可用性裝置、具有可用性裝置的儲存局域網(wǎng)絡(luò)及其操作方法
【專利說明】可用性裝置、具有可用性裝置的儲存局域網(wǎng)絡(luò)及其操作方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請案要求享有于2014年I月3日提出的編號為61/923，472的美國臨時申請案的權(quán)益，通過引用，其內(nèi)容被視為在此進行加入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明通常涉及為業(yè)務(wù)連續(xù)性，對數(shù)據(jù)儲存基礎(chǔ)設(shè)施的可訪問性和可用性的改善。更具體地說，本發(fā)明涉及一種可用性裝置，存儲局域網(wǎng)絡(luò)(SAN)的系統(tǒng)的可用性設(shè)備和它們的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0004]大部分的儲存局域網(wǎng)絡(luò)(SAN)系統(tǒng)屬于提供訪問整合區(qū)塊級的數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)類型。SAN系統(tǒng)主要用于提高與儲存設(shè)備協(xié)作的服務(wù)器對儲存設(shè)備(例如:磁盤陣列，磁帶庫和光學(xué)紀錄庫(optical jukebox))中的數(shù)據(jù)的可訪問性(accessibility)和可用性(availability)，使得在企業(yè)環(huán)境下，對于服務(wù)器或服務(wù)器中的操作系統(tǒng)來說，儲存設(shè)備看起來像是本地端連接的裝置。因此，SAN系統(tǒng)通常具有它自己的儲存裝置網(wǎng)絡(luò)，該儲存裝置網(wǎng)絡(luò)對于其它裝置來說是無法透過局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)訪問的。在二十一世紀初，SAN系統(tǒng)的成本與復(fù)雜性下降允許了大型企業(yè)到小型事業(yè)更廣泛地采用SAN系統(tǒng)。
[0005]一個基礎(chǔ)的SAN系統(tǒng)包含了三種主要的部件:SAN交換器、復(fù)數(shù)個儲存裝置和至少一個服務(wù)器。具有光纖信道(FC)技術(shù)的高速纜線則用于連接不同的部件。在大多數(shù)真實世界中的設(shè)置，SAN系統(tǒng)則包含了多個不同的交換器、儲存裝置和服務(wù)器，而且還可能會包含路由器、橋接器和網(wǎng)關(guān)器以擴展該SAN系統(tǒng)的規(guī)模。因此，一個SAN系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)取決于它的大小和目的，而且該SAN系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性會隨著時間而演進。
[0006]由于SAN系統(tǒng)卓越的儲存容量，儲存虛擬化技術(shù)經(jīng)常被SAN采用。儲存虛擬化技術(shù)讓SAN系統(tǒng)中全部的儲存裝置可以分享儲存容量，而且它改善了 SAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流動性與可用性。然而，儲存虛擬化技術(shù)并不能讓SAN系統(tǒng)在部件劣化或可能由維修保養(yǎng)所導(dǎo)致的部件暫停的情況下還「保持正常運作」。
[0007]服務(wù)器虛擬化技術(shù)可由復(fù)數(shù)個服務(wù)器分享整合的計算能力，而且改善整合的計算能力的可用性。對形形色色的業(yè)務(wù)狀況，基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)的卓越計算能力非常適合配備有儲存虛擬化技術(shù)的SAN系統(tǒng)來建造一個有效率的工作系統(tǒng)。
[0008]對于仰賴信息科技而持續(xù)營運的企業(yè)，數(shù)據(jù)的可訪問性與可用性是最重要的。然而，不能由SAN系統(tǒng)不能因系統(tǒng)中暫停任意既有的部件卻不干擾業(yè)務(wù)服務(wù)在營運時段內(nèi)的正常操作。對于儲存系統(tǒng)來說，鮮少有像系統(tǒng)中斷這樣具破壞力的風(fēng)險，但是，儲存系統(tǒng)確實會離線，當一個儲存部件失效、當一個關(guān)鍵節(jié)點停止運行、或是當儲存系統(tǒng)必須被改變的時候。這些全部的因素對業(yè)務(wù)運作的連續(xù)性造成了威脅。
[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，發(fā)明揭露了一種可用性裝置、一種具有可用性裝置的SAN系統(tǒng)與其操作方法。本發(fā)明中的特殊設(shè)計不僅解決了前述的問題，而且也易于實施，因此，本發(fā)明確實具有產(chǎn)業(yè)利用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明揭露了一種可用性裝置，該可用性裝置相伴于位在服務(wù)器和儲存裝置間的一條數(shù)據(jù)路徑上的一個SAN交換器，當該SAN系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)或任何部件的服務(wù)狀態(tài)改變時和根據(jù)欲提供的服務(wù)的需求，該可用性裝置借著傳遞某些指令可以提供數(shù)據(jù)服務(wù)。更重要的是，該可用性裝置本身可根據(jù)所提供的服務(wù)的需求發(fā)起額外的指令。此外，本發(fā)明所揭露的可用性裝置的是一個專用且特制的SAN系統(tǒng)部件，可以使任何SAN系統(tǒng)部件在營運時段期間，為了計劃或非計劃維修對所提供的服務(wù)進行離線和/或其后的重新上線而不中斷正在進行的服務(wù)。藉由消除因維護或突發(fā)事件導(dǎo)致的SAN系統(tǒng)組件的任何服務(wù)中斷，本發(fā)明解決了「在營運時段進行SAN系統(tǒng)維修服務(wù)」的新興需要，如下所示，根據(jù)這一概念，申請人揭露了本發(fā)明的內(nèi)容。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種基于FC的可用性裝置被采用以構(gòu)筑該SAN系統(tǒng)，使其具有更佳的數(shù)據(jù)可訪問性和可用性。同時，F(xiàn)C也被用來當作在SAN系統(tǒng)的各種部件之間的傳輸介質(zhì)。
[0012]本發(fā)明所揭露的SAN系統(tǒng)包括經(jīng)由多個SAN交換器所耦接的多個服務(wù)器與多個儲存裝置，其中一可用性裝置連接到該多個SAN交換器，以使得該可用性裝置可以與該多個SAN交換器進行通信來管理該多個服務(wù)器與該多個儲存裝置之間的各種路由。通過這樣的管理，該多個服務(wù)器與該多個儲存裝置的可訪問性和可用性得以被實現(xiàn)?？捎眯匝b置包括多個特殊用途的裝置，被稱為「可用性引擎」，可用性引擎聚集在一起形成叢集來管理安裝在SAN系統(tǒng)上的儲存裝置。
[0013]每一個可用性引擎連接到兩個或多個該SAN交換器以管理和控制每一個服務(wù)器和儲存裝置之間獨立的數(shù)據(jù)路徑的路由。在該SAN系統(tǒng)中，可用性裝置同步地復(fù)制保存在邏輯單元(LU)上儲存裝置中的數(shù)據(jù)到不同的LU上不同的儲存裝置，其中原始數(shù)據(jù)和被復(fù)制的數(shù)據(jù)是相同一致的?？捎眯砸鎸B接到SAN系統(tǒng)的服務(wù)器以一個單一的數(shù)據(jù)組的方式呈現(xiàn)至少一對復(fù)制的數(shù)據(jù)組。
[0014]當由于進行常規(guī)維修或任何非預(yù)期的部件劣化，該SAN系統(tǒng)中的一個部件被離線，可用性裝置引導(dǎo)SAN交換器重新路由該多個服務(wù)器與該多個儲存裝置之間的獨立數(shù)據(jù)路徑，以使得該多個服務(wù)器可以訪問原始的或復(fù)制的數(shù)據(jù)組，所以達成了數(shù)據(jù)的可訪問性。在離線的部件是一個儲存裝置或是一個LU的狀況下，可用性裝置控制SAN交換器重新路由獨立數(shù)據(jù)路徑，讓該多個服務(wù)器訪問復(fù)制的數(shù)據(jù)組。
[0015]當一個儲存裝置或一個LU離線，保存在其中的數(shù)據(jù)組也跟著離線。當SAN系統(tǒng)繼續(xù)工作，服務(wù)器也不斷對復(fù)制的數(shù)據(jù)組讀取和寫入。對復(fù)制的數(shù)據(jù)組寫入新數(shù)據(jù)導(dǎo)致原始和復(fù)制的數(shù)據(jù)組之間的差異?？捎眯匝b置持續(xù)追蹤和復(fù)制該差異，因此當離線裝置重新聯(lián)機，可用性裝置根據(jù)被復(fù)制的當前差異把重新聯(lián)機的裝置與改變的復(fù)制數(shù)據(jù)組同步。在同步之后，可用性裝置再次重新路由獨立的數(shù)據(jù)路徑使得在SAN系統(tǒng)的工作量平衡被恢復(fù)。
[0016]此外，每個可用性引擎被配置以驗證該SAN系統(tǒng)在采取任何維護動作前是處于功能完備的狀態(tài)。每個可用性引擎還被配置以驗證離線部件在被重新聯(lián)機之前該離線部件是處于適當狀態(tài)的。
[0017]為了避免造成對SAN系統(tǒng)操作的任何干擾，由于部件離線或重新聯(lián)機導(dǎo)致的數(shù)據(jù)路徑重新路由所需時間應(yīng)該被限制在15秒內(nèi)。因為服務(wù)器指令的逾時值通常是設(shè)定為30秒左右，優(yōu)選地，本發(fā)明可以建置一個SAN環(huán)境，對于一個在本領(lǐng)域中具有普通技術(shù)的信息技術(shù)管理員可以，以有序的和完全不干擾SAN系統(tǒng)操作的方式，取出任何部件出來進行維修，并把它重新聯(lián)機。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種SAN系統(tǒng)，一種包含復(fù)數(shù)個部件的儲存局域網(wǎng)絡(luò)(SAN)系統(tǒng)，該復(fù)數(shù)個部件包括:至少一服務(wù)器；至少兩個儲存裝置各自含有一專有的組態(tài)信息且各自含有一數(shù)據(jù)信息；至少兩個交換器連接到該至少一服務(wù)器和該至少兩個儲存裝置以形成從該至少一服務(wù)器通過該至少兩個交換器到該至少兩個儲存裝置的復(fù)數(shù)個數(shù)據(jù)路徑；以及一可用性裝置，包含兩個可用性引擎，其中每一該可用性引擎皆與該至少兩個交換器連接，且每一該可用性引擎皆被配置以檢測該至少兩個儲存裝置的復(fù)數(shù)個健全狀況，且根據(jù)該復(fù)數(shù)個健全狀況控制該至少兩個交換器而讓該至少一服務(wù)器通過該復(fù)數(shù)個數(shù)據(jù)路徑的其中至少之一訪問該至少兩個儲存裝置的其中至少之一。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于操作前述第二方面SAN系統(tǒng)的一種方法，一種用于操作如申請專利范圍第I項所述的SAN系統(tǒng)以對該復(fù)數(shù)個部件其中之一進行離線的方法，該方法包括:判斷決定該至少兩個儲存裝置的其中之一是否需要被進行離線并指派該需要進行離線的儲存裝置為一第一儲存裝置；檢測該第一儲存裝置的一健全狀況；檢測該兩個可用性引擎的復(fù)數(shù)個健全狀況；檢測該至少兩個交換器的復(fù)數(shù)個健全狀況；檢測該至少兩個可用性引擎和該第一儲存裝置間復(fù)數(shù)個連結(jié)的復(fù)數(shù)個健全狀況；檢測該至少兩個可用性引擎和該至少一服務(wù)器間復(fù)數(shù)個連結(jié)的復(fù)數(shù)個健全狀況；讀取該第一儲存裝置包含的該專有的組態(tài)信息。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于操作前述第二方面SAN系統(tǒng)的一種方法，一種用于操作如申請專利范圍第I項所述的SAN系統(tǒng)以對該復(fù)數(shù)個部件其中之一重新上線的方法，該方法包括:檢測該SAN系統(tǒng)的一拓撲結(jié)構(gòu)變更；對該SAN系統(tǒng)所有的部件發(fā)送一通知；在任一該兩個可用性引擎中紀錄該通知；以及決定導(dǎo)致該拓撲結(jié)構(gòu)變更的一通訊端口。
[0021]在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)可理解
【發(fā)明內(nèi)容】
中的「引擎」是一種偏向軟件角度的術(shù)語，可用性引擎在本發(fā)明中亦可以替換為「可用性單元」來做為硬件觀點的命名。在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員也可透過以下的詳細說明和圖式更清楚地了解關(guān)于本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示一個具有可用性裝置的SAN系統(tǒng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)。
[0023]圖2顯示出本發(fā)明中，當可用性引擎測試經(jīng)過一個FC交換器到一個儲存裝置間具有輸入/輸出(I/O)的獨立數(shù)據(jù)路徑的一個實施例。
[0024]圖3顯示出本發(fā)明中，當可用性引擎測試從服務(wù)器端經(jīng)由一個FC交換器、另外的可用性引擎、另一個FC交換器到儲存裝置間具有I/O的獨立數(shù)據(jù)路徑的另一個實施例。
【具體實施方式】
[0025]參照以下實施例，本發(fā)明將可更具體地被描述，但需要注意的是，以下描述中的本發(fā)明的優(yōu)選實施例是用來描述及呈現(xiàn)本發(fā)明的意旨，