專利名稱：共享儲存之匯流排交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系有關一種應用匯流排交換器以達成多主機共享儲存之技術，特別是一種 共享儲存之匯流排交換器(Shared-Storage busswitch)。
背景技術：
圖1為先前技術中使用儲存交換器10，連接復數(shù)主機12及復數(shù)儲存裝置14，形 成一儲存網(wǎng)路(storage network)，復數(shù)主機12可共享儲存裝置14上之儲存空間。每 一儲存裝置14中均具備有儲存存取介面(storage interface)，透過如光纖通道(Fibre Channel)、乙太網(wǎng)路(Ethernet)或Serial Attached SCSI等纜線以與儲存交換器IO連接。 而每一主機12必須配備主機匯流排適配器(host bus ad即ter， HBA)，透過信號與協(xié)定的 轉換，以橋接主機內之系統(tǒng)匯流排與儲存存取介面。但舉凡主機匯流排適配器、儲存存取介 面纜線及儲存交換器因僅適用儲存設備連接，普及性低，故價格昂貴；且協(xié)定的轉換導致資 料傳輸?shù)男芙档?。因此，有鑒于系統(tǒng)匯流排，如周邊元件連接介面(Peripheral Computer Interface, PCI)、周邊元件連接介面擴充(PCI Extended, PCIx)及周邊元件快速連接介面 (PCI E鄧ress， PCIe)等均為個人電腦與伺服器所廣泛使用，具備高效能、低成本及高普及 性等特色，本發(fā)明即提出一種共享儲存之匯流排交換器，使系統(tǒng)匯流排得以用以建構儲存 網(wǎng)路。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在提供一種共享儲存之匯流排交換器，其系延用主機現(xiàn)有之系 統(tǒng)匯流排，利用復數(shù)非透明橋接裝置橋接復數(shù)主機與匯流排交換裝置，形成一以系統(tǒng)匯流 排為基礎之儲存網(wǎng)路，無需購買昂貴的主機匯流排適配器與儲存交換器，可降低成本。
本發(fā)明的另一 目的在提供一種共享儲存之匯流排交換器，其中非透明橋接裝置可 安裝于匯流排交換器中，或安裝于主機中再與匯流排交換器外接。 本發(fā)明的又一 目的在提供一種共享儲存之匯流排交換器，其中交換器中可設立一 控制器以管理系統(tǒng)匯流排之資源及監(jiān)控系統(tǒng)匯流排上之裝置，如使用系統(tǒng)匯流排連接介面 之磁碟陣列儲存裝置。 為達上述的目的，本發(fā)明提供一種共享儲存之匯流排交換器，其系包括一匯流
排交換裝置，可連接至少一儲存裝置，并透過至少一非透明橋接裝置(Non-Transparent
bridge device)分別連接至少一主機，此非透明橋接裝置可內嵌于交換裝置中或是裝設于
交換裝置外部；以及一嵌入式控制器，連接交換裝置，以管理儲存裝置及各主機。 以下借由具體實施例詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術內容、特點及其
所達成之功效。
圖1為先前技術中匯流排交換器與主機、磁碟陣列儲存裝置連結之示意圖。
圖2為本發(fā)明共享儲存之匯流排交換器之第一實施例示意圖。 圖3至圖5為本發(fā)明共享儲存之匯流排交換器之其它第二實施例示意圖。 圖6為本發(fā)明中匯流排交換器連接至另一交換裝置之示意圖。 圖7為本發(fā)明中匯流排交換器設置一轉換橋接器之示意圖。 圖8為本發(fā)明中匯流排交換器設置一管理介面之示意圖。 圖中 IO交換器 12主機 14磁碟陣列儲存裝置 20匯流排交換器 202交換裝置 204嵌入式控制器 206非透明橋接裝置 208轉換橋接器 209管理介面 22儲存裝置 30交換裝置 32外部裝置
具體實施方式
本發(fā)明提供一種共享儲存之匯流排交換器，如圖2所示之第一實施例，本發(fā)明之 共享儲存之匯流排交換器20中包括一交換裝置202、一嵌入式控制器204及至少一非透明 橋接裝置206 ;嵌入式控制器204及非透明橋接裝置206連接交換裝置202 ;交換裝置202 對外連接至復數(shù)儲存裝置22，并透過非透明橋接裝置206 —對一連接至主機12。
本發(fā)明中之交換裝置202、嵌入式控制器204及儲存裝置22皆使用系統(tǒng)匯流排介 面，如周邊元件連接介面(Peripheral Computer Interface, PCI)、周邊元件連接介面擴充 (PCI Extended,PCIx)及周邊元件快速連接介面(PCI Express,PCIe)等，系統(tǒng)匯流排介面 可為序列或串列之連接介面；嵌入式控制器204系用以管理儲存裝置22及主機12，設定儲 存裝置22之初始化并分配資源給主機12 ;主機12可為個人電腦、可移動式電腦或是伺服 器等具備系統(tǒng)匯流排介面之電腦主機，主機上安裝系統(tǒng)匯流排驅動卡(Redriver Card)將 系統(tǒng)匯流排延伸至主機外，藉此與其他系統(tǒng)匯流排連接；儲存裝置22可為具備系統(tǒng)匯流排 介面之磁碟陣列(Redundant Array of Ind印endentDisks，RAID)控制器、磁帶機、硬碟、光 碟機或半導體儲存裝置。 當一主機12或一儲存裝置22連接到匯流排交換器20或從匯流排交換器20上移 除時，嵌入式控制器204會注意到匯流排連接介面信號之連線狀態(tài)的改變或是外部偵測線 路的通知，并據(jù)此以進行相對應的動作；嵌入式控制器204也會定期檢查連接上之主機12 或儲存裝置22的狀態(tài)，在其無法回應時，進行與移除相關的動作。 主機12或儲存裝置22連接上匯流排交換器20后，為使主機12或儲存裝置22得 以被匯流排上其他裝置所存取，儲存裝置22或主機12所連接之非透明橋接裝置206必須被分配輸出入(I/O)及記憶體資源。嵌入式控制器204可依據(jù)主機12或儲存裝置22是否 連接，以及目前資源使用狀況以動態(tài)配置資源給新連接上之儲存裝置22或新連接上之主 機12所連接的非透明橋接裝置206，并在其移除時，回收資源。嵌入式控制器204亦可依據(jù) 匯流排交換器20連接埠的數(shù)目與可能連接之主機12與儲存裝置22的數(shù)目，預先配置資源 給所有的儲存裝置22與非透明橋接裝置206。因此，當主機12或儲存裝置22被新增或移 除時，資源可以被動態(tài)的分配或釋放掉，或是每一裝置之資源采靜態(tài)管理，預先分配資源。
主機12也必須動態(tài)偵測是否接上匯流排交換器20與持續(xù)監(jiān)控連線狀況。在連接 匯流排交換器20后，主機12也必須配置輸出入(I/O)及記憶體資源給主機12所連接之非 透明橋接裝置206，如此主機12方可透過非透明橋接裝置206存取與交換裝置202連接之 各匯流排裝置，包括其他的主機12所連接的非透明橋接裝置206、儲存裝置22與嵌入式控 制器204。 為使得所有連接上匯流排交換器20之主機12均能了解目前所有可用之儲存裝置 22，嵌入式控制器204會通知主機12關于新增或移除之儲存裝置22，主機12得以重新配置 其內部之儲存設定，并通知使用者。 非透明橋接裝置206在連接的主機12與嵌入式控制器204的資源設定完成后，便
可以進行雙向資料傳輸，再設定其位址轉換表，即可達成兩端匯流排的橋接功能。 主機12得以透過非透明橋接裝置206控制儲存裝置22與讀寫其上的資料，而儲
存裝置22也得以透過非透明橋接裝置206讀寫主機12之系統(tǒng)記憶體(圖中未示)。透過
訊息的交換，主機12與儲存裝置22得以進行各種管理控制與資料的傳輸。 本發(fā)明中非透明橋接裝置206之位置除內建于匯流排交換器20中，亦可如圖3所
示，于每一主機12各安裝一非透明橋接裝置206，而匯流排交換器20中僅包括一交換裝置
202及一嵌入式控制器204 ;或是如圖4所示，非透明橋接裝置206獨立于主機12及匯流排
交換器20之外單獨存在，但每一主機12仍需分別連接一非透明橋接裝置206。此兩實施例
中，安裝之位置不影響主機12與儲存裝置22間之做動，因此主機12與儲存裝置22間之做
動與前述相同。 嵌入式控制器204在匯流排交換器20中，更可負責儲存裝置存取的安全控管，使 得主機與儲存裝置間形成多個虛擬的安全區(qū)域(security zones)，主機僅能存取其所屬的 安全區(qū)域內的儲存裝置，且無法偵測到區(qū)域外的儲存裝置。安全區(qū)域的可以是設定主機與 儲存裝置的映射(mapping)，亦可是設定匯流排交換器20之連接埠間的存取關系。
匯流排交換器20更可支援跨儲存設備之資料復制功能，當主機12下一復制指令 予嵌入式控制器204，要將一儲存裝置22中特定范圍之內容復制到另一儲存裝置22中特定 范圍時，嵌入式控制器204會代表主機12去控制兩儲存裝置，執(zhí)行資料的復制，后續(xù)之資料 傳輸動作不再需要主機12參與，直接在匯流排交換器20中完成，并于完成后由嵌入式控制 器204通知主機12。 本發(fā)明之匯流排交換器20亦可如圖5所示，其中并無嵌入式控制器，而由連接交 換裝置202上之主機12來取代，成為匯流排交換器之外部控制器。擔任外部控制器之主機， 其連接之非透明橋接裝置206之非透明橋接功能必須關閉，主機方能直接控制所有連接交 換裝置202上之非透明橋接裝置206與儲存裝置22。當擔任外部控制器之主機移除或故障 時，可由另一臺主機取代。為使取代可以順利，一主機擔任主要外部控制器，而另一主機擔任備援的次要外部控制器，兩外部控制器的必須同步各種匯流排交換器之設定與狀態(tài)。選 取主機擔任外部控制器的方式，可以由主機連接到匯流排交換器20連接埠的順序決定。
本發(fā)明中，匯流排交換器更可與另一交換裝置連接，如圖6所示，交換裝置30連接 到匯流排交換器20中之交換裝置202 ;該交換裝置30亦可為圖5中所示、無嵌入式控制器 之匯流排交換器20 ;交換裝置30更可為圖2及圖3中之匯流排交換器20，此時，由于有二 嵌入式控制器，因此需協(xié)調兩者各別負責之動作。 在本發(fā)明中，匯流排交換器20更可如圖7所示包括一轉換橋接器208，用以讓系統(tǒng) 匯流排介面連接至光纖通道或乙太網(wǎng)路，使匯流排交換器20可與其他介面之交換器連接。
請參考圖8，本發(fā)明之匯流排交換器20中更可包括一管理介面209，其可透過乙太 網(wǎng)路或RS232與一外部裝置32連接，因此使用者從RS232或乙太網(wǎng)路透過管理介面209連 接至嵌入式控制器204，便可從外部對嵌入式控制器204、交換裝置202、主機12及儲存裝置 22所形成之儲存網(wǎng)路進行管理及監(jiān)控。 綜上所述，本發(fā)明所提供之共享儲存之匯流排交換器系延用現(xiàn)有之系統(tǒng)匯流排，
如周邊元件快速連接介面(PCIe)，無需購買昂貴的介面如光纖，可降低成本；而本發(fā)明對
于使用周邊元件快速連接介面之磁碟陣列儲存裝置可提供多主機同時存取、共享磁碟陣列
儲存裝置之儲存內容；利用本發(fā)明之匯流排交換器可形成一以周邊元件快速連接介面為基
礎之儲存網(wǎng)路，且在匯流排交換器中設置一嵌入式控制器以管理周邊元件快速連接介面之
記憶體資源及周邊元件快速連接介面之裝置，如圖2及圖3中之儲存裝置。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明實施之范圍。故即凡依
本發(fā)明申請范圍所述之特征及內容所做的均等變化或修飾，均應包括于本發(fā)明的權利要求
范圍內。
權利要求
一種共享儲存之匯流排交換器，其特征在于包括一交換裝置，其系使用系統(tǒng)匯流排介面，可連接至少一儲存裝置，并透過至少一非透明橋接裝置(Non-Transparent bridge device)分別連接至少一主機；其中，該主機透過該非透明橋接裝置同時存取或共享該儲存裝置中所儲存之資料內容。
2. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該主機其中之一者系管理該儲存裝置及該主機，進行初始化并分配資源。
3. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于更包括一嵌入式控制器，連接該交換裝置，以管理該儲存裝置及該主機，進行初始化并分配資源，設定該主機所能存取之該儲存裝置。
4. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該系統(tǒng)匯流排介面為周邊元件連接介面(Peripheral Computerlnterface,PCI)、周邊元件連接介面擴充(PCI Extended,PCIx)或周邊元件快速連接介面(PCI Express,PCIe)等，該儲存裝置為一磁碟陣列(Redundant Array of Ind印endent Disks, RAID)、磁帶機、硬碟、光碟機或半導體儲存裝置。
5. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該非透明橋接裝置設于該匯流排交換器內部、該主機內部或獨立于該主機及該匯流排交換器之外。
6. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該主機或該儲存裝置連接到該匯流排交換器時，注意到該系統(tǒng)匯流排介面之一信號之連線狀態(tài)的改變或是得到一外部偵測線路的通知，該嵌入式控制器會通知該主機，該主機會重新配置其內部之儲存設定，并提供一輸入輸出(I/O)及復數(shù)記憶體資源給該交換裝置之配置，使該主機或該儲存裝置可初始化及啟用。
7. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該主機或該儲存裝置被新增或移除時，資源可以被動態(tài)的分配或釋放掉，或是每一裝置之資源采靜態(tài)管理，預先分配。
8. 根據(jù)權利要求第3項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于其中該嵌入式控制器中更包括一快閃記憶體或一非揮發(fā)性記憶體，儲存該主機與該儲存裝置之相關設定。
9. 根據(jù)權利要求第3項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于更包括一管理介面，使用者從RS232或乙太網(wǎng)路透過該管理介面連接該嵌入式控制器，以從外部對該嵌入式控制器、該交換裝置、該主機及該儲存裝置進行管理及監(jiān)控。
10. 根據(jù)權利要求第1項所述之共享儲存之匯流排交換器，其特征在于更包括一轉換橋接器，該交換裝置透過該轉換橋接器可使該系統(tǒng)匯流排介面連接至光纖通道或乙太網(wǎng)路。
11. 一種共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于該匯流排交換器透過系統(tǒng)匯流排介面連接至復數(shù)主機及復數(shù)儲存裝置，該交換方法包括下列步驟每一該主機透過一非透明橋接裝置連接該匯流排交換器中之一交換裝置；利用一嵌入式控制器或該主機其中之一設定該匯流排交換器之資源分配，定期掃描該系統(tǒng)匯流排介面之連線狀態(tài)是否改變；以及若該系統(tǒng)匯流排介面之連線狀態(tài)改變，則該嵌入式控制器重新配置該匯流排交換器之 設定。
12. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該連線狀態(tài)之改變包括一新主機或一新儲存裝置與該匯流排交換器連接，或該主機或該 儲存裝置從該匯流排交換器上移除。
13. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該非透明橋接裝置設于該匯流排交換器內部、安裝于該主機內部或獨立于該主機及該匯 流排交換器之外。
14. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該系統(tǒng)匯流排介面之連線狀態(tài)改變時，更包括該嵌入式控制器通知該主機，使該主機重新配置其內部之儲存設定，并提供一輸入輸 出(I/O)及復數(shù)記憶體資源給該交換裝置，使該主機或該儲存裝置可初始化及啟用。
15. 根據(jù)權利要求第14項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該主機或該儲存裝置被移除時，將該記憶體資源釋放掉，且該嵌入式控制器更將每一該 儲存裝置之資源保留下來，且該主機會重新配置其內部之儲存設定。
16. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該嵌入式控制器更包括設定該主機所能存取之該儲存裝置。
17. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該嵌入式控制器中更包括一快閃記憶體或一非揮發(fā)性記憶體以儲存該主機與該儲存裝 置之相關設定。
18. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于更包括利用一管理介面連接一外部裝置，使用者從RS232或乙太網(wǎng)路透過該管理介面連接該嵌入式控制器，以從外部對該匯流排交換器及與其連接之該主機、該儲存裝置進行管理及 監(jiān)控。
19. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于更 包括透過一轉換橋接器使該系統(tǒng)匯流排介面連接至光纖通道或乙太網(wǎng)路。
20. 根據(jù)權利要求第11項所述之共享儲存匯流排交換器之交換方法，其特征在于其 中該交換裝置更包括復制搬移資料之功能，該主機下一復制指令時，該交換裝置接收該復 制指令并將一該儲存裝置之內容復制到另一該儲存裝置中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種共享儲存之匯流排交換器，其包括一匯流排交換裝置、一控制器及復數(shù)非透明橋接裝置，其中所使用之匯流排可為周邊元件連接介面或其他相近之系統(tǒng)匯流排。匯流排交換裝置連接控制器與復數(shù)儲存設備，并透過非透明橋接裝置與主機連接。匯流排交換器提供主機與儲存設備間的資料傳輸，控制器負責安排匯流排上各裝置之監(jiān)控與啟動。非透明橋接裝置則除提供主機與匯流排交換器間的資料傳輸外，也隔離主機與匯流排交換器上的裝置以避免控制上的誤動作。本發(fā)明可提供多主機同時存取匯流排上之儲存裝置以共享儲存空間。
文檔編號H04L12/54GK101729356SQ20081016725
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2008年10月16日
發(fā)明者朱世宗, 黃耀田 申請人:世仰科技股份有限公司