[發明專利]一種基于PCIe的多接口存儲設備

有效

• 申請號: 201910363729.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110175092B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉海鑾;樊凌雁
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F11/20
• 分類號: G06F11/20;G06F13/20;G06F13/42
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

本發明公開了一種基于PCIe的多接口存儲設備,至少設置N個PCIe設備接口、N個PCIe設備控制器、主控單元、電源管理模塊和存儲模塊，其中，至少一個PCIe設備控制器為主PCIe設備控制器，與多個PCIe設備接口相連接，其通道帶寬為與其相連接的多個PCIe設備接口數據通道之和，所述多個PCIe設備接口的通道連接模式可通過硬件或固件進行配置為第一連接模式或第二連接模式；第一連接模式，即多個PCIe設備接口分別與多個PCIe設備控制器相連，使存儲設備可連接多臺主機；第二連接模式，即多個PCIe設備接口僅與主PCIe設備控制器相連，提升數據傳輸帶寬。

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，尤其涉及一種基于PCIe的多接口存儲設備。

背景技術

隨著大數據時代的爆炸式發展，數據已成為各行各業至關重要的資產。為了提升數據存儲的穩定性和安全性，保證業務連續性，系統廠商紛紛推出了各種容災方案。其中雙活存儲架構，采用設備全冗余架構部署，通過多主機和多數據中心，同時承擔相同業務，來提升數據中心的整體服務能力和資源利用率。對系統穩定性有絕對要求的方案，系統廠商通常采用多接口控制器存儲設備，來實現多主機冗余架構的存儲功能，該存儲設備可以被多個主機訪問，所以在某個服務器主機宕機時，可以自動切換到設備連接的另一臺服務器主機上繼續執行業務，以保障業務連續性。

現有技術中，多接口控制器存儲設備比較通用的是PCIe接口或SAS接口，而PCIe設備由于其帶寬優勢，在系統級應用上受到更多的關注?，F有技術的PCIe多控存儲設備，為實現多主機冗余的存儲架構，設計多個PCIe接口控制器，用于連接多主機，同時遵循接口帶寬平衡的規則，架構中多個PCIe Device Core所支持的協議規范和通道數量一致。參見圖1，以PCIe雙控存儲設備舉例，設備架構中包含2個PCIe Device core，分別支持PCIe Gen3.0協議和x2鏈路寬度，其帶寬可以達到2GB/s。兩個PCIe Device core分別可以連接2個帶寬匹配的PCIe主機，從而實現雙主機冗余的存儲架構。

然而，現有技術上述技術方案中，PCIe總線受鏈路和協議限制，x4的鏈路寬度不能直接分解為2個x2的鏈路寬度，2個x2的鏈路寬度也不能直接合并為x4的鏈路寬度。當雙控制器存儲設備應用于單主機系統時，只能達到單控制器核心的帶寬，導致PCIe接口控制器資源浪費。

故，針對現有技術的缺陷，實有必要提出一種技術方案以解決現有技術存在的技術問題。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種基于PCIe的多接口存儲設備，在PCIe接口主機帶寬支持的情況下，能夠合理利用PCIe通道資源，切換存儲設備帶寬為最大帶寬，提升設備性能。

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明的技術方案如下：

一種基于PCIe的多接口存儲設備，至少設置N個PCIe設備接口、N個PCIe設備控制器、主控單元、電源管理模塊和存儲模塊，

所述電源管理模塊用于為該存儲設備各個模塊提供供電；

每個PCIe設備控制器均與所述存儲模塊相連接，可同時對所述存儲模塊進行數據讀寫操作；

每個PCIe設備接口支持若干數據通道，并與其相應的PCIe設備控制器相連接以支持與N個主機同時建立數據鏈路；其中，至少一個PCIe設備控制器為主PCIe設備控制器，與多個PCIe設備接口相連接，其通道帶寬為與其相連接的多個PCIe設備接口數據通道之和，所述多個PCIe設備接口的通道連接模式可配置；

所述主控單元與N個PCIe設備接口和N個PCIe設備控制器相連接，當相應PCIe設備接口沒有主機接入時，發送指令重新配置該PCIe設備接口的連接通道使其與主PCIe設備控制器相連接，以及控制所述主PCIe設備控制器重新配置鏈路通道信息以提升數據帶寬。