇用于構(gòu)建卷，則只有那些盤/盤區(qū)才包含該卷。系統(tǒng)管理員還必須指定那個(gè)所構(gòu)建卷的可靠性形式，例如獨(dú)立(或廉價(jià))盤冗余陣列(RAID)保護(hù)等級(jí)和/或鏡像。RAID組則覆蓋在那些所選盤/盤區(qū)之上。
總之，先有系統(tǒng)方法要求系統(tǒng)管理員細(xì)致地配置盤的物理布局及其組織，以創(chuàng)建作為單lun導(dǎo)出給SAN客戶機(jī)的用戶定義的卷。與這種先有方法相關(guān)的所有管理都建立在物理盤基礎(chǔ)上。系統(tǒng)管理員要增加用戶定義的卷的大小，則要添加盤以及重新計(jì)算RAID計(jì)算以包含與構(gòu)成該卷的盤上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的冗余信息。顯然，這是一種復(fù)雜且昂貴的方法。本發(fā)明旨在對(duì)SAN和NAS存儲(chǔ)環(huán)境提供一種簡(jiǎn)單有效的綜合解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，它用于同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署以綜合方式對(duì)存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息進(jìn)行的文件和塊協(xié)議存取。該設(shè)備的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)與新穎的虛擬化模塊配合以提供“虛擬”裝置所提供的存儲(chǔ)空間的虛擬化系統(tǒng)。值得注意的是，該文件系統(tǒng)提供卷管理功能，用于對(duì)裝置上存儲(chǔ)的信息的基于塊的存取。虛擬化系統(tǒng)允許文件系統(tǒng)在邏輯上將信息組織為命名文件、目錄和虛擬盤(虛盤)存儲(chǔ)對(duì)象，從而通過實(shí)現(xiàn)對(duì)文件和目錄的基于文件的存取、同時(shí)還實(shí)現(xiàn)對(duì)虛盤的基于塊的存取，對(duì)存儲(chǔ)提供綜合NAS和SAN設(shè)備方法。
在說明性實(shí)施例中，虛擬化模塊例如作為虛盤模塊和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)目標(biāo)模塊來(lái)實(shí)施。虛盤模塊提供從基于塊的SCSI目標(biāo)模塊到文件系統(tǒng)所管理的塊的數(shù)據(jù)通路。虛盤模塊還與文件系統(tǒng)交互，從而允許管理界面、如流線型用戶界面(UI)響應(yīng)系統(tǒng)管理員向多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)出命令而進(jìn)行存取。另外，虛盤模塊還通過實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)管理員經(jīng)由UI發(fā)出的虛盤命令的綜合集合以及其它操作，來(lái)管理SAN部署。這些虛盤命令被轉(zhuǎn)換成基本文件系統(tǒng)操作，它們與文件系統(tǒng)和SCSI目標(biāo)模塊交互以實(shí)現(xiàn)虛盤。
SCSI目標(biāo)模塊又通過提供將存取請(qǐng)求中指定的對(duì)lun的邏輯塊存取轉(zhuǎn)換成對(duì)虛盤的虛擬塊存取以及響應(yīng)這些請(qǐng)求將虛盤轉(zhuǎn)換成lun的映射過程，發(fā)起盤或邏輯單元號(hào)(lun)的模擬。這樣，SCSI目標(biāo)模塊提供SAN塊(lun)空間與文件系統(tǒng)空間之間的虛擬化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換層，其中把lun表示為虛盤。通過將SAN虛擬化“部署”在文件系統(tǒng)之上，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備顛倒先有系統(tǒng)采取的方法，從而為基本上所有存儲(chǔ)器存取協(xié)議提供單個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)。
有利的是，綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備提供存取控制，以及在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提供對(duì)所有協(xié)議的文件和虛盤的共享，同時(shí)保存數(shù)據(jù)完整性。該存儲(chǔ)設(shè)備還提供嵌入/集成的虛擬化功能，它消除了用戶在創(chuàng)建NAS和SAN存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)分配存儲(chǔ)資源的必要。這些功能包括虛擬化的存儲(chǔ)空間，它允許SAN和NAS對(duì)象對(duì)于設(shè)備內(nèi)的全局空間管理共存。此外，綜合存儲(chǔ)設(shè)備提供對(duì)相同虛盤的塊存取協(xié)議的同時(shí)支持以及具有對(duì)群集的支持的異類SAN環(huán)境。
附圖概述通過參照以下結(jié)合附圖的描述，可以更好地理解本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點(diǎn)，圖中相似的參考標(biāo)號(hào)表示相同或功能相似的元件

圖1是根據(jù)本發(fā)明、配置成在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)和網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)環(huán)境中工作的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的示意框圖；圖2是可有利地與本發(fā)明配合使用的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的示意框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明、與虛擬化模塊交互的文件系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的虛擬化系統(tǒng)的示意框圖；以及圖4是流程圖，說明通過SAN網(wǎng)絡(luò)存取多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的信息時(shí)所涉及的步驟序列。
說明性實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明針對(duì)多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，它用于以綜合方式對(duì)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的信息的文件及塊協(xié)議存取。在這個(gè)上下文中，綜合多協(xié)議設(shè)備表示一種具有諸如簡(jiǎn)化存儲(chǔ)服務(wù)管理以及便于存儲(chǔ)器重新配置等特征的計(jì)算機(jī)，其中包括可再使用的存儲(chǔ)空間，用于網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署的用戶(系統(tǒng)管理員)和客戶機(jī)。存儲(chǔ)設(shè)備可通過文件系統(tǒng)提供NAS服務(wù)，同時(shí)同一個(gè)設(shè)備通過SAN虛擬化、包括邏輯單元號(hào)(lun)模擬提供SAN服務(wù)。
圖1是多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100的示意框圖，該設(shè)備配置成提供與存儲(chǔ)裝置、如盤130中的信息的組織有關(guān)的存儲(chǔ)服務(wù)。存儲(chǔ)設(shè)備100說明性地體現(xiàn)為一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中包括通過系統(tǒng)總線123互連的處理器122、存儲(chǔ)器124、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器125、126以及存儲(chǔ)適配器128。多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100還包括存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200，它提供虛擬化系統(tǒng)(以及具體的文件系統(tǒng))，以便在邏輯上將信息組織為盤130上的命名目錄、文件和虛擬盤(虛盤)存儲(chǔ)對(duì)象的分層結(jié)構(gòu)。
基于NAS的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的客戶機(jī)具有文件的存儲(chǔ)觀點(diǎn)，而基于SAN的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的客戶機(jī)則具有塊或盤的存儲(chǔ)觀點(diǎn)。為此，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100通過創(chuàng)建lun或虛盤對(duì)象將盤提供(導(dǎo)出)給SAN客戶機(jī)。虛盤對(duì)象(以下稱作“虛盤”)是一種特殊文件類型，它由虛擬化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并被轉(zhuǎn)換成SAN客戶機(jī)看作的模擬盤。此后，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備使這些模擬盤通過受控導(dǎo)出可供SAN客戶機(jī)存取，如本文進(jìn)一步所述那樣。
在說明性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器124包括可由處理器和適配器尋址的存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)與本發(fā)明相關(guān)的軟件程序代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。處理器和適配器又可包括配置成運(yùn)行軟件代碼并處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理元件和/或邏輯電路。存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200的一部分通常駐留在存儲(chǔ)器中并由處理元件運(yùn)行，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200特別通過調(diào)用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)服務(wù)所支持的存儲(chǔ)操作，在功能上組織存儲(chǔ)設(shè)備。本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚，其它處理及存儲(chǔ)部件、包括各種計(jì)算機(jī)可讀媒體都可用于存儲(chǔ)和執(zhí)行與本文所述的本發(fā)明的系統(tǒng)及方法有關(guān)的程序指令。
網(wǎng)絡(luò)適配器125通過在公共網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng))或共享局域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路、廣域網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)(以下稱作說明性以太網(wǎng)165)將存儲(chǔ)設(shè)備耦合到多個(gè)客戶機(jī)160a、b。因此，網(wǎng)絡(luò)適配器125可包括網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，它具有將設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、如傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機(jī)170所需的機(jī)電及信令電路。對(duì)于這種基于NAS的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，客戶機(jī)配置成存取多協(xié)議設(shè)備中以文件存儲(chǔ)的信息。客戶機(jī)160通過根據(jù)預(yù)定義的協(xié)議、如傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)交換離散幀或數(shù)據(jù)包，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)165與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行通信。
客戶機(jī)160可以是通用計(jì)算機(jī)，它配置成在包括UNIX和MicrosoftWindowsTM操作系統(tǒng)在內(nèi)的各種操作系統(tǒng)上運(yùn)行應(yīng)用程序。在通過基于NAS的網(wǎng)絡(luò)存取信息(以文件和目錄的形式)時(shí)，客戶機(jī)系統(tǒng)一般采用基于文件的存取協(xié)議。因此，各客戶機(jī)160可通過經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)165向設(shè)備發(fā)出文件存取協(xié)議消息(以數(shù)據(jù)包的形式)，來(lái)請(qǐng)求存儲(chǔ)設(shè)備100的服務(wù)。例如，運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)的客戶機(jī)160a可采用基于TCP/IP的公用因特網(wǎng)文件系統(tǒng)(CIFS)協(xié)議與存儲(chǔ)設(shè)備100進(jìn)行通信。另一方面，運(yùn)行UNIX操作系統(tǒng)的客戶機(jī)160b可采用基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NES)協(xié)議或者根據(jù)基于TCP/IP的遠(yuǎn)程DMA(RDMA)協(xié)議的基于虛擬接口(VI)傳送的直接存取文件系統(tǒng)(DAFS)協(xié)議與多協(xié)議設(shè)備進(jìn)行通信。本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚，運(yùn)行其它類型的操作系統(tǒng)的其它客戶機(jī)也可采用其它文件存取協(xié)議與綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行通信。
存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)“目標(biāo)”適配器126還將多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100耦合到還可配置成存取作為塊或盤的存儲(chǔ)信息的客戶機(jī)160。對(duì)于這種基于SAN的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，存儲(chǔ)設(shè)備耦合到說明性光纖信道(FC)網(wǎng)絡(luò)185。FC是描述主要見于SAN部署中的一套協(xié)議和媒體的組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)適配器126可包括FC主機(jī)總線適配器(HBA)，它具有將設(shè)備100連接到SAN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、如傳統(tǒng)的FC交換機(jī)180所需的機(jī)電及信令電路。除了提供FC存取之外，F(xiàn)C HBA還可為存儲(chǔ)設(shè)備卸載光纖信道網(wǎng)絡(luò)處理操作。
在通過基于SAN的網(wǎng)絡(luò)存取信息(以塊、盤或虛盤的形式)時(shí)，客戶機(jī)160一般采用基于塊的存取協(xié)議、如小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)協(xié)議。SCSI是具有標(biāo)準(zhǔn)的與設(shè)備無(wú)關(guān)的協(xié)議的外圍輸入/輸出(I/O)接口，它允許不同的外圍設(shè)備、如盤130連接到存儲(chǔ)設(shè)備100。在SCSI技術(shù)中，在SAN環(huán)境中工作的客戶機(jī)160是發(fā)起對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求和命令的發(fā)起者。因此，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備是配置成根據(jù)請(qǐng)求/響應(yīng)協(xié)議響應(yīng)發(fā)起者發(fā)出的請(qǐng)求的目標(biāo)。發(fā)起者和目標(biāo)具有端點(diǎn)地址，根據(jù)FC協(xié)議，這些地址包含全球名稱(WWN)。WWN是由8字節(jié)數(shù)字構(gòu)成的唯一標(biāo)識(shí)符，例如節(jié)點(diǎn)名稱或端口名稱。
多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100支持用于SAN部署中的各種基于SCSI的協(xié)議，包括在TCP上封裝的SCSI(iSCSI)以及在FC上封裝的SCSI(FCP)。因此，發(fā)起者(以下稱作客戶機(jī)160)可通過經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)165、185發(fā)出iSCSI和FCP消息來(lái)請(qǐng)求目標(biāo)(以下稱作存儲(chǔ)設(shè)備100)的服務(wù)，以便存取盤上存儲(chǔ)的信息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚，客戶機(jī)也可采用其它塊存取協(xié)議來(lái)請(qǐng)求綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的服務(wù)。通過支持多個(gè)塊存取協(xié)議，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)于異類SAN環(huán)境中的虛盤/lun提供統(tǒng)一且相干的存取解決方案。
存儲(chǔ)適配器128與存儲(chǔ)設(shè)備上運(yùn)行的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200配合以存取客戶機(jī)所請(qǐng)求的信息。信息可存儲(chǔ)在盤130或適合存儲(chǔ)信息的其它類似媒體中。存儲(chǔ)適配器包括I/O接口電路，它通過I/O互連配置、如傳統(tǒng)的高性能FC串行鏈路拓?fù)漶詈系奖P上。信息由存儲(chǔ)適配器檢索，以及必要時(shí)，在通過系統(tǒng)總線123轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)適配器125、126之前由處理器122(或適配器128本身)處理，其中信息被格式化為數(shù)據(jù)包或消息并返回給客戶機(jī)。
信息在設(shè)備100上的存儲(chǔ)最好是實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)卷(例如VOL1-2150)，它們包括物理存儲(chǔ)盤130的簇，定義盤空間的整個(gè)邏輯安排。卷中的盤通常被組織成一組或多組獨(dú)立(或廉價(jià))盤冗余陣列(RAID)。通過在RAID組中的給定數(shù)量的物理盤上寫入數(shù)據(jù)“條”以及適當(dāng)存儲(chǔ)關(guān)于分條數(shù)據(jù)的冗余信息，RAID實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性/完整性。冗余信息允許恢復(fù)存儲(chǔ)裝置出故障時(shí)丟失的數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚，根據(jù)本發(fā)明，可采用其它冗余技術(shù)、如鏡像。
明確地說，每個(gè)卷150由組織成RAID組140、142和144的物理盤130的陣列構(gòu)成。根據(jù)說明性RAID 4級(jí)配置，各RAID組的物理盤包括配置為存儲(chǔ)分條數(shù)據(jù)(D)的那些盤以及配置成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的奇偶性(P)的那些盤。應(yīng)當(dāng)指出，其它RAID級(jí)配置(例如RAID 5)也可考慮與本文所述的理論配合使用。在說明性實(shí)施例中，可采用最少一個(gè)奇偶性盤和一個(gè)數(shù)據(jù)盤。但是，一種典型實(shí)現(xiàn)可以是每個(gè)RAID組包括三個(gè)數(shù)據(jù)盤和一個(gè)奇偶性盤以及每卷包括至少一個(gè)RAID組。
為了便于對(duì)盤130的存取，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200實(shí)現(xiàn)新穎虛擬化系統(tǒng)的隨處寫文件系統(tǒng)，它把盤130所提供的存儲(chǔ)空間“虛擬化”。文件系統(tǒng)在邏輯上將信息組織為盤上的命名目錄和文件對(duì)象(以下稱作“目錄”和“文件”)的分級(jí)結(jié)構(gòu)。各“盤上”文件可實(shí)現(xiàn)為配置成存儲(chǔ)信息、如數(shù)據(jù)的盤塊的集合，而目錄則可實(shí)現(xiàn)為特殊格式的文件，在其中存儲(chǔ)名稱以及對(duì)其它文件和目錄的鏈接。虛擬化系統(tǒng)允許文件系統(tǒng)進(jìn)一步在邏輯上將信息組織為盤上的命名虛盤的分級(jí)結(jié)構(gòu)，從而通過允許對(duì)命名文件和目錄的基于文件(NAS)的存取、同時(shí)還允許在基于文件的存儲(chǔ)平臺(tái)上對(duì)命名虛盤的基于塊(SAN)的存取，對(duì)存儲(chǔ)提供綜合NAS和SAN設(shè)備方法。該文件系統(tǒng)簡(jiǎn)化了SAN部署中管理基礎(chǔ)物理存儲(chǔ)器的復(fù)雜度。
如上所述，虛盤是在卷中的一種特殊文件類型，它從普通(常規(guī))文件得出，但具有支持盤模擬的相關(guān)導(dǎo)出控制和操作限制。與可由客戶機(jī)采用例如NFS或CIFS協(xié)議創(chuàng)建的文件不同，虛盤經(jīng)由例如用戶界面(UI)在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中作為特殊類型文件(對(duì)象)來(lái)創(chuàng)建。作為說明，虛盤為多索引節(jié)點(diǎn)(multi-inode)對(duì)象，其中包括保持?jǐn)?shù)據(jù)的特殊文件索引節(jié)點(diǎn)以及至少一個(gè)保持包含安全信息的屬性的相關(guān)流索引節(jié)點(diǎn)。特殊文件索引節(jié)點(diǎn)用作存儲(chǔ)與模擬盤關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、如應(yīng)用數(shù)據(jù)的主容器。流索引節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)允許lun和導(dǎo)出在例如重新引導(dǎo)操作上維持，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)相對(duì)于SAN客戶機(jī)作為單盤對(duì)象來(lái)管理虛盤的屬性。在共同未決且共同轉(zhuǎn)讓的題為“Storage Virtualization by LayeringVdisks on a File System”的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)(112056-0069)中描述了可以有利地與本發(fā)明配合使用的虛盤及其相關(guān)索引節(jié)點(diǎn)的一個(gè)實(shí)例，通過引用將該申請(qǐng)結(jié)合于此，好像本文完整地提出那樣。
在說明性實(shí)施例中，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)最好是可從Network Appliance，Inc.(Sunnyvale，California)購(gòu)買的NetAppData ONTAPTM操作系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)隨處寫文件布局(WAFLTM)文件系統(tǒng)。但是，明確地考慮，根據(jù)本文所述的本發(fā)明原理，任何適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)操作系統(tǒng)、包括適當(dāng)位置可寫文件系統(tǒng)可增強(qiáng)使用。因此，在采用術(shù)語(yǔ)“WAFL”的情況下，應(yīng)當(dāng)廣義地認(rèn)為是表示以其它方式可適合本發(fā)明的理論的任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)操作系統(tǒng)”一般表示可在計(jì)算機(jī)上工作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，它管理數(shù)據(jù)存取，以及在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的情況下可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取語(yǔ)義，例如Data ONTAP存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)為微核。存儲(chǔ)操作系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)為在通用操作系統(tǒng)、如UNIX或Windows NT中工作的應(yīng)用程序，或者實(shí)現(xiàn)為具有可配置功能性的通用操作系統(tǒng)，如本文所述，為存儲(chǔ)應(yīng)用而配置。
另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，本文所述的本發(fā)明系統(tǒng)及方法可應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)為或包括存儲(chǔ)系統(tǒng)的任何類型的專用(例如存儲(chǔ)服務(wù)設(shè)備)或通用計(jì)算機(jī)，包括獨(dú)立計(jì)算機(jī)或其部分。此外，本發(fā)明的理論可適合各種存儲(chǔ)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，其中包括但不限于網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)環(huán)境、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)以及直接連接到客戶機(jī)或主計(jì)算機(jī)的盤組件。因此，除了配置成執(zhí)行存儲(chǔ)功能并與其它設(shè)備或系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的任何子系統(tǒng)之外，術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)系統(tǒng)”還應(yīng)當(dāng)廣義地包括這類配置。
圖2是可有利地與本發(fā)明配合使用的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200的示意框圖。存儲(chǔ)操作系統(tǒng)包括一系列軟件層，它們經(jīng)過組織以構(gòu)成綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，或者更一般來(lái)說，是提供讓客戶機(jī)采用塊和文件存取協(xié)議存取多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的信息的數(shù)據(jù)通路的多協(xié)議引擎。協(xié)議棧包括與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層、如IP層212及其支持傳輸機(jī)制、TCP層214和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)層216接口的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器(例如千兆位以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)器)的媒體存取層210。文件系統(tǒng)協(xié)議層提供多協(xié)議文件存取，為此包括對(duì)DAFS協(xié)議218、NFS協(xié)議220、CIFS協(xié)議222以及超文本傳送協(xié)議(HTTP)協(xié)議224的支持。VI層226實(shí)現(xiàn)VI體系結(jié)構(gòu)，以便提供DAFS協(xié)議218所要求的直接存取傳送(DAT)能力、例如RDMA。
iSCSI驅(qū)動(dòng)器層228提供TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層之上的塊協(xié)議存取，而FC驅(qū)動(dòng)器層230則與FC HBA 126配合對(duì)綜合存儲(chǔ)設(shè)備接收和發(fā)送塊存取請(qǐng)求及響應(yīng)。FC和iSCSI驅(qū)動(dòng)器提供對(duì)lun(虛盤)的FC特定的和iSCSI特定的存取控制，從而管理當(dāng)存取多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中的單虛盤時(shí)對(duì)iSCSI或FCP或者對(duì)iSCSI和FCP兩者導(dǎo)出虛盤。另外，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)例如RAID協(xié)議等盤存儲(chǔ)協(xié)議的盤存儲(chǔ)層240以及實(shí)現(xiàn)例如SCSI協(xié)議等盤存取協(xié)議的盤驅(qū)動(dòng)器層250。
將盤軟件層與綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層橋接的是根據(jù)本發(fā)明的虛擬化系統(tǒng)300。圖3是虛擬化系統(tǒng)300的示意框圖，它通過與說明性實(shí)施為例如虛盤模塊330和SCSI目標(biāo)模塊310的虛擬化模塊配合的文件系統(tǒng)320來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)指出，虛盤模塊330、文件系統(tǒng)320和SCSI目標(biāo)模塊310可通過軟件、硬件、固件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。虛盤模塊330被分層在文件系統(tǒng)320上(并與其交互)，從而提供從基于塊的SCSI目標(biāo)模塊到文件系統(tǒng)所管理的塊的數(shù)據(jù)通路。虛盤模塊還允許管理界面、如流線型用戶界面(UI 350)響應(yīng)系統(tǒng)管理員向多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100發(fā)出命令而進(jìn)行存取。本質(zhì)上，虛盤模塊330特別是通過實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)管理員經(jīng)由UI350發(fā)出的虛盤(lun)命令的綜合集合，來(lái)管理SAN部署。這些虛盤命令被轉(zhuǎn)換成基本文件系統(tǒng)操作(“原語(yǔ)”)，它們與文件系統(tǒng)320和SCSI目標(biāo)模塊310交互以實(shí)現(xiàn)虛盤。
SCSI目標(biāo)模塊310又通過提供將存取請(qǐng)求中指定的對(duì)lun的邏輯塊存取轉(zhuǎn)換成對(duì)特殊虛盤文件類型的虛擬塊存取、以及響應(yīng)這些請(qǐng)求將虛盤轉(zhuǎn)換成lun的映射過程，發(fā)起盤或lun的模擬。SCSI目標(biāo)模塊說明性地部署在FC和iSCSI驅(qū)動(dòng)器228、230與文件系統(tǒng)320之間，從而提供SAN塊(lun)空間與文件系統(tǒng)空間之間的虛擬化系統(tǒng)300的轉(zhuǎn)換層，其中l(wèi)un表示為虛盤。通過將SAN虛擬化“部署”在文件系統(tǒng)320之上，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備顛倒先有系統(tǒng)采取的方法，從而為基本上所有的存儲(chǔ)存取協(xié)議提供單個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)。
根據(jù)本發(fā)明，文件系統(tǒng)提供用于對(duì)存儲(chǔ)裝置、如盤中存儲(chǔ)的信息的基于文件的存取的能力。另外，文件系統(tǒng)提供卷管理能力，用于對(duì)存儲(chǔ)信息的基于塊的存取。也就是說，除了提供文件系統(tǒng)語(yǔ)義(例如將存儲(chǔ)區(qū)分為離散對(duì)象以及那些存儲(chǔ)對(duì)象的命名)之外，文件系統(tǒng)320提供一般與卷管理器相關(guān)聯(lián)的功能。如本文所述，這些功能包括(i)盤的聚集，(ii)盤的存儲(chǔ)帶寬的聚集，以及(iii)可靠性保證，例如鏡像和/或奇偶性(RAID)，從而提供分層在文件系統(tǒng)上的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象。多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的一個(gè)特征是與這些卷管理能力相關(guān)聯(lián)的使用的簡(jiǎn)單性，尤其是當(dāng)用于SAN部署時(shí)。
文件系統(tǒng)320說明性地實(shí)現(xiàn)具有盤上格式表示的WAFL文件系統(tǒng)，它是采用例如4千字節(jié)(kB)塊以及采用索引節(jié)點(diǎn)來(lái)描述文件的基于塊的。WAFL文件系統(tǒng)采用文件來(lái)存儲(chǔ)描述其文件系統(tǒng)的布局的元數(shù)據(jù)；這些元數(shù)據(jù)文件包括索引節(jié)點(diǎn)文件等。包含索引節(jié)點(diǎn)編號(hào)的文件句柄、即標(biāo)識(shí)符用于從盤檢索索引節(jié)點(diǎn)。在David Hitz等人的題為“用于保持文件系統(tǒng)的一致狀態(tài)以及用于創(chuàng)建文件系統(tǒng)的用戶可存取只讀副本的方法”的美國(guó)專利第5819292號(hào)(1998年10月6日授權(quán))中提供了文件系統(tǒng)、包括索引節(jié)點(diǎn)文件的結(jié)構(gòu)的描述，此專利通過引用結(jié)合于此，好像本文完整地提出那樣。
廣義來(lái)說，文件系統(tǒng)的所有索引節(jié)點(diǎn)都被組織為索引節(jié)點(diǎn)文件。文件系統(tǒng)(FS)信息塊指定文件系統(tǒng)中的信息布局，以及包括包含文件系統(tǒng)的其它所有索引節(jié)點(diǎn)的文件的索引節(jié)點(diǎn)。每個(gè)卷具有FS信息塊，它最好存儲(chǔ)于例如文件系統(tǒng)的RAID組內(nèi)的固定位置。根FS信息塊的索引節(jié)點(diǎn)可直接引用(指向)索引節(jié)點(diǎn)文件塊，或者可引用間接索引節(jié)點(diǎn)文件塊，這些塊又引用直接索引節(jié)點(diǎn)文件塊。在每個(gè)直接索引節(jié)點(diǎn)文件塊中嵌入了一些索引節(jié)點(diǎn)，其中的每個(gè)可引用間接塊，這些間接塊又引用文件或虛盤的數(shù)據(jù)塊。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛盤322的存取操作以及對(duì)就存儲(chǔ)單元的全局空間管理、如卷150和/或配額樹(qtree)328而言共存的文件324和目錄(dir 326)的存取操作。配額樹328是特殊目錄，它具有物理卷的名稱空間內(nèi)的邏輯子卷的屬性。各文件系統(tǒng)存儲(chǔ)對(duì)象(文件、目錄或虛盤)說明性地與一個(gè)配額樹相關(guān)聯(lián)，以及配額、安全屬性及其它項(xiàng)目可按每個(gè)配額樹進(jìn)行分配。虛盤和文件/目錄可被分層在配額樹328之上，配額樹328又被分層在卷150之上，如通過文件系統(tǒng)“虛擬化”層320抽象的那樣。
注意，文件系統(tǒng)320中的虛盤存儲(chǔ)對(duì)象與多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的SAN部署相關(guān)聯(lián)，而文件和目錄存儲(chǔ)對(duì)象則與設(shè)備的NAS部署相關(guān)聯(lián)。文件和目錄一般不可經(jīng)由FC或SCSI塊存取協(xié)議進(jìn)行存取；但是，文件可被轉(zhuǎn)換成虛盤，然后再通過SAN或NAS協(xié)議進(jìn)行存取。虛盤可通過SAN(FC和SCSI)協(xié)議作為lun進(jìn)行存取以及通過NAS(NFS和CIFS)協(xié)議作為文件進(jìn)行存取。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，虛擬化系統(tǒng)300提供虛擬化的存儲(chǔ)空間，它允許SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象就文件系統(tǒng)320的全局空間管理而言共存。為此，虛擬化系統(tǒng)300采用文件系統(tǒng)的特性，包括其聚集盤并將它們抽象為單存儲(chǔ)池的固有能力。例如，系統(tǒng)300補(bǔ)充文件系統(tǒng)320的卷管理能力，以便將盤130的集合組織成表示全局存儲(chǔ)空間池的一個(gè)或多個(gè)卷150。全局存儲(chǔ)池則通過分別創(chuàng)建虛盤322和文件324可用于SAN和NAS部署。除了共享相同的全局存儲(chǔ)空間之外，虛盤和文件還共享相同的可用存儲(chǔ)池，當(dāng)擴(kuò)展SAN和/或NAS部署時(shí)從其中提取。與先有系統(tǒng)不同，在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的全局存儲(chǔ)空間內(nèi)沒有盤的物理分區(qū)。
多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備通過允許用戶采用單一存儲(chǔ)資源池來(lái)管理NAS和SAN存儲(chǔ)對(duì)象，實(shí)質(zhì)上簡(jiǎn)化了全局存儲(chǔ)空間的管理。具體來(lái)說，對(duì)于SAN和NAS部署，從全局空閑池中按照細(xì)粒的塊來(lái)管理空閑塊空間。如果分立地(分開地)管理那些存儲(chǔ)對(duì)象，則通常要求用戶在手邊保持一定量的“備用”盤，讓各種對(duì)象響應(yīng)例如商業(yè)目標(biāo)的變化。與從單一資源池之中管理那些對(duì)象、其中僅有單組備用盤可用于商業(yè)所支配的擴(kuò)展的情況相比，維護(hù)那種分立方法所需的開銷更大。分別由虛盤操作所釋放的塊可立即由NAS對(duì)象再用(或者反之)。這種管理的詳細(xì)情況對(duì)于管理員是透明的。這表示綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的“所有權(quán)總成本”優(yōu)點(diǎn)。
虛擬化系統(tǒng)300還為在多協(xié)議設(shè)備100的全局存儲(chǔ)空間中共存的那些SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象提供可靠性保證。具體來(lái)說，通過例如在傳統(tǒng)SAN系統(tǒng)的物理塊級(jí)上執(zhí)行的RAID或鏡像之類的技術(shù)，面臨盤故障的可靠性保證是從設(shè)備100的文件系統(tǒng)320繼承的特征。這通過允許管理員對(duì)同樣應(yīng)用于文件系統(tǒng)中的虛盤和NAS對(duì)象的基礎(chǔ)冗余物理存儲(chǔ)進(jìn)行全局決策，來(lái)簡(jiǎn)化管理。
如上所述，文件系統(tǒng)320將信息組織成盤130的卷150內(nèi)的文件、目錄和虛盤對(duì)象。在各卷150之下是RAID組140-144的集合，它們對(duì)卷內(nèi)的盤故障提供保護(hù)和可靠性。根據(jù)說明性RAID4配置對(duì)由多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備提供服務(wù)的信息進(jìn)行保護(hù)。這種保護(hù)等級(jí)可擴(kuò)展為包括例如設(shè)備平臺(tái)上的同步鏡像。在卷中創(chuàng)建的受到RAID4保護(hù)的虛盤322在為卷150指定了同步鏡像附加保護(hù)時(shí)“繼承”該保護(hù)。在這種情況下，同步鏡像保護(hù)不是虛盤的屬性，而是基礎(chǔ)卷的屬性以及文件系統(tǒng)320的可靠性保證。多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的這種“繼承”特征簡(jiǎn)化了虛盤的管理，因?yàn)橄到y(tǒng)管理員不必處理可靠性問題。
另外，虛擬化系統(tǒng)300聚集盤130的帶寬，而不要求用戶了解那些盤的物理構(gòu)造。文件系統(tǒng)320配置成根據(jù)聚集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所用的卷的所有盤的帶寬的輸入/輸出(I/O)存儲(chǔ)操作在盤上將數(shù)據(jù)寫(存儲(chǔ))為那些盤上的連續(xù)條。當(dāng)對(duì)虛盤存儲(chǔ)或檢索信息時(shí)，I/O操作不是針對(duì)用戶所指定的盤。相反，那些操作對(duì)于用戶是透明的，因?yàn)槲募到y(tǒng)根據(jù)其隨處寫布局策略以可靠方式在卷的所有盤上對(duì)該數(shù)據(jù)“分條”。由于塊存儲(chǔ)的虛擬化，因此到虛盤的I/O帶寬可以是文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理盤的最大帶寬，而與虛盤的大小無(wú)關(guān)(與傳統(tǒng)塊存取產(chǎn)品中的lun的典型物理實(shí)現(xiàn)不同)。
此外，虛擬化系統(tǒng)影響(leverage)文件系統(tǒng)布置、管理和塊分配策略，以便使虛盤在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)正確地起作用。虛盤塊布置策略是基礎(chǔ)虛擬化文件系統(tǒng)的功能，而且沒有文件系統(tǒng)塊到面臨修改的SCSI邏輯塊地址的任何永久物理綁定。虛盤可以透明地重新組織，以便也許改變數(shù)據(jù)存取模式行為。
對(duì)于SAN和NAS部署，塊分配策略與盤的物理屬性(例如幾何形狀、大小、柱面、扇區(qū)大小)無(wú)關(guān)。文件系統(tǒng)提供文件324和目錄326的基于文件的管理，以及根據(jù)本發(fā)明，虛盤322駐留在卷150內(nèi)。當(dāng)盤添加到連接多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的陣列時(shí)，那個(gè)盤被結(jié)合到現(xiàn)有卷中以增加整個(gè)卷空間，其空間可用于任何目的，例如更多虛盤或更多文件。
通過使用可供系統(tǒng)管理員使用的UI350和虛盤命令集，簡(jiǎn)化了綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備100的管理。UI350說明性地包括命令行界面(CLI352)和圖形用戶界面(GUI354)，它們用來(lái)實(shí)現(xiàn)虛盤命令集，以便除其它的之外，還創(chuàng)建虛盤、增加/減小虛盤的大小和/或破壞虛盤。根據(jù)設(shè)備100的虛擬存儲(chǔ)空間特征，被破壞的虛盤的存儲(chǔ)空間則可再用于例如基于NAS的文件。虛盤可在用戶控制下增加(“生長(zhǎng)”)或減小(“收縮”)，同時(shí)保存對(duì)其應(yīng)用數(shù)據(jù)的塊和NAS多協(xié)議存取。
通過例如避免系統(tǒng)管理員明確配置及指定創(chuàng)建虛盤時(shí)要用的盤的必要，UI350簡(jiǎn)化了多協(xié)議SAN/NAS存儲(chǔ)設(shè)備的管理。例如要?jiǎng)?chuàng)建虛盤，系統(tǒng)管理員只需要通過例如CLI 352或GUI 354發(fā)出虛盤(“l(fā)un創(chuàng)建”)命令。虛盤命令指定虛盤(lun)的創(chuàng)建以及虛盤的預(yù)期大小和到那個(gè)虛盤的路徑描述符(路徑名稱)。作為響應(yīng)，文件系統(tǒng)320與虛盤模塊330配合以便將基礎(chǔ)盤所提供的存儲(chǔ)空間“虛擬化”，并創(chuàng)建由創(chuàng)建命令指定的虛盤。明確地說，虛盤模塊330處理虛盤命令以“調(diào)用”文件系統(tǒng)320中的基本操作(“原語(yǔ)”)，它們實(shí)現(xiàn)虛盤(lun)的高級(jí)概念。例如，“l(fā)un創(chuàng)建”命令被轉(zhuǎn)換為一系列文件系統(tǒng)原語(yǔ)，它們創(chuàng)建具有正確信息和大小以及在正確位置上的虛盤。這些文件系統(tǒng)原語(yǔ)包括創(chuàng)建文件索引節(jié)點(diǎn)(創(chuàng)建文件)、創(chuàng)建流索引節(jié)點(diǎn)(創(chuàng)建流)以及在流索引節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)信息(流寫入)的操作。
lun創(chuàng)建命令的結(jié)果是創(chuàng)建具有指定大小的虛盤322，并且被RAID保護(hù)，而不必明確指定這種保護(hù)。信息在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的盤中的存儲(chǔ)不是印刷字，而只是“原始”位存儲(chǔ)在盤中。文件系統(tǒng)將那些位組織為卷內(nèi)的所有盤上的虛盤和RAID組。因此，所創(chuàng)建的虛盤322不需要明確地配置，因?yàn)樘摂M化系統(tǒng)300以對(duì)用戶透明的方式創(chuàng)建虛盤。所創(chuàng)建的虛盤繼承了文件系統(tǒng)創(chuàng)建的基礎(chǔ)卷的高性能特性、如可靠性和存儲(chǔ)帶寬。
CLI 352和/或GUI 354還與虛盤模塊330交互，以便引入將編號(hào)分配給所創(chuàng)建虛盤的屬性和持久lun映射綁定。此后，這些lun映射綁定用于將虛盤作為特定SCSI標(biāo)識(shí)符(ID)導(dǎo)出到客戶機(jī)。具體來(lái)說，所創(chuàng)建的虛盤可經(jīng)由lun映射技術(shù)導(dǎo)出，從而使SAN客戶機(jī)能夠“查看”(存取)盤。虛盤(lun)在SAN環(huán)境中一般要求嚴(yán)格受控的存?。籗AN環(huán)境中l(wèi)un的共享通常只出現(xiàn)在有限情況中，例如群集文件系統(tǒng)、群集操作系統(tǒng)和多通路配置。多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的系統(tǒng)管理員確定哪些虛盤(lun)可導(dǎo)出到SAN客戶機(jī)。一旦虛盤作為lun導(dǎo)出，則客戶機(jī)可采用塊存取協(xié)議、如FCP和iSCSI通過SAN網(wǎng)絡(luò)存取虛盤。
SAN客戶機(jī)通常通過邏輯編號(hào)或lun對(duì)盤進(jìn)行標(biāo)識(shí)和尋址。但是，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的“便于管理”特征在于，系統(tǒng)管理員可通過邏輯名稱來(lái)管理虛盤及其尋址。為此，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的虛盤模塊330將邏輯名稱映射到虛盤。例如，當(dāng)創(chuàng)建虛盤時(shí)，系統(tǒng)管理員以“正確大小”分配虛盤，并為它指定一般對(duì)其目標(biāo)應(yīng)用有意義的名稱(例如/vol/vol0/database，以保存數(shù)據(jù)庫(kù))。管理界面提供從存儲(chǔ)設(shè)備導(dǎo)出到客戶機(jī)上的lun/虛盤(以及文件)的基于名稱的管理，從而為基于塊(以及基于文件)的存儲(chǔ)提供一致及統(tǒng)一的命名方案。
多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備通過使用發(fā)起者組(igroup)根據(jù)邏輯名稱來(lái)管理虛盤的導(dǎo)出控制。igroup是對(duì)于與一個(gè)或多個(gè)發(fā)起者相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)地址分配的邏輯命名實(shí)體(取決于是否配置了群集環(huán)境)。“igroup創(chuàng)建”命令主要將可能包含WWN地址或iSCSI ID的那些地址與邏輯名稱或igroup“綁定”(相關(guān)聯(lián))。“l(fā)un map”命令則用于將一個(gè)或多個(gè)虛盤導(dǎo)出到igroup，也就是使虛盤讓igroup“可見”。在這個(gè)意義上，“l(fā)un map”命令等效于NFS導(dǎo)出或CIFS共享。這樣，WWN地址或iSCSI ID標(biāo)識(shí)被準(zhǔn)許存取lun map命令指定的那些虛盤的客戶機(jī)。此后，邏輯名稱與存儲(chǔ)操作系統(tǒng)內(nèi)部的全部操作配合使用。這種邏輯命名抽象遍布整個(gè)虛盤命令集，包括用戶與多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備之間的交互。具體來(lái)說，igroup命名慣例用于所有后續(xù)導(dǎo)出操作以及為各種SAN客戶機(jī)導(dǎo)出的lun的列表。
圖4是簡(jiǎn)要流程圖，說明通過SAN網(wǎng)絡(luò)存取多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的信息時(shí)所涉及的步驟序列。這里，客戶機(jī)采用塊存取協(xié)議通過耦合到設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)設(shè)備100進(jìn)行通信。如果客戶機(jī)是運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)的客戶機(jī)160a，則塊存取協(xié)議說明性地是在網(wǎng)絡(luò)185上使用的FCP協(xié)議。另一方面，如果客戶機(jī)是運(yùn)行UNIX操作系統(tǒng)的客戶機(jī)160b，則塊存取協(xié)議說明性地是在網(wǎng)絡(luò)165上使用的iSCSI協(xié)議。該序列以步驟400開始，并進(jìn)行到步驟402，其中，客戶機(jī)產(chǎn)生存取駐留在多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備中的信息的請(qǐng)求，以及在步驟404，該請(qǐng)求作為傳統(tǒng)FCP或iSCSI塊存取請(qǐng)求通過網(wǎng)絡(luò)185、165轉(zhuǎn)發(fā)。
在步驟406，在存儲(chǔ)設(shè)備100的網(wǎng)絡(luò)適配器126、125上接收該請(qǐng)求，在其中，由綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行處理，并在步驟408傳遞給虛擬化系統(tǒng)300。明確地說，如果請(qǐng)求為FCP請(qǐng)求，則由FC驅(qū)動(dòng)器230作為例如存取(即讀/寫)數(shù)據(jù)的4k塊請(qǐng)求來(lái)處理。如果請(qǐng)求為iSCSI協(xié)議請(qǐng)求，則在媒體存取層(Intel千兆位以太網(wǎng))中接收并通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層傳遞給虛擬化系統(tǒng)。
與SCSI協(xié)議相關(guān)聯(lián)的包括尋址信息的命令和控制操作一般針對(duì)盤或lun；但是文件系統(tǒng)320不識(shí)別lun。因此，虛擬化系統(tǒng)的SCSI目標(biāo)模塊310發(fā)起lun的模擬，以便響應(yīng)請(qǐng)求中包含的SCSI命令(步驟410)。為此，SCSI目標(biāo)模塊具有一組應(yīng)用編程接口(API 360)，它們基于SCSI協(xié)議以及實(shí)現(xiàn)與iSCSI和FCP驅(qū)動(dòng)器228、230的一致接口。SCSI目標(biāo)模塊還實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上將lun轉(zhuǎn)換為虛盤的映射/轉(zhuǎn)換過程。在步驟412，SCSI目標(biāo)模塊將請(qǐng)求的尋址信息、如FC路由選擇信息映射到文件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
文件系統(tǒng)320說明性地為基于消息的系統(tǒng)；因此，SCSI目標(biāo)模塊310將SCSI請(qǐng)求變換為表示針對(duì)文件系統(tǒng)的操作的消息。例如，SCSI目標(biāo)模塊所產(chǎn)生的消息可包括一種操作(例如讀、寫)以及路徑名稱(例如路徑描述符)和文件系統(tǒng)中表示的虛盤對(duì)象的文件名(例如特殊文件名)。SCSI目標(biāo)模塊310將消息傳遞到文件系統(tǒng)層320作為例如函數(shù)調(diào)用365，其中執(zhí)行操作。
響應(yīng)接收此消息，文件系統(tǒng)320將路徑名稱映射到索引節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，以便得到與虛盤322對(duì)應(yīng)的文件句柄。通過配備文件句柄，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)200可將那個(gè)句柄轉(zhuǎn)換為盤塊，因而從盤檢索該塊(索引節(jié)點(diǎn))。廣義地說，文件句柄是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部表示，即文件系統(tǒng)中內(nèi)部使用的索引節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示。文件句柄一般由多個(gè)成分組成，其中包括文件ID(索引節(jié)點(diǎn)編號(hào))、瞬像ID、生成ID和標(biāo)志。文件系統(tǒng)利用文件句柄來(lái)檢索包含盤130上實(shí)現(xiàn)的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的虛盤的特殊文件索引節(jié)點(diǎn)以及至少一個(gè)相關(guān)流索引節(jié)點(diǎn)。
在步驟414，如果所請(qǐng)求數(shù)據(jù)沒有駐留在“核心中”、即存儲(chǔ)器124中，則文件系統(tǒng)產(chǎn)生從盤130加載(檢索)所請(qǐng)求數(shù)據(jù)的操作。如果信息沒有在存儲(chǔ)器中，則文件系統(tǒng)320采用索引節(jié)點(diǎn)編號(hào)對(duì)索引節(jié)點(diǎn)文件進(jìn)行索引，以便存取適當(dāng)條目及檢索邏輯卷塊號(hào)(VBN)。文件系統(tǒng)則將邏輯VBN傳遞給盤存儲(chǔ)(RAID)層240，它將該邏輯編號(hào)映射到盤塊號(hào)并將后者發(fā)送給盤驅(qū)動(dòng)器層250的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)器(例如SCSI)。盤驅(qū)動(dòng)器從盤130存取盤塊號(hào)以及將所請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊加載到存儲(chǔ)器124中。在步驟416，所請(qǐng)求數(shù)據(jù)由虛擬化系統(tǒng)300進(jìn)行處理。例如，可結(jié)合針對(duì)虛盤的讀或?qū)懖僮骰蛘呓Y(jié)合虛盤的查詢命令來(lái)處理數(shù)據(jù)。
虛擬化系統(tǒng)300的SCSI目標(biāo)模塊310通過提供關(guān)于所請(qǐng)求虛盤有意義的“模擬”信息，來(lái)模擬對(duì)傳統(tǒng)SCSI協(xié)議的支持。這種信息由SCSI目標(biāo)模塊進(jìn)行計(jì)算，或者持久地存儲(chǔ)在例如虛盤的屬性流索引節(jié)點(diǎn)中。在步驟418，SCSI目標(biāo)模塊310將所請(qǐng)求的基于塊的信息(由文件系統(tǒng)320所提供的基于文件的信息轉(zhuǎn)換的)加載到塊存取(SCSI)協(xié)議消息中。例如，SCSI目標(biāo)模塊310可響應(yīng)SCSI查詢命令請(qǐng)求，將例如虛盤的大小等信息加載到SCSI協(xié)議消息中。在完成請(qǐng)求時(shí)，存儲(chǔ)設(shè)備(及操作系統(tǒng))通過網(wǎng)絡(luò)向客戶機(jī)返回應(yīng)答(例如作為SCSI“容量”響應(yīng)消息)(步驟420)。然后，該序列在步驟422結(jié)束。
應(yīng)當(dāng)指出，通過上述執(zhí)行多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備上接收的客戶機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存取所需的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)層的軟件“路徑”也可通過硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說，在本發(fā)明的一個(gè)備選實(shí)施例中，通過操作系統(tǒng)層(包括虛擬化系統(tǒng)300)的存儲(chǔ)存取請(qǐng)求數(shù)據(jù)路徑可實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)中包含的邏輯電路。這種硬件實(shí)現(xiàn)增加了設(shè)備100響應(yīng)客戶機(jī)160發(fā)出的文件存取或塊存取請(qǐng)求而提供的存儲(chǔ)服務(wù)的性能。此外，在本發(fā)明的另一個(gè)備選實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)的處理元件和存儲(chǔ)適配器125-128可配置成分別從處理器122卸載部分或全部數(shù)據(jù)包處理和存儲(chǔ)存取操作，從而提高多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備所提供的存儲(chǔ)服務(wù)的性能。明確地考慮到，本文所述的各種過程、體系結(jié)構(gòu)和程序可由硬件、固件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有利的是，綜合多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備提供存取控制，以及在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提供對(duì)所有協(xié)議的文件和虛盤的共享，同時(shí)保存數(shù)據(jù)完整性。存儲(chǔ)設(shè)備還提供嵌入/綜合虛擬化能力，它消除了用戶在創(chuàng)建NAS和SAN存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)分配存儲(chǔ)資源的需要。這些能力包括虛擬化的存儲(chǔ)空間，它允許SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象對(duì)設(shè)備內(nèi)的全局空間管理而言共存。此外，綜合存儲(chǔ)設(shè)備提供對(duì)相同虛盤的塊存取協(xié)議(iSCSI和FCP)的同時(shí)支持以及具有對(duì)群集的支持的異類SAN環(huán)境?？傊?，多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備為所有存儲(chǔ)存取協(xié)議提供單個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)。
以上說明針對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例。但是顯然可對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行其它變更和修改，并獲得其部分或全部?jī)?yōu)點(diǎn)。例如，明確地考慮，本發(fā)明的理論可實(shí)現(xiàn)為其中包括具有在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體的軟件、硬件、固件或其組合。因此，本描述只是作為舉例而不是限制本發(fā)明的范圍。因而，所附權(quán)利要求的目的是涵蓋落入本發(fā)明真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這類變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，適合用于以綜合方式為網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署對(duì)存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息的文件和塊協(xié)議存取，所述設(shè)備包括存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，適合實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)與虛擬化模塊配合以將所述存儲(chǔ)裝置提供的存儲(chǔ)空間虛擬化。
2.如權(quán)利要求1所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述文件系統(tǒng)在邏輯上將所述信息組織為文件、目錄和虛擬盤(虛盤)，從而通過允許對(duì)所述文件和目錄的基于文件的存取、同時(shí)還允許對(duì)所述虛盤的基于塊的存取，為存儲(chǔ)提供綜合NAS和SAN設(shè)備方法。
3.如權(quán)利要求1所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述虛擬化模塊包括虛盤模塊和小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)目標(biāo)模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述虛盤模塊被分層在所述文件系統(tǒng)上，以便允許管理界面響應(yīng)系統(tǒng)管理員向所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)出命令而進(jìn)行存取。
5.如權(quán)利要求4所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述管理界面包括用戶界面(UI)。
6.如權(quán)利要求5所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述虛盤模塊通過實(shí)現(xiàn)經(jīng)由所述UI發(fā)出的一組虛盤命令來(lái)管理所述SAN部署。
7.如權(quán)利要求6所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述虛盤命令被轉(zhuǎn)換成基本文件系統(tǒng)操作，它們與所述文件系統(tǒng)和所述SCSI目標(biāo)模塊交互以實(shí)現(xiàn)所述虛盤。
8.如權(quán)利要求7所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述SCSI目標(biāo)模塊通過提供將邏輯單元號(hào)(lun)轉(zhuǎn)換為虛盤的映射程序來(lái)發(fā)起盤或所述lun的模擬。
9.如權(quán)利要求8所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述SCSI目標(biāo)模塊在SAN塊空間與文件系統(tǒng)空間之間提供轉(zhuǎn)換層。
10.如權(quán)利要求1所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述虛擬化的存儲(chǔ)空間允許SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象對(duì)所述文件系統(tǒng)的全局空間管理而言共存。
11.如權(quán)利要求10所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述文件系統(tǒng)與所述虛擬化模塊配合以提供虛擬化系統(tǒng)，所述虛擬化系統(tǒng)為所述虛擬化的存儲(chǔ)空間中共存的所述SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象提供可靠性保證。
12.如權(quán)利要求1所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述文件系統(tǒng)提供卷管理能力，用于對(duì)所述存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的所述信息的基于塊的存取。
13.如權(quán)利要求12所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置為盤。
14.如權(quán)利要求1所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述文件系統(tǒng)提供(i)文件系統(tǒng)語(yǔ)義，例如存儲(chǔ)對(duì)象的命名，以及(ii)與卷管理器相關(guān)聯(lián)的功能。
15.如權(quán)利要求14所述的多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，與所述卷管理器相關(guān)聯(lián)的所述功能包括下列各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)所述存儲(chǔ)裝置的聚集；所述裝置的存儲(chǔ)帶寬的聚集；以及可靠性保證，諸如鏡像或獨(dú)立盤冗余陣列(RAID)。
16.一種用于提供與耦合到多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息的組織有關(guān)的存儲(chǔ)服務(wù)的方法，所述方法包括以下步驟采用與運(yùn)行于所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)的虛擬化模塊配合的文件系統(tǒng)將所述存儲(chǔ)裝置提供的存儲(chǔ)空間虛擬化；將所述信息在邏輯上組織為所述虛擬化的存儲(chǔ)空間中的文件、目錄和虛擬盤(虛盤)對(duì)象，從而對(duì)存儲(chǔ)提供綜合網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)設(shè)備方法，它允許所述對(duì)象在所述虛擬化的存儲(chǔ)空間中就所述文件系統(tǒng)的全局空間管理而言共存；以及采用塊和文件存取協(xié)議、通過所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧所提供的數(shù)據(jù)通路來(lái)存取所述存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的所述經(jīng)過邏輯上組織的對(duì)象。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括為所述虛擬化的存儲(chǔ)空間中共存的文件、目錄和虛盤對(duì)象提供可靠性保證的步驟。
18.一種配置成提供與耦合到多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息的組織有關(guān)的存儲(chǔ)服務(wù)的所述設(shè)備的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)操作系統(tǒng)包括綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，提供讓客戶機(jī)采用塊和文件存取協(xié)議存取所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)的信息的數(shù)據(jù)通路；以及文件系統(tǒng)，與虛擬化模塊配合，以便將所述存儲(chǔ)裝置提供的存儲(chǔ)空間虛擬化。
19.如權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述文件系統(tǒng)在邏輯上將所述信息組織為文件、目錄和虛擬盤(虛盤)，從而對(duì)采用基于文件的和基于塊的存取協(xié)議的存儲(chǔ)提供綜合網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)設(shè)備方法。
20.如權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述基于塊的存取協(xié)議包括基于小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)的協(xié)議，諸如在傳輸控制協(xié)議之上封裝的SCSI(iSCSI)以及在光纖信道之上封裝的SCSI(FCP)。
21.如權(quán)利要求20所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層；文件系統(tǒng)協(xié)議層，與所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層接口，以及提供對(duì)所述文件系統(tǒng)組織的所述文件和目錄的基于文件的協(xié)議存??；以及設(shè)置在所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層之上的iSCSI驅(qū)動(dòng)器，提供對(duì)所述文件系統(tǒng)組織的所述虛盤的基于塊的協(xié)議存取。
22.如權(quán)利要求21所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧還包括虛擬接口層，它為所述文件系統(tǒng)協(xié)議層的文件存取協(xié)議提供直接存取傳輸能力。
23.如權(quán)利要求21所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧還包括光纖信道(FC)驅(qū)動(dòng)器，它適合接收和發(fā)送存取所述文件系統(tǒng)組織的所述虛盤的塊存取請(qǐng)求。
24.如權(quán)利要求23所述的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，其特征在于，所述FC和iSCSI驅(qū)動(dòng)器提供對(duì)所述虛盤的FC特定的和iSCSI特定的存取控制，以及還管理當(dāng)存取所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備上的虛盤時(shí)對(duì)iSCSI和FCP的虛盤導(dǎo)出。
25.一種用于以綜合方式為網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署對(duì)多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息的文件和塊協(xié)議存取的方法，所述方法包括以下步驟采用(i)將所述設(shè)備連接到第一網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)適配器以及(ii)允許所述設(shè)備響應(yīng)NAS客戶機(jī)發(fā)出的基于文件的請(qǐng)求而存取作為文件存儲(chǔ)的信息的文件系統(tǒng)能力，提供NAS服務(wù)；以及采用(i)將所述設(shè)備耦合到第二網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)適配器以及(ii)允許所述設(shè)備響應(yīng)SAN客戶機(jī)發(fā)出的基于塊的請(qǐng)求而存取作為虛擬盤(虛盤)存儲(chǔ)的信息的卷管理能力，提供SAN服務(wù)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于還包括以下步驟提供所述多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)的文件和虛盤的基于名稱的管理，從而為基于文件和基于塊的存儲(chǔ)提供一致的命名方案；以及提供所述存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的命名文件和虛盤的分級(jí)結(jié)構(gòu)。
27.一種用于以綜合方式為網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署對(duì)多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的存儲(chǔ)對(duì)象的文件和塊協(xié)議存取的方法，所述方法包括以下步驟將所述存儲(chǔ)裝置組織為表示全局存儲(chǔ)空間的一個(gè)或多個(gè)卷；允許SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象在所述全局存儲(chǔ)空間中共存；在所述存儲(chǔ)設(shè)備的多協(xié)議引擎上接收存取所述SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象的基于塊和基于文件的請(qǐng)求；以及響應(yīng)基于塊和基于文件的請(qǐng)求而存取并返回所述SAN和NAS存儲(chǔ)對(duì)象。
全文摘要
一種多協(xié)議存儲(chǔ)設(shè)備用于以綜合方式為網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)器(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)部署對(duì)存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)的信息的文件和塊協(xié)議存取。該設(shè)備的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)(320)，它與新穎的虛擬化模塊配合以提供將裝置提供的存儲(chǔ)空間“虛擬化”的虛擬化系統(tǒng)(300)。該文件系統(tǒng)提供卷管理能力，用于對(duì)裝置上存儲(chǔ)的信息的基于塊的存取。虛擬化系統(tǒng)(300)允許文件系統(tǒng)在邏輯上將信息組織為命名文件(324)、目錄(326)和虛擬盤存儲(chǔ)對(duì)象(322，328)，從而通過允許對(duì)文件和目錄的基于文件的存取、同時(shí)還允許對(duì)虛盤的基于塊的存取，對(duì)存儲(chǔ)提供綜合NAS和SAN設(shè)備方法。
文檔編號(hào)G06F12/00GK1688982SQ03823822
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者B·帕沃夫斯基, M·斯里尼瓦桑, H·李, V·拉彥, J·C·皮特曼 申請(qǐng)人:網(wǎng)絡(luò)裝置公司