專利名稱：一種支持多傳輸協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，尤其涉及一種支持多傳輸 協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的主流存儲(chǔ)技術(shù)包括存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN)與網(wǎng)絡(luò)附 加存儲(chǔ)(Network Attached Storage NAS), SAN將服務(wù)器和遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備(如磁 盤陣列、磁帶庫(kù))連接起來，使得這些存儲(chǔ)設(shè)備看起來就像是本地一樣。根據(jù)訪問介質(zhì)的不 同，SAN又分為光纖通道SAN (FibreChannel SAN,FC SAN)和網(wǎng)際協(xié)議SAN (IP SAN)兩大類。 和SAN相反，NAS使用基于文件(file-based)的協(xié)議，如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(Net File System, NFS)、服務(wù)器信息塊(Server Message Block, SMB) /通用網(wǎng)際文件系統(tǒng)(CIFS)等，在這里 仍然是遠(yuǎn)程存儲(chǔ)，但計(jì)算機(jī)請(qǐng)求的是抽象文件中的一部分，而不是一個(gè)磁盤塊。所述SAN與NAS之間，或是FC SAN與IP SAN之間，彼此總是涇渭分明，企業(yè)必 須為不同型態(tài)的應(yīng)用分別建設(shè)存儲(chǔ)設(shè)備。在一般應(yīng)用環(huán)境中，像數(shù)據(jù)庫(kù)、企業(yè)資源管理 (Enterprise Resource Planning, ERP)這類型的應(yīng)用程序多半采用以塊(Block)為基礎(chǔ) 的讀寫方式，以執(zhí)行塊存儲(chǔ)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)為主。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)還有一大塊領(lǐng)域是在文 件共享方面的需求，而網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)設(shè)備可以很好的解決異構(gòu)狀態(tài)下的文件共享。早期的SAN多半是以價(jià)格高昂的光纖通道(FC)作為基礎(chǔ)，受限于光纖通道交換器 與主機(jī)總線適配器(Host Bus Adapter，HBA)卡的價(jià)格，只能讓少數(shù)關(guān)鍵應(yīng)用的主機(jī)或服務(wù) 器接上SAN。后來出現(xiàn)了以IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的IP SAN技術(shù)，可在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行區(qū)塊 讀寫，任何服務(wù)器只要裝上以太網(wǎng)絡(luò)卡就能接上IP SAN,因此可將SAN的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到 一般非關(guān)鍵應(yīng)用的服務(wù)器上。但受到IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬限制，IP SAN的效能對(duì)于性能要求較 高的關(guān)鍵應(yīng)用來說相當(dāng)不足，且與FC SAN之間不兼容，對(duì)用戶來說，除非只選擇其中之一， 否則就必須分別購(gòu)買專用設(shè)備。如果用戶在SAN的區(qū)塊讀寫外還有文件共享的需求，雖然 IP SAN與NAS采用的協(xié)議都是以IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，傳輸?shù)慕橘|(zhì)實(shí)體都是以太網(wǎng)絡(luò)，但因讀寫 方式的差異，IP SAN的存儲(chǔ)設(shè)備并不能當(dāng)作NAS使用，反之亦然。對(duì)于一個(gè)中小型企業(yè)用戶來說，可能同時(shí)需要FC SAN、IP SAN和NAS這三種存儲(chǔ) 方式，則必須購(gòu)買多臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備才能滿足需求。如圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中的存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)，客戶同時(shí)具有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器和用戶客戶端，則客戶需要同時(shí) 配置三臺(tái)不同的存儲(chǔ)設(shè)備，其中一個(gè)為FC磁盤陣列，通過光纖通道與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接， 一個(gè)為iSCSI磁盤陣列，與郵件服務(wù)器連接；一個(gè)為網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)設(shè)備，與文件服務(wù)器及用 戶客戶端連接。而購(gòu)置上述設(shè)備對(duì)于中小型企業(yè)來說是一筆不小的開銷，并且增加了空間 要求與耗電量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種支持多傳輸協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備，可以用一臺(tái)設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)SAN存儲(chǔ)和NAS存儲(chǔ)。本發(fā)明實(shí)施例提出的一種支持多傳輸協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備，包括磁盤陣列模塊、連接 模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和輸出接口模塊；所述磁盤陣列模塊包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列；連接模塊用于與磁盤陣列模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別實(shí)現(xiàn)物理連接，并傳輸所述磁 盤陣列模塊所支持的傳輸協(xié)議信號(hào)；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列與磁盤邏輯卷之間的映射， 所述磁盤邏輯卷支持的傳輸協(xié)議包括所述磁盤陣列所不支持的傳輸協(xié)議；輸出接口模塊，包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的接口，用于通過相應(yīng)的接口 對(duì)外輸出協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的傳輸協(xié)議信號(hào)，或者通過接口接收來自外部的傳輸協(xié)議信 號(hào)，并將所述傳輸協(xié)議信號(hào)發(fā)送至協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。所述單一傳輸協(xié)議包括如下任一種協(xié)議或其任意組合光纖通道FC協(xié)議、互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 iSCSI協(xié)議、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 SCSI協(xié)議以及串行小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 SAS協(xié)議。所述連接模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和輸出接口模塊均接入極速外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)總 線。所述存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)一步包括磁盤陣列擴(kuò)展模塊，用于連接新的磁盤陣列，從而實(shí)現(xiàn) 磁盤陣列容量的擴(kuò)展。所述磁盤陣列模塊包括的多個(gè)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列構(gòu)成獨(dú)立冗余磁盤 陣列RAID組合，并在RAID組合上劃分單一通信協(xié)議卷。從以上技術(shù)方案可以看出，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而將支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列 轉(zhuǎn)換成為支持多個(gè)傳輸協(xié)議的磁盤陣列，從而使存儲(chǔ)空間需求不大，但是有需要多種應(yīng)用 的客戶可以在買一臺(tái)磁盤陣列設(shè)備的情況下?lián)碛卸喾N應(yīng)用?；蛘邔?duì)于被淘汰磁盤陣列如 SCSI盤陣通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊就可以支持主流的FC、iSCSI和NAS應(yīng)用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的存儲(chǔ)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提出的存儲(chǔ)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提出的存儲(chǔ)設(shè)備的模塊框圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部連接關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)設(shè)備中包括RAID組合的情況示意圖。
具體實(shí)施例方式由于現(xiàn)有的SAN與NAS，或是IP SAN與FC SAN都是各自獨(dú)立的設(shè)備，必須分別進(jìn) 行設(shè)定與管理工作，業(yè)務(wù)負(fù)擔(dān)較大。另外這種疊加的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)資源的配置也較不靈活。 因此對(duì)用戶來說，最方便的還是可以通過單一設(shè)備實(shí)現(xiàn)同時(shí)支持多種協(xié)議的通用存儲(chǔ)功 能。圖2所示為本發(fā)明提出的存儲(chǔ)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備同時(shí)兼容FC、iSCSI、 NFS/CIFS等傳輸協(xié)議。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。本發(fā)明方案是在傳統(tǒng)磁盤陣列的技術(shù)上，通過增加一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，從而將傳 統(tǒng)的只能支持一種傳輸協(xié)議的磁盤陣列，增加了其他磁盤陣列所不能支持的傳輸協(xié)議，從 而更好的滿足了中小企業(yè)的實(shí)際需求。本發(fā)明的存儲(chǔ)設(shè)備具體的模塊框圖如圖3所示，包 括、磁盤陣列擴(kuò)展模塊301、磁盤陣列模塊302、連接模塊303、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304和輸出接口 模塊305。下面就具體模塊功能進(jìn)行說明磁盤陣列擴(kuò)展模塊301主要用于連接新的磁盤陣列，從而實(shí)現(xiàn)磁盤陣列容量的擴(kuò) 展，可以支持的擴(kuò)展通道包括小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(Small ComputerSystem Interface, SCSI)、互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 (Internet SCSI，iSCSI)、串行小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 (Serial Attached SCSI, SAS)、FC 等；磁盤陣列模塊302為支持某種單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列，也可以是多個(gè)支持單一 傳輸協(xié)議的磁盤陣列的組合。所述傳輸協(xié)議包括但不限于iSCSI協(xié)議、FC協(xié)議、SAS協(xié)議和 SCSI協(xié)議。連接模塊303是磁盤陣列模塊302同協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304直接的物理連接模塊，需 要支持FC、iSCSI、SCSI和SAS信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)磁盤陣列模塊302同協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304 的物理信號(hào)的連接。協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304用于實(shí)現(xiàn)磁盤陣列模塊302中支持某種單一協(xié)議(如FC、 iSCSI、SAS、SCSI)的磁盤陣列與磁盤邏輯卷之間的相互映射。通過協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將所述單一 協(xié)議轉(zhuǎn)換成磁盤陣列所不支持的其他傳輸協(xié)議(包括但不限于FC、iSCSI、SAS、SCSI、NFS、 NAS等)，從而實(shí)現(xiàn)了多傳輸協(xié)議的支持，更好的滿足中小型企業(yè)小而全的應(yīng)用模式。所謂iSCSI，即通過IP網(wǎng)絡(luò)，將SCSI塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)封包的一種傳輸協(xié)議，該協(xié) 議被用于起始anitiator)模塊和目標(biāo)(Target)模塊，通過initiator模塊和target模 塊的通信實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的映射和數(shù)據(jù)的傳輸。所謂FC協(xié)議，即通過光纖網(wǎng)絡(luò)將FC塊數(shù)據(jù)包封 裝并傳輸?shù)膮f(xié)議，其傳輸實(shí)現(xiàn)也包含initiator模塊和target模塊。本文中所描述轉(zhuǎn)換模 塊采用Linux為內(nèi)核的操作系統(tǒng)，Linux內(nèi)核模塊中包含對(duì)iSCSI協(xié)議和FC協(xié)議支持的模 塊，分別為iSCSItarget模塊和FC target模塊，只要在客戶端如服務(wù)器或其他桌面系統(tǒng)中 集成有initiator模塊，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本設(shè)備iSCSI和FC邏輯存儲(chǔ)單元的連接。輸出接口模塊305包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的接口，所述單一傳輸協(xié)議 包括但不限于iSCSI、FC、SAS、SCSI等。用于通過相應(yīng)的接口對(duì)外輸出協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換 后的傳輸協(xié)議信號(hào)，或者通過接口接收來自外部的傳輸協(xié)議信號(hào)，并將所述傳輸協(xié)議信號(hào) 發(fā)送至協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304。傳統(tǒng)磁盤陣列用于主機(jī)映射的通道可以分為FC、iSCSI、SCSI、SAS。本本發(fā)明存儲(chǔ) 設(shè)備的主要作用是將單一傳輸協(xié)議通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)而支持原本所不支持的其他傳輸 協(xié)議，從而使單一協(xié)議磁盤陣列轉(zhuǎn)而支持多傳輸協(xié)議。圖4為本發(fā)明存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部連接關(guān) 系示意圖。磁盤陣列模塊302包括至少一個(gè)獨(dú)立的支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列，所述支持 單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列可以是iSCSI磁盤陣列、FC磁盤陣列、SAS磁盤陣列以及SCSI磁 盤陣列。磁盤陣列模塊302可以包括其中任一個(gè)單一傳輸協(xié)議磁盤陣列，或上述單一傳輸協(xié)議磁盤陣列的任意組合。每個(gè)單一傳輸協(xié)議磁盤陣列用其專用信號(hào)線與連接模塊303實(shí) 現(xiàn)信號(hào)傳輸。連接模塊303、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304、輸出接口模塊305均接入PCI_e總線。PCI_e 又稱PCI-Express，中文是極速外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)(極速PCI)，是取代外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn) (Peripheral Component Interconnect, PCI)總線的第三代 I/O 技術(shù)，也稱為 3GI0。通過 連接模塊303將單一傳輸協(xié)議磁盤陣列所劃分的邏輯磁盤映射到協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304，而在 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304將單一傳輸協(xié)議磁盤陣列映射過來的邏輯磁盤作為一個(gè)物理磁盤單元， 將一個(gè)物理磁盤單元對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯卷。假設(shè)磁盤陣列模塊302包括一個(gè)iSCSI磁盤陣列。主機(jī)A通過輸出接口模塊305 的iSCSI接口訪問存儲(chǔ)設(shè)備，則協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304直接將該訪問信號(hào)通過連接模塊303的 iSCSI信號(hào)線傳遞至iSCSI磁盤陣列。如果主機(jī)B通過輸出接口模塊305的FC接口(SAS 接口、SCSI接口)訪問存儲(chǔ)設(shè)備，則協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304將該訪問信號(hào)轉(zhuǎn)換為iSCSI協(xié)議，再 通過連接模塊303的iSCSI信號(hào)線傳遞至iSCSI磁盤陣列。反之，磁盤陣列模塊302向主 機(jī)發(fā)送的信號(hào)也通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊304轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的傳輸協(xié)議再通過相應(yīng)的接口發(fā)送到 主機(jī)。在物理接口匹配的情況下，關(guān)于協(xié)議的握手、封包和解包的過程需要軟件模塊包括 initiator 禾口 target 來支持。在此基礎(chǔ)上，如果磁盤陣列模塊302包括多個(gè)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列，則 可以進(jìn)一步做獨(dú)立冗余磁盤陣列(Redundant Array of IndependentDisk, RAID)組合，并 在RAID組合上劃分單一通信協(xié)議卷，例如NAS卷、ISCSI卷、FC卷、SAS卷和SCSI卷，然后 通過輸出接口模塊305映射給需要該協(xié)議卷的主機(jī)。通過這樣的轉(zhuǎn)換可以將支持單一傳輸 協(xié)議的磁盤陣列轉(zhuǎn)換為可以支持多個(gè)傳輸協(xié)議卷的存儲(chǔ)系統(tǒng)。包含RAID組合的存儲(chǔ)設(shè)備 的結(jié)構(gòu)如圖5所示。物理磁盤單元1劃分為iSCSI卷、FC卷、NAS卷等多個(gè)邏輯卷，而物理 磁盤單元2-4共同構(gòu)成了 RAID邏輯卷，該RAID邏輯卷在劃分為支持不同協(xié)議的iSCSI卷、 FC 卷、NAS 卷。通過協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而將支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列轉(zhuǎn)換成為支持多個(gè)傳輸協(xié)議 的磁盤陣列，從而使存儲(chǔ)空間需求不大，但是有需要多種應(yīng)用的客戶可以在買一臺(tái)磁盤陣 列設(shè)備的情況下?lián)碛卸喾N應(yīng)用。或者對(duì)于被淘汰磁盤陣列如SCSI盤陣通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊 就可以支持主流的Fe、iSCSI和NAS應(yīng)用。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種支持多傳輸協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，包括磁盤陣列模塊、連接模塊、協(xié)議 轉(zhuǎn)換模塊和輸出接口模塊；所述磁盤陣列模塊包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列；連接模塊用于與磁盤陣列模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別實(shí)現(xiàn)物理連接，并傳輸所述磁盤陣 列模塊所支持的傳輸協(xié)議信號(hào)；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊用于實(shí)現(xiàn)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列與磁盤邏輯卷之間的映射，所述 磁盤邏輯卷支持的傳輸協(xié)議包括所述磁盤陣列所不支持的傳輸協(xié)議；輸出接口模塊，包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的接口，用于通過相應(yīng)的接口對(duì)外 輸出協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的傳輸協(xié)議信號(hào)，或者通過接口接收來自外部的傳輸協(xié)議信號(hào)， 并將所述傳輸協(xié)議信號(hào)發(fā)送至協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述單一傳輸協(xié)議包括如下任一種 協(xié)議或其任意組合光纖通道FC協(xié)議、互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 iSCSI協(xié)議、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 SCSI 協(xié)議以及串行小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 SAS協(xié)議。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述連接模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和輸出 接口模塊均接入極速外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)一步包括磁盤陣列 擴(kuò)展模塊，用于連接新的磁盤陣列，從而實(shí)現(xiàn)磁盤陣列容量的擴(kuò)展。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)設(shè)備，其特征在于，所述磁盤陣列模塊包括的 多個(gè)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列構(gòu)成獨(dú)立冗余磁盤陣列RAID組合，并在RAID組合上劃 分單一通信協(xié)議卷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種支持多傳輸協(xié)議的存儲(chǔ)設(shè)備，包括，包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列的磁盤陣列模塊；用于與磁盤陣列模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別實(shí)現(xiàn)物理連接，并傳輸所述磁盤陣列模塊所支持的傳輸協(xié)議信號(hào)的連接模塊；用于實(shí)現(xiàn)支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列與磁盤邏輯卷之間的映射的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊；包括一個(gè)以上的支持單一傳輸協(xié)議的接口的輸出接口模塊。本發(fā)明方案將支持單一傳輸協(xié)議的磁盤陣列轉(zhuǎn)換成為支持多個(gè)傳輸協(xié)議的磁盤陣列，從而使存儲(chǔ)空間需求不大，但是有需要多種應(yīng)用的客戶可以在買一臺(tái)磁盤陣列的情況下?lián)碛卸喾N應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102065071SQ20091023819
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者盧素然, 周濤, 耿成山 申請(qǐng)人:北京同有飛驥科技股份有限公司