[發(fā)明專利]在存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)中執(zhí)行為單處理器環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器固件的多處理

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680053816.8
• 申請(qǐng)日: 2016-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN108027747A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·班納吉;M·杰思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NETAPP股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;姚杰

提供了用于在多處理器存儲(chǔ)陣列中共享主機(jī)資源的系統(tǒng)、設(shè)備和方法，所述多處理器存儲(chǔ)陣列運(yùn)行為單處理器環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器固件。在一些方面，一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)可以由存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)中的虛擬機(jī)管理器或管理程序初始化。一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)中的每一個(gè)實(shí)現(xiàn)為單處理器環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器固件的實(shí)例。虛擬機(jī)管理器或管理程序可以將存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)內(nèi)的處理設(shè)備指派給一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)中的每一個(gè)。虛擬機(jī)管理器或管理程序也可以將虛擬功能指派給虛擬機(jī)中的每一個(gè)。虛擬機(jī)可以通過向各自的虛擬功能寫和從各自的虛擬功能讀來并發(fā)訪問一個(gè)或多個(gè)I/O設(shè)備，諸如物理存儲(chǔ)設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于共享具有為單處理器環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器固件的多處理器存儲(chǔ)陣列中的主機(jī)資源的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

商業(yè)實(shí)體和消費(fèi)者正在存儲(chǔ)數(shù)量不斷增加的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如，許多商業(yè)實(shí)體例如通過在Web服務(wù)器、文件服務(wù)器和其他數(shù)據(jù)庫上托管大量數(shù)據(jù)而在將其業(yè)務(wù)記錄和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化的過程中。促進(jìn)大量數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的高效且成本有效存儲(chǔ)的技術(shù)和機(jī)制在存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)中正被實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)可以包括并連接到多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，例如物理硬盤驅(qū)動(dòng)器、后端控制器上的聯(lián)網(wǎng)磁盤驅(qū)動(dòng)器以及其他介質(zhì)。一個(gè)或多個(gè)客戶端設(shè)備可以連接到存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)以訪問存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊并且跨連接到存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備被維護(hù)。

用于存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)的控制器固件代碼(也稱為操作系統(tǒng))通常被設(shè)計(jì)為在單處理器環(huán)境中作為單線程操作系統(tǒng)來操作。具有單線程操作系統(tǒng)的單處理器存儲(chǔ)控制器的硬件-軟件體系架構(gòu)可以圍繞非搶占模型而被構(gòu)建，其中由單線程固件代碼啟動(dòng)的任務(wù)(例如，用于訪問連接的存儲(chǔ)設(shè)備的特定存儲(chǔ)資源)通常不能自然地被調(diào)度出CPU。非搶占模型也可以被稱為自愿搶占。在自愿搶占/非搶占模型中，存儲(chǔ)陣列控制器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不受并發(fā)訪問保護(hù)。對(duì)于具有單線程固件的存儲(chǔ)控制器，缺乏并發(fā)訪問保護(hù)通常不是問題，因?yàn)閷?duì)存儲(chǔ)資源的訪問可以由單線程操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。在具有單線程操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)控制器中CPU核上的中斷在運(yùn)行代碼的關(guān)鍵部分時(shí)被禁用，從而保護(hù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沖突訪問。然而，為了在多處理器存儲(chǔ)控制器上運(yùn)行操作系統(tǒng)，需要重新設(shè)計(jì)單線程操作系統(tǒng)，使其具有多處理器的能力，以避免允許對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沖突訪問。多處理器存儲(chǔ)控制器可以包括單個(gè)多核處理器和多個(gè)單核處理器。運(yùn)行單線程操作系統(tǒng)的多處理器存儲(chǔ)陣列目前在當(dāng)前架構(gòu)中不可用，因?yàn)樵谧栽笓屨技軜?gòu)中，在不同處理器或不同處理核上運(yùn)行的兩個(gè)任務(wù)可以同時(shí)訪問相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且這會(huì)導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的沖突訪問。將存儲(chǔ)操作系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)為具備多處理器能力將需要進(jìn)行重大的軟件架構(gòu)改革。因此，希望有一種新的方法和系統(tǒng)，其可以利用為單處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)控制器固件，包括單處理器操作系統(tǒng)，并且可以被縮放以在具有多個(gè)處理核的存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)上操作。

發(fā)明內(nèi)容

描述了用于在多處理器存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)中共享主機(jī)資源的系統(tǒng)和方法，其中存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)執(zhí)行為單處理器環(huán)境設(shè)計(jì)的控制器固件。存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)中的多處理可以通過在相應(yīng)的虛擬機(jī)中執(zhí)行單線程控制器固件的多個(gè)實(shí)例來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)虛擬機(jī)被指派給存儲(chǔ)陣列系統(tǒng)內(nèi)的物理處理設(shè)備。