[發明專利]在存儲區域網絡保持通信路徑暢通的方法和存儲區域網絡

無效

• 申請號: 201010192361.2
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN102263807A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 楊戍;陳雷;虞東海
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;李崢宇

技術領域

本發明一般涉及數據存儲網絡技術，更具體地，涉及一種用于在存儲區域網絡保持通信路徑暢通的方法和存儲區域網絡。

背景技術

存儲區域網絡(SAN)是一種高速通信網絡或子網絡，旨在提供服務器與存儲系統之間的數據傳輸。作為配置網絡化存儲的一種解決方案，SAN通過專用的光纖交換機建立起與服務器和存儲設備之間的耦接，最簡單的耦接是連接關系。SAN允許存儲設備真正與服務器隔離，使存儲成為可由所有服務器共享的資源。SAN中的存儲設備為一臺或多臺用以存儲計算機數據的磁盤設備，通常指磁盤陣列，也叫做存儲子系統。SAN允許各個存儲子系統無需通過專用的中間服務器即可互相協作。其接口通常有SAS，SATA，SCSI，iSCSI，FICON/ESCON，和光纖通道(Fibre?Channel)。

圖1示意性地示出了SAN的體系結構框圖，根據圖1，多個主機服務器與磁盤陣列通過光纖交換機耦接，光纖通道耦接是為滿足SAN中共享存儲環境所需的高帶寬主干網(中間可能存在中繼網絡等連接器，圖1中未示出)。光纖通道已經成為SAN接口的工業標準。其中，主機總線適配卡(Host?BusAdaptor，HBA卡)是主機服務器內部的I/O通道與存儲系統的I/O通道之間的物理連接設備。最常用的服務器內部I/O通道有PCI系列和Sbus，而HBA卡的作用就是實現數據傳輸從內部通道協議PCI或Sbus到光纖通道協議之間的轉換。主機服務器或者存儲服務器插入HBA卡后，就可以與支持光纖通道的磁盤通過光纖通道交換機耦接了。所有通信都是通過主機服務器HBA卡、光纖交換機和存儲設備上相應的光纖端口來進行的。主機服務器的端口(N端口)與光纖交換機的端口(F端口)之間，光纖交換機的端口(F端口)與存儲設備的端口(N端口)之間，通常都是通過光纖線耦接從而構成物理數據鏈路。但是光纖通道協議標準，允許一個N端口(N_Port)從光纖網絡中獲取多個光纖標識(FC?ID)，從而使得節點與光纖通道交換機之間存在建立多條獨立的邏輯數據鏈路的可能。在SAN中，不同平臺的服務器可以對同一個存儲設備，也可以是多個存儲設備進行訪問。SAN使得存儲設備不再附屬于某個服務器，而是直接連到網絡上，形成存儲區域網絡，從而提高了存儲使用的效率。圖1中存儲子系統的存儲控制器是存儲設備上控制數據傳輸和訪問，其通常分為前端和后端兩個部分。存儲控制器的前端通過一個或多個端口用來與主機、光纖交換機、或其他設備通信，而后端則是負責與其管理的磁盤陣列相互通信。一個存儲子系統可以有一個或多個存儲控制器，以提升性能和可靠性。

圖1所示的每個主機服務器與磁盤陣列之間都是通過單一物理路徑與磁盤陣列耦接，容易出現單點耦接失敗的錯誤。

多路徑解決方案(Multiple?Paths?Input/Output，MPIO)通過使用冗余的組件(適配器、光纖線和交換機等等)在服務器與存儲設備之間創建備用的物理傳輸路徑。如果這些組件中的一個或多個發生故障，導致路徑無法使用，多路徑控制軟件可以借助備用路徑以保證應用程序仍然能夠訪問其數據。

圖2a示出了一個簡化的多路徑解決方案示意圖及其存在的問題，在該解決方案中，主機服務器的HBA卡上端口1和2，分別與光纖交換機上的端口5和6相連，光纖交換機上的端口1和2分別與存儲子系統的HBA1卡上的端口1以及HBA4卡上的端口2相連。假設主機服務器的HBA卡上的端口1是和存儲子系統HBA1卡上的端口1相互通信，主機服務器的HBA卡上的端口2是和存儲子系統HBA4卡上的端口2相互通信(通常，這是通過光纖網絡管理中的分區(zone)實現的)，主機服務器中包含一個廠家提供的MPIO模塊。在主動/被動(Active/Passive)I/O數據傳輸過程中，若主要路徑(Primary?path)a出現了問題，還存在著主機服務器AHBA卡上的端口1到光纖交換機的端口5、端口1以及到存儲子系統HBA1卡上的端口1的物理連路，現有的MPIO還可以實現主機服務器A和存儲子系統之間的通信，從而實現增強的存儲冗余度以及動態的I/O負載平衡。

但是，如果不僅主要路徑a出現了問題，同時路徑b也出現了問題，那么現有的MPIO模塊也沒有辦法去處理這種情形，從而導致主機服務器A與存儲子系統間的通信完全斷掉。