[發明專利]基于SCSI驅動層的故障注入工具

無效

• 申請號: 201110204371.8
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102270173A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 左德承;錢軍;張展;薛利興;羅丹彥;苗百利;周海鷹;劉宏偉;董劍;祁鑫;溫東新;楊孝宗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及故障注入技術。

背景技術

隨著對存儲系統容量的要求不斷增大，海量存儲系統已成為趨勢。對海量存儲系統各部分的評測便尤為重要，然而傳統的測試程序忽略了可用性等領域，而故障注入技術又是可用性評測最為典型的方法，所以對其進行研究，提高評測質量，進而保證海量存儲的質量是極其必要的。

在Linux操作系統下，基本上所有的存儲設備都會以塊設備的形式出現在/dev目錄下供使用，而塊設備在驅動層都會是一個注冊在SCSI協議下的SCSI設備，因此存儲設備不論是使用什么協議，在Linux下進行驅動注冊時都會通過協議轉換將本來的協議(如光纖)虛擬為SCSI協議，將設備虛擬為SCSI設備。

SCSI(Small?Computer?System?Interface)是一種高性能計算外部設備接口，它的主要功能是用于連接外設設備，在主機和存儲設備之間傳輸命令、狀態和塊數據，以提高系統性能或增加新的功能。

發明內容

本發明提供了一種用于檢測海量存儲器質量的、針對海量存儲器的故障注入工具：基于SCSI驅動層的故障注入工具。

本發明所述的基于SCSI驅動層的故障注入工具包括故障注入命令傳入接口、多路徑設備匹配查看接口和內核模塊，其中，

故障注入命令傳入接口：用于提供外部故障配置文件輸入接口，并根據輸入的故障配置文件生成故障注入命令Scsi_Fault_Cmnd，并且將所述故障注入命令Scsi_Fault_Cmnd送入內核；

內核模塊：在內核態運行，用于根據接收的故障注入命令，截獲并改寫SCSI命令的queuecommand函數以實現故障注入；還用于在故障加載過程中，將設備注冊信息打印到內核日志中，還用于在注入故障之后，將故障信息打印到內核日志中；

多路徑設備號匹配查看接口：用于通過查看內核日志與多路徑配置信息，對設備進行比對，獲得多路徑設備各路徑在工具中對應的注冊號ID。

所述故障配置文件的格式為：命令類型$設備ID$故障類型$瞬時/永久故障(0/1)$瞬時故障持續時間$故障扇區起始位置$故障扇區終止位置$讀寫故障標識$，當某個信息不被使用時，采用空格填充。

將所述故障注入命令Scsi_Fault_Cmnd送入內核，是通過將故障注入命令Scsi_Fault_Cmnd寫入/proc文件scsi_ctrl_gen的方式送入內核模塊。

所述內核模塊以動態加載模塊的方式，作為內核的一部分，模擬注入磁盤永久故障、瞬時故障，具體過程為為：

用戶將通過Linux系統的/proc文件系統將故障信息(Fault_Info)傳入內核，工具接收到數據后，會將故障類型、故障間隔時間、故障起止扇區等信息寫入到相應設備的故障信息結構(Dev_Fault_Info)中；新改寫的queuecommand()函數將在每個SCSI?Command執行前比對其執行設備的故障信息，以判斷該命令是否與故障注入信息匹配，即該命令執行時是否應該“發生”錯誤，如果匹配將按既定方案改寫命令和返回結果，則完成故障注入；

另外，內核模塊在加載時，會在內核日志中打印出各SCSI設備在工具中的注冊ID；這樣主要為了方便多路徑設備號匹配查看接口查詢。用戶也可以通過日志文件手動查詢。

所述故障信息結構(Dev_Fault_Info)是用以保存設備的故障信息的數據結構，每個設備對應一個故障信息結構(Dev_Fault_Info)。

所述改寫命令根據命令類型分為兩類：一種是有錯誤返回信息的模擬過程中的命令改寫，另一種是無錯誤返回信息的模擬過程中的命令改寫，其中，有錯誤返回信息的模擬過程中的命令改寫方法為：

SCSI上層發送請求命令REQUEST給SCSI中間層，該SCSI中層根據請求命令尋找目標設備的控制命令Command，然后將該控制命令Command的數據長度修改為0獲得修改后的控制命令Command，然后發送修改后的控制命令Command給SCSI底層，該SCSI底層返回執行該命令的執行結果給SCSI中間層，在SCSI中間層將該執行結果更改為錯誤的執行結果，并根據該更改后的錯誤的執行結果獲得錯誤信息發送給SCSI層。

無錯誤返回信息的模擬過程中的命令改寫方法為：