CN100356310C - 储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法，该储存虚拟化计算机系统包括一发出一输出入(IO)要求的主机单元、一耦接至该主机单元执行输出入操作以回应该输出入要求的串列附接小型计算机系统介面(SAS，Serial Attached SCSI)储存虚拟化控制器、以及至少一实体储存装置(PSD)，各个皆经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该虚拟化控制器，藉由该串列附接小型计算机系统介面储存虚拟化控制器以提供数据储存空间给该储存虚拟化计算机系统。

Description

储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法

技术领域

本发明有关于一种储存虚拟化控制器以及使用其的子系统，特别是关于一种使用串列附接小型计算机系统介面(SAS，Serial Attached SCSI)装置端输出入装置连结(device-side IO device interconnect)以连接于介乎一主机系统与一直接存取储存装置之间的储存虚拟化控制器及使用其的子系统，以及使用此控制器及子系统的计算机系统及用于其的方法。

背景技术

储存虚拟化(storage virtualization)是一种将实体储存空间虚拟化的技术，其是将实体储存装置(PSDs)的不同区段结合成可供一主机系统存取使用的逻辑储存体(logical storage entity)，在此称为“逻辑媒体单元”(logical media units，LMU)。该技术主要用于磁碟阵列(RAID)储存虚拟化，经由此磁碟阵列技术，可将较小实体储存装置结合成为容量较大、可容错、高效能的逻辑媒体单元。

储存虚拟化控制器(storage virtualization controller，SVC)的主要目的是将实体储存媒体的各区段的组合映射(map)形成一主机系统可见的逻辑媒体单元。由该主机系统发出的输出入(IO)请求于接收之后会先被剖析并解译，且相关的操作及数据会被编译成实体储存装置的输出入请求。这个过程可以是间接地，例如运用快取、延迟(如：回写(write-back))、预期(anticipate)(先读(read-ahead))、群集(group)等操作来加强效能及其他的操作特性，因而一主机输出入请求并不一定是以一对一的方式直接对应于实体储存装置输出入请求。

外接式(或可称为独立式(stand-alone))储存虚拟化控制器是为一种经由输出入介面连接于主机系统的储存虚拟化控制器，且其可连接至位于主机系统外部的装置，一般而言，外接式的储存虚拟化控制器通常是独立于主机进行运作。

外接式(或独立式)直接存取磁碟阵列控制器(external direct-accessRAID controller)是外接式储存虚拟化控制器的一个例子。磁碟阵列控制器是将一个或多个实体直接存取储存装置(direct access storage devices，DASDs)的区段组合以构成逻辑媒体单元，而它们的构成方式由所采用的特定磁碟阵列型态(RAID level)决定、其所构成的逻辑媒体单元对于可利用其的主机系统而言，是为可连续寻址的。典型地，一个单一的磁碟阵列控制器(single RAID controller)可支援多种磁碟阵列型态，因此，不同的逻辑媒体单元可以由直接存取储存装置的各个区段藉由不同的磁碟阵列型态而以不同的方式组合而成，所组合成的各个不同的逻辑媒体单元则具有各该磁碟阵列型态的特性。

另一个外接式储存虚拟化控制器的例子是JBOD(Just a Bunch ofDrives)模拟控制器。JBOD为“仅是一捆碟机”的缩写，是一组实体直接存取储存装置，并经由一或多个多装置输出入装置连结(multiple-device IOdevice interconnect)直接连接于一主机系统上。但使用点对点输出入装置连结连接至该主机系统的直接存取储存装置(如：串列先进技术接取介面(SATA，Serial Advanced Technology Attachment)硬碟、平行先进技术接取介面(PATA，Parallel Advanced Technology Attachment)硬碟等)，无法透过直接连结而构成如前述的JBOD系统，因为这些直接存取储存装置并不允许多个装置直接连接至输出入装置通道上。至于智慧型的JBOD模拟器，是藉由将输出入请求映射到实体直接存取储存装置的方式，而用来模拟多个多装置输出入装置连结直接存取储存装置，而其中该实体直接存取储存装置是个别地经由点对点输出入装置连结通道连接至JBOD模拟器。

另一个外接式储存虚拟化控制器(缩写为SVC)的例子为一种用于外接式磁带备份子系统的控制器。

储存虚拟化控制器最主要的功能是管理、结合及操控实体储存装置，并将其以一组逻辑媒体单元的形式呈现于主机端，使各个逻辑媒体单元在主机端看来，都像是直接连接至一个实体储存装置，而该逻辑媒体单元则是该实体储存装置在逻辑上的等效物。为了要达到这个目的，由主机输出且由储存虚拟化控制器处理的输出入请求，若在一等效实体储存装置中通常会产生某些行为，则这些输出入请求会在储存虚拟化控制器关于所定址的逻辑媒体单元的部分上产生逻辑上等效的行为。其结果是，该主机会认为它是直接连接至一实体储存装置且与之通讯，虽然实际上，该主机是连接至一仅是模拟该实体储存装置行为的储存虚拟化控制器上，而其所定址的逻辑媒体单元乃该实体储存装置的逻辑上的等效物。

为了要实现上述的行为模拟，储存虚拟化控制器将自主机接收来的输出入请求映射至逻辑上相等的内部操作，其中有部分的操作不需要产生任何装置端输出入请求至装置端实体储存装置便可以完成；这些操作仅需要在内部进行即可，并不需要对装置端实体储存装置进行存取。这类的输出入请求所产生的操作在此将称为“内部模拟操作(internally emulatedoperation)”。

然而，有些操作是无法单单经由内部模拟而执行的，但也并未直接造成对装置端实体储存装置进行存取。举例来说，此等操作包括快取操作；譬如数据读取操作时，对应于输出入请求所定址的媒体区段(media section)的数据目前刚好完全存在于储存虚拟化控制器的数据快取记忆体中；或是在数据写入操作时，当该储存虚拟化控制器的快取记忆体是操作于回写模式，则使数据仅先写入快取记忆体中，而后才传送至适当的实体储存装置。这些操作都可称为“非同步装置操作(asynchronous device operation)”，亦即为了使所请求的操作发生以达到其原来目的而传至装置端实体储存装置的所有实际的输出入请求都是间接地于所请求的操作之前或之后进行，而不是直接地回应于所请求的操作而进行。

另外还有一类由直接产生装置端输出入请求至实体储存装置来完成的操作所构成的操作，这种操作一般可称做“同步装置操作(synchronousdevice operation)”。

此外，有一些主机端输出入请求可以映射至由多个不同类的子操作所组成的组合操作，这些子操作可以包括内部模拟操作、非同步装置操作及/或同步装置操作。一个映射至非同步装置操作及同步装置操作组合的主机端输出入请求的例子是，一个数据读取请求，其在逻辑媒体单元中所定址的媒体区段所对应的数据，目前一部分存在于快取记忆体当中，一部分不存在于快取记忆体当中，因而必须从实体储存装置当中读取。这些从快取记忆体当中读取数据的子操作是非同步装置操作，因为这种子操作并不需要直接从装置端实体储存装置存取来完成此输出入请求，但是却间接依赖先前所执行的装置端实体储存装置存取的结果而完成；而直接至实体储存装置读取数据的子操作则为同步装置操作，因为它所需要的是直接且立即的对装置端实体储存装置进行数据存取来完成此输出入请求。

传统上，一般储存虚拟化都是由平行小型计算机系统介面(P-SCSI，Parallel Small Computer System Interface)、光纤输出入装置连结做为主要装置端输出入装置连结(primary device-side IO deviceinterconnect)，以将实体储存装置连接到储存虚拟化控制器。平行小型计算机系统介面及光纤皆为多装置输出入装置连结，而多装置输出入装置连结的频宽需由与其连接的所有主机及所有装置共享。

请参阅图23所示，其为一使用平行小型计算机系统介面为主要装置端输出入装置连结的习知储存虚拟化计算机系统的方块图。使用该平行小型计算机系统介面的装置端输出入装置连结时，该总带宽被限制在每连结320MB/s，或以图23的图示实施例中使用四个平行小型计算机系统介面的装置端输出入装置连结来说，1280MB/s累积带宽。请参阅图24所示，其为一使用光纤通道仲裁回路(Fibre FC-AL)为主要装置端输出入装置连结的习知储存虚拟化计算机系统的方块图。使用该光纤通道仲裁回路装置端输出入装置连结时，该总带宽被限制在每连结200MB/s，或以图24的图示实施例中使用四个光纤通道仲裁回路装置端输出入装置连结来说，800MB/s累积带宽。

多装置端输出入装置连结，例如平行小型计算机系统介面，有如下的缺点-假如有一个坏掉的装置连接在多装置连结上时，其可能会干扰主机及其他共用连结的装置的通联及/或数据传输。而光纤通道仲裁回路在实际应用的时候可以减低上述的顾虑至某一程度，因为它提供双轨冗余连结，这种双轨冗余连结为每个装置提供两条通道，以防一条通道断掉或是被阻断。然而，这样的设计依然较差于每一个储存装置有其专用的连结，这是因为，两条连结上各自独立的失效仍旧会造成两条连结同时无法作用的问题。然而，另一方面，若使用专用的连结，则可以确保连结间的讯号完整性(signalintegrity)具有完全的独立性，此时其中一个装置损毁并不会影响其他装置。

然而，平行小型计算机系统介面-此种输出入装置连结具有最多仅能保护资讯的有效负载数据(payload data)的部分，而不及于控制资讯的部分(如区块位址及数据长度等)的缺点。而且，因为形成每一个平行小型计算机系统介面连结需要使用的专用的讯号线的数目很多(为68个)，平行小型计算机系统介面连结的数目在超过某一点后就不易再增加。再者，由于平行小型计算机系统介面的平行特性，它很难支援更高的介面速度。

因此，对一使用串列附接小型计算机系统介面(SAS，Serial AttachedSCSI)实体直接存取储存装置为主要实体直接存取储存装置的储存虚拟化子系统有其需求。更甚，除了可用串列附接小型计算机系统介面实体直接存取储存装置为主要实体直接存取储存装置之外，对一可使用第二类型的实体直接存取储存装置，如：串列先进技术接取介面(SATA)实体直接存取储存装置为主要实体直接存取储存装置而非串列附接小型计算机系统介面实体直接存取储存装置的储存虚拟化子系统有其需求。

由此可见，上述现有的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法，便成了当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法、能够改进一般现有的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法，使其更具有实用性，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法存在的缺陷，而提供一种新型的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法，所要解决的技术问题是使其提供串列附接小型计算机系统介面(SAS)储存虚拟化控制器以及其使用串列附接小型计算机系统介面为主要装置端输出入装置连结(device-side IO device interconnect)以将实体储存装置连接到该储存虚拟化控制器以对主机系统(Host system)提供储存的虚拟化子系统。本发明亦提供了包括这般储存虚拟化控制器和子系统的系统，以及其方法，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的储存虚拟化计算机系统，其包括：一主机单元以发送输出入要求；一外部储存虚拟化控制器，耦接至该主机单元以执行输出入操作来回应于该输出入要求；以及至少一个实体储存装置，其每一个是经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该储存虚拟化控制器，以经由该储存虚拟化控制器提供数据储存空间给该储存虚拟化计算机系统。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的至少一个实体储存装置包括至少一个如下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中当上述的储存虚拟化控制器为上线时，一个上述的至少一个实体储存装置可与储存虚拟化控制器分离或附接于其上。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个逻辑媒体单元包括至少一个实体储存装置的区段。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的储存虚拟化控制器包括：一中央处理电路以执行输出入操作来回应于该主机单元的该输出入要求；至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一个上述的至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元；以及至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于一个上述的至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至一上述的至少一个实体储存装置。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中一主机端输出入装置连结埠以及一串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中一主机端输出入装置连结埠以及一串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个是耦接至一主机端输出入装置连结。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定为在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

前述的储存虚拟化计算机系统，其中所述的主机端输出入装置连结埠包括至少一个如下述的埠类型：在目标模式中支援点对点连接的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面、以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的用于提供数据储存空间的储存虚拟化子系统，其包括：一外部储存虚拟化控制器，用以连结至一主机单元并执行输出入操作来回应于从该主机单元发送的输出入要求；以及至少一个实体储存装置，其每一个是经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该储存虚拟化控制器，以经由该储存虚拟化控制器提供数据储存空间给该主机单元。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器包括：一中央处理单元以执行输出入操作来回应于该主机的该输出入要求；至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元；以及至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于一个该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至一该至少一个实体储存装置。

前述的储存虚拟化子系统，其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

前述的储存虚拟化子系统，其中一主机端输出入装置连结埠以及一该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的至少一个实体储存装置包括至少一个如下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个耦接至一主机端输出入装置连结。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括该至少一个实体储存装置的区段。

前述的储存虚拟化子系统，其中当该储存虚拟化控制器为上线时一个上述的至少一个实体储存装置可与该储存虚拟化控制器分离或附接于其上。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个多装置装置端扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以经由一扩展电路来配置一另一组的至少一个实体储存装置。

前述的储存虚拟化子系统，其中至少一该主机端输出入装置连结埠包括至少一个下述的埠类型：在目标模式中支援点对点连线的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面、以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

前述的储存虚拟化子系统，其更包括一箱体管理服务电路机制。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的箱体管理服务电路机制管理及监测至少一个如下述属于该储存虚拟化子系统的装置：电源供应器、风扇、温度感测器、电压计、不断电电源供应器、电池、发光二极管、音响警报器、实体储存装置容置匣锁、门锁。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的箱体管理服务电路组态设定为支援下述的一组态：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

前述的储存虚拟化子系统，其中所述的箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述的一协定：SES箱体管理服务电路协定和SAF-TE箱体管理服务电路协定。

前述的储存虚拟化子系统，其中组态设定该箱体管理服务电路机制更包括下述的一个电路以和该储存虚拟化控制器沟通：晶片间总线栓以及状态监测电路。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的外部储存虚拟化控制器，其包括：一个中央处理电路，用以执行输出入操作来回应于来自一主机单元的输出入要求；至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元：以及至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于一至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至至少一个实体储存装置且与该至少一个实体储存装置执行点对点串列讯号传送。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的装置端输出入装置连结控制器更包括一个周边零件连接介面/周边元件连结延伸介面以连接至该中央处理电路。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的装置端输出入装置连结控制器更包括一个周边元件连结快捷介面以连接至该中央处理电路。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个耦接至一个主机端输出入装置连结。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括至少一个实体储存装置的区段。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中至少一个该实体储存装置为一直接存取储存装置且该储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括至少一个该直接存取储存装置的区段且该逻辑媒体单元为一磁碟阵列型态或磁碟阵列型态的合并，藉此该逻辑媒体单元可为该主机单元连续寻址。

前述的外部储存虚拟化控制器，其更包括至少一个扩展埠以配置一第二组的至少一个实体储存装置。

前述的外部储存虚拟化控制器，其更包括至少一个多装置装置端扩展埠以配置一第二组的至少一个实体储存装置。

前述的外部储存虚拟化控制器，其更包括至少一个扩展埠以经由一扩展电路而配置一第二组的至少一个实体储存装置。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中至少一个该主机端输出入装置连结埠包括至少一个如下述的埠型态：在目标模式中支援点对点连线的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

前述的外部储存虚拟化控制器，其更包括一箱体管理服务电路机制。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述组态的其一：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

前述的外部储存虚拟化控制器，其中所述的储存虚拟化控制器组态设定为支援下述协定的其一：SES箱体管理服务电路协定和SAF-TE箱体管理服务电路协定。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的在一具有一外部储存虚拟化控制器的计算机系统中用以执行储存虚拟化的方法，其包括：以该储存虚拟化控制器接收一来自该计算机系统的一主机单元的输出入要求；以该储存虚拟化控制器剖析该输出入要求以决定至少一个输出入操作来执行而回应于该输出入要求；以及以该储存虚拟化控制器执行至少一个输出入操作而以符合串列附接小型计算机系统介面的点对点串列讯号传送方式存取使用该计算机系统的至少一个实体储存装置。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的方法，其更包括提供一箱体管理服务电路机制的步骤。

前述的方法，其更包括当箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述组态的其一时执行该机制的步骤：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

前述的方法，其中至少一个实体储存装置包括至少一个下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

前述的方法，其中执行至少一个输出入操作的步骤包括发送至少一个装置端输出入要求给一设置于该储存虚拟化控制器中的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器，以及由该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器重新编排该装置端输出入要求及其伴随输出入数据的格式并串列附接小型计算机系统介面而使其成为符合串列附接小型计算机系统介面传送协定的至少一个数据包中。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

根据本发明，是提供一储存虚拟化计算机系统(storagevirtualization computer system)。该储存虚拟化计算机系统包括一发出一输出入(IO)要求的主机单元(Host entity)、一耦接至该主机单元执行输出入操作以回应由该主机单元发出的该输出入要求的外接式储存虚拟化控制器(SVC，storage virtualization controller)、以及至少一实体储存装置(PSD)，各个皆经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该虚拟化控制器，藉由该储存虚拟化控制器以提供数据储存空间给该储存虚拟化计算机系统。

根据本发明，提供一储存虚拟化计算机子系统(SVS，storagevirtualization computer subsystem)。该储存虚拟化计算机子系统包括一用于连接至一主机单元并执行输出入操作以回应由该主机单元发出的输出入要求的外接式储存虚拟化控制器、以及至少一实体储存装置，各个皆经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该虚拟化控制器，藉由该储存虚拟化控制器以提供数据储存空间给该主机单元。

依据本发明的一实施例，上述的子系统中，其中该箱体管理服务电路机制管理及监测至少一个如下述属于该储存虚拟化子系统的装置：电源供应器、风扇、温度感测器、电压计、不断电电源供应器、电池、发光二极管、音响警报器、实体储存装置容置匣锁、门锁。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统中，其中组态设定该箱体管理服务电路机制更包括下述的一电路以和该储存虚拟化控制器沟通：晶片间总线栓以及状态监测电路。

根据本发明，是提供一储存虚拟化控制器。该储存虚拟化控制器包括一执行输出入操作以回应由一主机单元发出的输出入要求的中央处理电路(central processing circuitry)、至少一输出入装置连结控制器(IOdevice interconnect controller)耦接到该中央处理电路、在该至少一输出入装置连结控制器中设置至少一主机端输出入装置连结埠(host-side IOdevice interconnect port)用以耦接该主机单元、以及在该至少一输出入装置连结控制器中设置至少一串列附接小型计算机系统介面(SAS)装置端输出入装置连结埠(device-side IO device interconnect port)用以耦接至少一实体储存装置以及对其执行点对点串列讯号传送(point-to-pointserial-signal transmission)。

依据本发明的另一实施例，上述的控制器中，其中该装置端输出入装置连结控制器更包括一周边零件连接介面(PCI)/周边元件连结延伸介面(PCI-X)以连接至该中央处理电路。

依据本发明的另一实施例，上述的控制器中，其中该装置端输出入装置连结控制器更包括一周边元件连结快捷介面(PCI-Express)以连接至该中央处理电路。

依据本发明的另一实施例，上述的控制器中，其中至少一个该实体储存装置为一直接存取储存装置(DASD)且该储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元是包括至少一个该直接存取储存装置的区段且该逻辑媒体单元为一磁碟阵列型态或磁碟阵列型态的合并，藉此该逻辑媒体单元可为该主机单元连续寻址。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统或子系统中，其中该至少一个实体储存装置包括至少一个如下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面(SATA)实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面(PATA)实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统或子系统中，其中当该储存虚拟化控制器为上线时一个该至少一个实体储存装置可与该储存虚拟化控制器分离或附接于其上。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个逻辑媒体单元包括至少一个该实体储存装置的区段。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统或子系统中，其中所述的储存虚拟化控制器包括：一中央处理电路以执行输出入操作来回应于该主机单元的该输出入要求；至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元；以及至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于一该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至一该至少一个实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中一该主机端输出入装置连结埠以及一该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中一该主机端输出入装置连结埠以及一该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个是耦接至一主机端输出入装置连结。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定为在至少两个该至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

依据本发明的另一实施例，上述的计算机系统、子系统或控制器中，其中所述的主机端输出入装置连结埠包括至少一个如下述的埠类型：在目标模式中支援点对点连接的光纤通道(Fibre Channel)、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道(Fibre Channel)、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道(Fibre Channel)、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面(P-SCSI)、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面(iSCSI)协定的乙太网路(ethernet)、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面(SAS)、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面(SATA)、美国电机电子工程师协会1394A介面(IEEE 1394A)/美国电机电子工程师协会1394B介面(IEEE 1394B)、以及万用串列总线介面(USB)/万用串列总线2.0介面(USB 2.0)。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个多装置装置端扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中，其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以经由一扩展电路来配置一另一组的至少一个实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中更包括一箱体管理服务电路(EMS)机制。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中，其中该箱体管理服务电路组态设定为支援下述之一组态：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

依据本发明的另一实施例，上述的子系统或控制器中，其中所述的箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述之一协定：SES箱体管理服务电路协定和SAF-TE箱体管理服务电路协定。

根据本发明，是提供一在计算机系统中使用一该计算机系统的外接式储存虚拟化控制器以执行储存虚拟化的方法。该方法包括从使用该外接式储存虚拟化控制器的该计算机系统的一主机单元接收一输出入要求；用该储存虚拟化控制器剖析该输出入要求以决定至少一输出入操作(IOoperation)来执行而回应于该输出入要求；以及用该储存虚拟化控制器执行至少一输出入操作而以符合串列附接小型计算机系统介面协定的点对点串列讯号传送方式存取该计算机系统的至少一实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的方法更包括提供一箱体管理服务电路机制的步骤。

依据本发明的另一实施例，上述的方法更包括当箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述组态之其一时执行该机制的步骤：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

依据本发明的另一实施例，上述的方法中，其中至少一个实体储存装置包括至少一个下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

依据本发明的另一实施例，上述的方法中，其中执行该至少一个输出入操作的步骤包括发送至少一个装置端输出入要求给一设置于该储存虚拟化控制器中的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器，以及由该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器重新编排该装置端输出入要求及其伴随输出入数据的格式并串列附接小型计算机系统介面而使其成为符合串列附接小型计算机系统介面传送协定的至少一个数据包中。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

借由上述技术方案，本发明储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法至少具有下列优点：

1、本发明的一优点为在使用串列附接小型计算机系统介面为主要装置端输出入装置连结的该储存虚拟化计算机系统中，各个实体储存装置对该储存虚拟化控制器具有一专用的(dedicated)连结。

2、本发明的另一优点为不仅资讯的有效负载数据部分被串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结保护，该控制讯号(control signal)部分亦同。

综上所述，本发明特殊的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为一显示一根据本发明包括一系统的实施例的一主要结构的方块图。

图2A为一显示一根据本发明一储存虚拟化控制器200以及其对主机和直接存取储存装置的连接的一第一实施例的方块图。

图2B为一显示一根据本发明的一储存虚拟化控制器200以及其对主机和直接存取储存装置的连接的一第二实施例的方块图。

图2C为一显示一根据本发明的一储存虚拟化控制器200以及其对主机和直接存取储存装置的连接的第三实施例的方块图。

图3A至3D显示各个不同的方块图示以示例根据本发明的该介于该(等)主机/一冗余储存虚拟化控制器间、该主机端输出入装置连结控制器、以及该中央处理电路的连接配置。

图4为一描述一根据本发明的该中央处理单元晶片组/同位引擎(CPUchipset/parity engine)的一实施例的方块图。

图5A例示一用于图2A中的该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器的一第一实施例的方块图。

图5B例示一用于图2B中的该串列附接小型计算机系统介面(SAS)输出入连结控制器的一第二实施例的方块图。

图5C例示一用于图2C中的该串列附接小型计算机系统介面输出入连结控制器的一第三实施例的方块图。

图6A为一描述该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器(PCI-X to SAS controller)310的一实施例的方块图。

图6B为一描述该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的一第二实施例的方块图。

图6C为一描述于图6A中的该直接存取储存装置阵列400对该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的连接配置的一第一实施例的方块图。

图6D为一描述一于图6A/6B/6C中的该串列附接小型计算机系统介面埠的一实施例的方块图。

图6E为一描述一用于图6B/6C中的该串列附接小型计算机系统介面扩展电路340的该串列附接小型计算机系统介面扩展器装置315的一实施例的方块图。

图6F为一描述该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的一第三实施例的方块图。

图6G为一说明于图6A中的该直接存取储存装置阵列400对该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的连接配置的一第二实施例的方块图。

图7A至7F显示不同的方块图，其示例该根据本发明的中央处理电路与其对该储存虚拟化控制器的其他功能器方块的连接。

图8A为一更详细描述于图2A中该介于串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300和直接存取储存装置阵列400之间的连接的方块图。

图8B为一更为详细说明图2B中的介于该扩展电路和其他功能方块的连接。

图8C为一更为详细说明图2C中的介于该背板、该扩展电路以及其他功能性方块之间连接配置的方块图。

图9描述一符合于串列附接小型计算机系统介面协定的一传送结构。

图10示例一介于该直接存取储存装置阵列与该储存虚拟化控制器间的连接结构。

图11A至图11B揭示一于图10中的该多工器以及介于储存虚拟化控制器以及直接存取储存装置阵列的桥接器的细节。

图12为根据本发明的一储存虚拟化计算机系统的一方块图。

图13与图14为图12中的该介于该主机单元和该储存虚拟化控制器间的输出入串流的范例。

图15与图16为图12中的该介于该储存虚拟化控制器与一实体储存装置间的输出入串流的范例。

图17为一支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统的一第一实施例的方块图。

图18为一支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统的一第二实施例的方块图。

图19和图20显示该经由一外部扩展电路连接至直接存取储存装置且支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统的实施例方块图。

图21与图22显示该经由一外部扩展电路连接至双埠口直接存取储存装置且支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统的实施例方块图。

图23为一使用平行小型计算机系统介面(P-SCSI)为主要装置端输出入装置连结的习知储存虚拟化计算机系统的方块图。

图24为一使用光纤通道仲裁回路(Fibre FC-AL)为主要装置端输出入装置连结的习知储存虚拟化计算机系统的方块图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的储存虚拟化控制器、子系统及系统与方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图11B所示，为本发明的主要架构。本发明的更详细的操作流程与确切的详细结构将根据图12至图22说明。

请参阅图1所示，是一根据本发明包括一储存虚拟化子系统以及储存虚拟化控制器的实施例的一主要结构的方块图。根据本发明的系统包括一主机计算机10和一连接其上储存虚拟化子系统(Storage VirtualizationSubsystem)20。虽然图1仅例示一个主机10与一储存虚拟化子系统20连接，可有多个储存虚拟化子系统20附接于该主机10；或者，多个主机10可附接于该储存虚拟化子系统20。或者，多个主机10可附接于多个储存虚拟化子系统20。

该主机10可为一伺服系统，一工作站，或者一个人计算机系统，或诸如此类。另，该主机10可为另一储存虚拟化控制器。该储存虚拟化子系统20包括一储存虚拟化控制器(Storage Virtualization Controller)200，其可为一磁碟阵列控制器或一JBOD模拟器，以及一直接存取储存装置阵列400。虽此处仅描述一直接存取储存装置阵列400，多个直接存取储存装置阵列400可附接于该储存虚拟化控制器200。

该储存虚拟化控制器200是一串列附接小型计算机系统介面(SAS)储存虚拟化控制器，意即一遵照串列附接小型计算机系统介面协定实行的一储存虚拟化控制器。该储存虚拟化控制器200接收来自该主机10的输出入要求与相关数据(控制讯号与数据讯号)并在内部执行该输出入讯号或映射其等至该直接存取储存装置阵列400。以该主机10的观点而言，该储存虚拟化控制器200可用来加强单一逻辑媒体单元(logical mediaunit)(例如；一逻辑磁碟)的效能及/或增进其数据可用性及/或增加其的储存容量。该直接存取储存装置阵列400包括复数个直接存取储存装置420，例如硬碟，其包括串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A或串列先进技术接取介面(SATA)直接存取储存装置420S的其一或两种兼具。

当该储存虚拟化子系统20中的一逻辑媒体单元被设定为型态0或1之外的磁碟阵列型态时，例如型态3至6，该直接存取储存装置420包括至少一个同位直接存取储存装置，亦即一包括同位数据于其中的直接存取储存装置，并且数据可用性可因此而增进。另外，因存取的数据分布在多个直接存取储存装置中，执行一输出入操作的效能亦可增进。更甚，因该逻辑媒体单元为复数个直接存取储存装置的各区段结合，在单一逻辑媒体单元中可存取的储存容量可大为增加。例如，在磁碟阵列型态5的磁碟阵列子系统中，上述的功能皆可达成。在磁碟阵列型态6的磁碟阵列子系统中，其类似于磁碟阵列型态5，但是其包括可保护数据免于因两个或以上失效的直接存取储存装置所造成数据流失的同位数据且因而增加储存系统的数据可用性。

当该储存虚拟化子系统20中的一逻辑媒体单元被设定为磁碟阵列型态1时，相同的数据将储存于两个分别的直接存取储存装置，且在双倍的直接存取储存装置成本之下，数据可用性可因而大幅加强。

当该储存虚拟化子系统20中的一逻辑媒体单元被设定为磁碟阵列型态0时，主要议题是效能增进而非可用性考量，且如此没有提高数据可用性。然而，可大幅增进效能。例如，一磁碟阵列型态0并具有两个硬碟的磁碟阵列子系统，相较于一仅具有一硬碟的储存装置来说，理论上是拥有200％的效能，因其相异数据区段可在储存虚拟化控制器200的控制之下同时储存于两分别的硬碟。

图2A显示一根据本发明储存虚拟化控制器200以及其对主机和直接存取储存装置的连接的一第一实施例的一方块图。本实施例中，该储存虚拟化控制器200A包括一主机端输出入装置连结控制器220、一中央处理电路(CPC)240、一记忆体280、以及一串列附接小型计算机系统介面(SAS，Serial Attached SCSI)输出入装置连结控制器(或装置端输出入装置连结控制器)300。虽然叙述为独立的功能性方块，在实际施行中，两个或多个甚至全部所有的功能性方块可统合为一晶片。

该主机端输出入装置连结控制器220连接到该主机10以及该中央处理电路240。该主机端输出入装置连结控制器220为一介于该储存虚拟化控制器200A与该主机10间的介面与缓冲器，并接收从主机来的输出入要求和相关数据且映射且/或传送其等至该中央处理电路240。

当该中央处理电路240接收该从主机端输出入装置连结控制器220来的主机10的输出入要求时，该中央处理电路240剖析其等并执行若干个操作以回应该输出入要求，且经由该主机端输出入装置连结控制器220发送要求的数据且/或报告且/或该储存虚拟化控制器200A的资讯给该主机10。

在剖析一来自主机10的接收到要求后，当接收到一读取要求且执行一个或多个操作以回应时，该中央处理电路240不是在内部就是从该记忆体280或以两者兼具的方法得到该要求的数据并且传送其等给该主机10。假使在内部无法得到该数据时或是该数据不存在于记忆体中之时，将经由该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300发送输出入要求给直接存取储存装置阵列400，并且从该直接存取储存装置阵列400传送该要求数据至该记忆体280，然后经由该主机端输出入装置连结控制器220传递给该主机10。

当从该主机10接收到一写入要求时，在剖析该要求且执行一个或多个操作之后，该中央处理电路240经由该主机端输出入装置连结控制器220得到从该主机10而来的数据，储存其等于该记忆体280中然后经由该中央处理电路240移动其等至该直接存取储存装置阵列400。当该写入要求为一回写要求时，该输出入完成报告可先发送至该主机10然后该中央处理电路240才于稍后执行实际的写入操作。除此之外，当该写入要求为一径写要求时，在被要求的数据实际的写入该直接存取储存装置阵列400后，一输出入完成报告才发送至该主机10。

该记忆体280连接到该中央处理电路240并扮演一缓冲器以缓冲经由该中央处理电路240传送于该主机10和该直接存取储存装置阵列400之间的数据。在一实施例中，该记忆体280可为一动态随机存取记忆体(DRAM)；特别是该动态随机存取记忆体可为一同步动态随机存取记忆体(SDRAM)。

该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300为连接至该中央处理电路240与该直接存取储存装置阵列400的装置端输出入装置连结控制器。该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300为一介于该储存虚拟化控制器200A与该直接存取储存装置阵列400间的介面及缓冲器，并接收从该中央处理电路240发送的输出入要求与相关数据且映射且/或传送其等至该直接存取储存装置阵列400。该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300从该中央处理电路240接收的数据与控制讯号重新编排格式(re-format)以使其符合串列附接小型计算机系统介面协定并传送其等至该直接存取储存装置阵列400。

当于该直接存取储存装置阵列400中的该直接存取储存装置420经由该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300接收到该中央处理电路240的输出入要求时，其执行若干个操作以回应该输出入要求且传送该要求的数据及/或报告及/或资讯给该中央处理电路240。该直接存取储存装置阵列400可提供多种的直接存取储存装置420。例如，该直接存取储存装置阵列400包括串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A和串列先进技术接取介面直接存取储存装置420S的两者。

一箱体管理服务电路(EMS，enclosure management service circuitry)360可附接于该中央处理电路240以作为一容纳该直接存取储存装置阵列400箱体上的管理电路。在该储存虚拟化子系统的另一配置中，是可视各式产品功能的实际需求，而省略该箱体管理服务电路360。

图2B为一方块图，其显示一根据本发明的一储存虚拟化控制器200以及其与该主机10和该直接存取储存装置阵列400经由位于该储存虚拟化控制器200外的一扩展电路340的连接配置的一第二实施例。在此实施例中，该储存虚拟化控制器2 00B包括一主机端输出入装置连结控制器220、一中央处理控制器240、一记忆体280、一串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300、以及一冗余控制器通联连结控制器(redundantcontroller communicating(RCC)interconnect controller)236。虽然以独立的功能性方块描述之，一些或全部这些功能性方块可结合至单一晶片中。

和该储存虚拟化控制器200A相较，此实施例中，该冗余控制器通联连结控制器236实作时位于储存虚拟化控制器200B中以使该中央处理电路240连接至一第二储存虚拟化控制器800。另外，该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300经由该扩展电路340以连接到该直接存取储存装置阵列400。该扩展电路340也连接至该第二储存虚拟化控制器800。在此配置中，一冗余第二储存虚拟化控制器800可附接于该储存虚拟化控制器200B。该直接存取储存装置阵列400可经由该扩展电路340被该二储存虚拟化控制器200B与800存取。更甚者，由该主机10而来的控制或数据资讯可从该中央处理电路240经过该冗余控制器通联连结控制器236传送至该储存虚拟化控制器800，并且如果需要的话，其更可传送至一第二直接存取储存装置阵列(图中未示)。因有不只一个储存虚拟化控制器，当有不只一个储存虚拟化控制器连接至该串列先进技术接取介面直接存取储存装置阵列420S时，是在介于该等储存虚拟化控制器与该串列先进技术接取介面直接存取储存装置阵列420S之间设置一串列先进技术接取介面多工电路(SATA multiplexing circuit)460以当作一埠选择器(port selector)。例如，在一包括该串列先进技术接取介面直接存取储存装置阵列420S的储存虚拟化子系统中，当该等储存虚拟化控制器200与800是配置为一冗余储存虚拟化控制器对时，将发生上述的情形。

图10示例该直接存取储存装置阵列对该等储存虚拟化控制器200与800的一连接配置，其中有复数类型的直接存取储存装置设置于该直接存取储存装置阵列400中，如：串列先进技术接取介面硬碟420S和串列附接小型计算机系统介面硬碟420A。在本例子中，该直接存取储存装置420包括一串列附接小型计算机系统介面硬碟420A与一串列先进技术接取介面硬碟420S。因其串列附接小型计算机系统介面协定对一串列先进技术接取介面硬碟的相容性，该单一埠串列先进技术接取介面硬碟420S可经由一串列先进技术接取介面多工电路(SATA MUX)460连接至该等储存虚拟化控制器。该直接存取储存装置420可容置于一可移除容置匣(removable canister)450中。该可移除容置匣使该直接存取储存装置420以及任何相关的电路在一直接存取储存装置420且/或相关电路需要服务时可轻易替换之。藉由置放该转换电路于容置匣中，该直接存取储存装置的整个容置匣内容物，例如一平行先进技术接取介面(PATA)硬碟及其相关电路，很容易就可以用另一型态的直接存取储存装置，例如一串列先进技术接取介面(SATA)硬碟，替换之。

图11A揭示一该串列先进技术接取介面多工电路460的范例。来自该储存虚拟化控制器200的串列先进技术接取介面格式的数据是由主机端实体层一(PHY1)462所接收，而来自该储存虚拟化控制器800的串列先进技术接取介面格式的数据是由主机端实体层二(PHY2)464所接收。一多工电路控制器470在分别来自该等储存虚拟化控制器200与800的控制讯号CTRL-1-2与CTRL-2-2的控制之下决定该等储存虚拟化控制器200与800中哪一个可经由该装置端实体层(device-side PHY)466存取该直接存取储存装置420S。然而，根据串列先进技术接取介面2(SATA2)协定，可省略该等控制讯号CTRL-1-2与CTRL-2-2。在又一实施例中，该直接存取储存装置420P可为一平行先进技术接取介面硬碟420P，且在该串列先进技术接取介面多工电路460与该平行先进技术接取介面硬碟420P之间是设置有一桥接器(bridge)480以转换串列先进技术接取介面讯号为可被该平行先进技术接取介面硬碟控制器接受与处理的平行先进技术接取介面讯号。图11B揭露该桥接器480的一范例。来自该串列先进技术接取介面多工电路(SATAMUX)460的数据讯号是为实体层(PHY layer)482所接收，且经由链结层(link layer)484转移至传输层(transport layer)486。该串列先进技术接取介面格式的讯号是由该协定转换器487转换为符合平行先进技术接取介面格式的讯号然后经由一总线介面488传送至该平行先进技术接取介面直接存取储存装置420P。

该冗余控制器通联连结控制器236可与该主机端输出入装置连结控制器220整合为一单一晶片集成电路，其包括复数个输出入埠，该复数个输出入埠包括一个或多个主机端埠以及一个或多个装置端埠。在另一种实施例中，该冗余控制器通联连结控制器236可与该装置端输出入装置连结控制器300整合为一单一晶片集成电路。更有甚者，该主机端输出入装置连结控制器220、该装置端输出入装置连结控制器300、以及该冗余控制器通联连结控制器236全部可整合为一单一晶片集成电路。在此种实施态样中，该单一晶片输出入装置连结控制器可包括输出入埠，其可作为主机端埠、装置端埠与用以连接在该等储存虚拟化控制器200与800间的输出入埠。

图2C为一方块图，其显示一根据本发明的一储存虚拟化控制器200以及其透过一背板320和一扩展电路340与该主机和该直接存取储存装置阵列的连结的第三实施例。在此实施例中，该储存虚拟化控制器200B包括一主机端输出入装置连结控制器220、一中央处理电路240、一记忆体280、一串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300、一箱体管理服务电路360以及一冗余控制器通联连结控制器236。虽其描述为分别的功能性方块，若干个或全部这些功能性方块可整合为一晶片。

与该储存虚拟化控制器200B相较，在该储存虚拟化控制器200C中，该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300经由该背板(backplane)320连接至该交换电路(switching circuit)340，然后连至该直接存取储存装置阵列400。该背板320为一具有连接线路提供其中用以连接在该储存虚拟化控制器200C与该扩展电路340之间以使该连接更强固且使该等储存虚拟化控制器及/或该直接存取储存装置的附接与移除容易实行的电路板，例如：一印刷电路板。图2B所示的配置中，该介于该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300与该扩展电路340间的实体电性连接例如可为一电缆(cable)，则其就不若背板电路板320这般强固。另外，该箱体管理服务电路360提供于该储存虚拟化控制器2 00中而非设于该储存虚拟化控制器200的外。

在此配置中，该介于冗余控制器通联连结控制器236与该第二储存虚拟化控制器800间的实体电性连接提供于该背板320中。

在图2A至2C的该等实施例中，该主机端输出入装置连结控制器220和该装置端输出入装置连结控制器300(串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300)可以相同种类的集成电路晶片来实施，而将该主机端输出入装置连结控制器220中的输出入装置连结埠组态设定为主机端输出入装置连结埠，且将该装置端输出入装置连结控制器300中的输出入装置连结埠组态设定为装置端输出入装置连结埠。在另一种实施例中，一单一晶片可组态设定为包括主机端输出入装置连结埠与装置端输出入装置连结埠的两者以同时分别地耦接至该主机单元10以及该实体储存装置阵列400。再者，一单一晶片可组态设定为同时分别地包括所有该主机端输出入装置连结埠以耦接至该主机单元10、该装置端输出入装置连结埠以耦接至该实体储存装置阵列400、以及用于耦接至虚拟储存化控制器800的埠。

在另一种实施例中，该箱体管理服务电路360可整合至中央处理电路240中。甚且，该箱体管理服务电路360亦可实施在该装置端输出入装置连结控制器300中。

图3A至3D显示各个不同的方块图以示例根据本发明的该介于该主机、该冗余储存虚拟化控制器间、该主机端输出入装置连结控制器220、以及该中央处理电路间的连接配置。在图3A中的第一实施例中，一主机10透过分别的各埠连接至两个主机端输出入装置连结控制器220，其等皆连接至该相同的中央处理电路240。在图示3B的一第二实施例中，两个分别的主机10和12其各个皆连接至一分别的主机端输出入装置连结控制器220，其各个皆连接至相同的该中央处理电路240。在图3C所示的一第三实施例中，一主机10连接至一主机端输出入装置连结控制器220然后连接至该中央处理电路240，然而一第二储存虚拟化控制器800连接至一冗余控制器通联连结控制器236然后连接至相同的该中央处理电路240。在图3D所示的一第四实施例中，揭示一光纤对串列附接小型计算机系统介面(fibre-to-SAS)储存虚拟化控制器结构。两个分别的主机10和12和一储存虚拟化控制器800其各个皆连接至一光纤交换器(fibre switch)120以及一主机端输出入装置连结控制器220且一冗余控制器通联连结控制器236连接至该光纤交换器120。该主机端输出入装置连结控制器220和该冗余控制器通联连结控制器236是连接至相同的该中央处理电路240。该交换器可以一多工器为其实施。当该主机端输出入装置连结控制器220实施为其中包括有一串列附接小型计算机系统介面埠以连接该主机单元的主机埠时，其是类似于设置在该装置端输出入装置连结控制器中300的该串列附接小型计算机系统介面埠的情形，但其配组态是被设定为目标模式而非启动者模式。

图4描述根据本发明的该中央处理单元晶片组/同位引擎(CPUchipset/parity engine)244的一实施例的方块图。在本实施例中，该中央处理单元晶片组/同位引擎244A主要包括同位引擎260、中央处理单元介面910、记忆体控制器920、周边元件连结延伸(PCI-X)介面930、932、X-总线(X-BUS)介面940、传输控制协定直接记忆体存取(TCP/IP DMA)980、仲裁器(Arbiter)982、内部主要总线(IM BUS，Internal Main BUS)950、以及内部区域总线(IL Bus，Internal Local Bus)990。举例来说，该内部主要总线950为一128位元、133Mhz总线且使该同位引擎260、中央处理单元介面910、记忆体控制器920、周边元件连结延伸(PCI-X)介面930、932、X-总线(X-BUS)介面940整个连接在一起以使数据讯号与控制讯号通联于其中。

来自主机端输出入装置连结控制器220的数据和控制讯号经由周边元件连结延伸介面930进入中央处理单元晶片组/同位引擎244A。举例来说，对该主机端输出入装置连结控制器220的周边元件连结延伸介面930可为64位元带宽、133MHz。当该周边元件连结延伸介面930拥有该内部主要总线950时，该数据与控制讯号被传送至该记忆体控制器920和该中央处理单元介面910的其一。

来自该该内部主要总线950由中央处理单元介面910接收的该数据与控制讯号被传送至中央处理单元242以进行更进一步处理。例如，该中央处理单元介面910与该中央处理单元240之间的通联可经由一64位元数据线路和一32位元位址线路执行。该数据和控制讯号可传送至该一64位元带宽、133Mhz的记忆体控制器920。

一错误更正码(Error Correction Code)电路也设置于该记忆体控制器920中以产生错误更正码。例如，该错误更正码可由将8位元数据互斥或(XOR)运算后产生1位元的错误更正码。然后该记忆体控制器920储存该数据与错误更正码于该记忆体280中，举例来说，一同步动态随机存取记忆体中。该存于该记忆体280中的数据被传送至内部主要总线950。该记忆体控制器920具有一位元自动改正以及多位元错误侦测的功能且当该从该记忆体280传送至内部主要总线950的数据时执行此等功能于该数据上。

该同位引擎260可执行某些磁碟阵列型态的同位功能以回应该中央处理单元242的指示。当然，在某些情况下该同位引擎260可关掉而不执行同位功能，例如，在磁碟阵列型态0的情况下。一内部区域总线990将连接至该中央处理单元介面910以及其他低速元件介面。

一内部暂存器984是设置于其中以暂存中央处理单元晶片组/同位引擎244A的状态且控制该内部主要总线950上的讯号流动。另设置由一对通用非同步收发传输器(UART)功能方块986，因此该中央处理单元晶片组/同位引擎244A可经由RS232介面沟通至外界。

该传输控制协定直接记忆体存取980区块提供核对和(check sum)的运算功能以及直接记忆体存取的操作。该仲裁器982仲裁内部主要总线950的使用权。

在另一实施例当中，周边元件连结快捷介面可代换该周边元件连结延伸介面930、932。在另一实施例当中，周边零件连接介面(PCI)可用来代换该周边元件连结延伸介面930、932。在该技术领域中具有通常知识者可知其等代换可简易达成而无任何困难。

图5A描述一于图2A中的该串列附接小型计算机系统介面(SAS)装置端输出入装置连结控制器300的一第一实施例的一方块图。根据本实施例，该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器中300包括两个周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器(PCI-X toSAS controller)310。该串列附接小型计算机系统介面(SAS)装置端输出入装置连结控制器300是透过该等周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器(PCI-X to SAS controller)310而连接至该直接存取储存装置阵列400及/或该储存虚拟化控制器800。

图6A描述于图5A中的该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的一实施例的方块图。如6A图所示，其各个周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310皆包括一连接至该中央处理单元240的周边元件连结延伸介面312以及一连接至该周边元件连结延伸介面312的串列附接小型计算机系统介面埠600。该周边元件连结延伸介面312包括一连接至串列附接小型计算机系统介面埠600的总线介面318以及一储存该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310组态设定的组态设定电路316。该串列附接小型计算机系统介面埠600可连接至该直接存取储存装置阵列400及/或该储存虚拟化控制器800。

图8A为更详细阐明于图2A中该介于串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300和直接存取储存装置阵列400之间的连接的方块图。数据讯号和控制讯号透过该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的一串列附接小型计算机系统介面埠600传送至该直接存取储存装置420。该串列附接小型计算机系统介面埠600可直接连接至一串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A的一串列附接小型计算机系统介面埠以及一串列先进技术接取介面直接存取储存装置420S的一串列先进技术接取介面埠两者的其一上。另外，因在各个串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A上有两个分别的埠，埠1和埠2，在该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310上的两个不同串列附接小型计算机系统介面埠(甚或在不同的周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310上，其未示于图8A中)可透过两个不同的埠连接至一串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A，该二埠对单一串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置420A来说，形成连接至该储存虚拟化控制器200的一具有冗余连结的冗余埠对。

在另一实施例中，一周边元件连结快捷介面对串列先进技术接取介面控制器(PCI-E to SATA controller)(图中未示)可用以代换该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310。在该周边元件连结快捷介面对串列先进技术接取介面控制器中，一周边元件连结快捷介面(图中未示)用以代换该周边元件连结延伸介面312。在更一实施例中，一周边零件连接介面对串列先进技术接取介面控制器(PCI to SATA controller)可用以代替该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310。在该周边零件连接介面对串列先进技术接取介面控制器中，一周边零件连接介面用以代换该周边元件连结延伸介面312。在该技术领域中具有通常知识者可知其等代换可简易达成而无任何困难。

图6B描述5A中的该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的一第二实施例的方块图，其包括一结合其中的串列附接小型计算机系统介面扩展电路(SAS expanding circuit)340。一串列附接小型计算机系统介面扩展电路340可以一边缘扩展器装置(edgeexpander device)315为其实施，如图6E所示，其可连接至其他一个或二个边缘扩展器装置且/或多数个末端装置(end device)，例如：一个或多个直接存取储存装置420的串列附接小型计算机系统介面埠。且，一串列附接小型计算机系统介面扩展电路340可以包括一个或多个边缘扩展器装置组(edge expander device set)为其实施，其中，该等边缘扩展器装置组各个设置为包括复数个串列附接小型计算机系统介面扩展器装置315。另外，一串列附接小型计算机系统介面扩展电路340可以一包括复数个边缘扩展器装置组的扇出扩展器装置(fanout expander device)为其实施，该等边缘扩展器装置组各个包括复数个串列附接小型计算机系统介面扩展器装置315。

该串列附接小型计算机系统介面扩展器装置315包括一扩展连接方块，一管理功能方块，以及复数个实体层(PHY)。该扩展连接方块提供多工功能以连接各个实体层(PHY)以输出输入讯号。该管理功能方块执行扩展装置的串列管理协定操作(SMP operation)。透过该扩展器装置315，复数个直接存取储存装置可连接至一串列附接小型计算机系统介面控制器310，其改善该储存虚拟化子系统储存容量的扩充性，当透过该扇出扩展器装置时，大量边缘扩展器装置组可附接其上，此大举加强该虚拟储存化子系统容量的扩充性。

图6D描述一图6A/6B/6C的该串列附接小型计算机系统介面埠600的一实施例的方块图。如6D图中所示，该串列附接小型计算机系统介面埠包括五部分：该传输层(transport layer)690、串列附接小型计算机系统介面埠层(SAS portl ayer)700、串列附接小型计算机系统介面链结层(SAS linklayer)710、串列附接小型计算机系统介面实体层(SAS PHY layer)720、以及串列附接小型计算机系统介面物理层(SAS physical layer)730。该串列附接小型计算机系统介面物理层730包括该串列附接小型计算机系统介面连接器、电缆、以及串列附接小型计算机系统介面传送接收电路。该串列附接小型计算机系统介面实体层720涵盖编码机制(encoding scheme)以及包括带外发讯(OOB signa ling)标志和速度协调的实体层重设序列(PHY resetsequence)。该串列附接小型计算机系统介面链结层710控制该串列附接小型计算机系统介面实体层以管理与其他串列附接小型计算机系统介面装置的连接。该串列附接小型计算机系统介面埠层700位在介于一个或多个串列附接小型计算机系统介面链结层和一个或多个串列附接小型计算机系统介面传输层之间以接收并剖析要求且藉由正确的串列附接小型计算机系统介面链结层以建立连接。该串列附接小型计算机系统介面传输层690包括为了串列小型计算机系统介面应用的串列小型计算机系统介面协定传输层(SSP(Serial SCSI Protocol)transport layer)、为了串列先进技术接取介面控制器应用的串列ATA(先进技术接取介面)隧穿协定传输层(STP(Serial ATA Tunneling Protocol)transport layer)以及为了管理应用的串列管理协定传输层(SMP(Serial Management Protocol)transportlayer)。

一串列附接小型计算机系统介面埠600包括一个或多个实体层。假使在该埠中有多于一个的实体层时，其可为一宽广埠(“wide”port)，或其仅有一个实体层时其为一狭窄埠(“narrow”port)。介于串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300和扩展电路340或直接存取储存装置阵列400之间的链结可为狭窄链结或宽广链结。一宽广链结可组态为介于两端为宽广埠的链结以扩大传送的带宽。

该物理层730透过一对差动讯号线(differential signal line)，LTX+、LTX-传输线路传送讯号且经由另一对差动讯号线LRX+、LRX-从该直接存取储存装置420中的直接存取储存装置420控制器接收讯号。该任一讯号线对的两讯号线，例如为LTX+/LTX-时，以反相电压同步传送讯号TX+/TX-，举例来说+V/-V或V/+V，该等电压系分别相对一参考电压Vref因此该电压差将为+2V或2V且几乎不会为环境因素所影响，因此可加强其讯号品质。此理同样可应用接收线LRX+、LRX-在接收讯号RX+/RX-的传送上。

该实体层720定义8位元/10位元编码以及带外讯号。从该物理层730接收到的所有数据位元将被解码为该8位元/10位元字元并移除SOF、CR、EOF。一串列附接小型计算机系统介面实体层720使用该带外讯号以辨识且开启该连接至另一串列附接小型计算机系统介面实体层720的该操作性链结。在串列附接小型计算机系统介面链结为可操作之后，该串列附接小型计算机系统介面实体层720发送讯号给该串列附接小型计算机系统介面链结层且该串列附接小型计算机系统介面链结层取得该串列附接小型计算机系统介面实体层720的控制以通联讯号，其包括辨识序列、连接管理、以及框架(frame)传输。串列附接小型计算机系统介面链结层是使用两个重要的结构(structure)，是为串列附接小型计算机系统介面原素(SAS primitive)与串列附接小型计算机系统介面框架(SASframe)。

一原素包括单一双字元组(double-word)且其为通联于一主机和一装置之间资讯的最简单位。当一原素中的位元被编码时，其产生的式样(pattern)不容易被误解为其他原素或乱数式样。原素主要用以运送即时状态讯息、控制介于该主机和该装置间的资讯传送以及通联的协调。一原素的第一位元组(byte)为一特别字元(special character)。

一框架包括复数个双字元组(double-words)以及以一开始原素(startprimitive)开始以一结束原素(end primitive)结束。当一连接没有建立时，使用该串列附接小型计算机系统介面位址框架(SAS address frame)，且以位址开始框架(SOAF，Start of Address Frame)开始且以位址结束框架(EOAF，Endof Address Frame)结束。

该串列附接小型计算机系统介面支援三种类型的连接，其包括用于串列附接小型计算机系统介面装置的串列小型计算机系统介面协定框架(SSPframe)、用于串列先进技术接取介面装置的串列先进技术接取介面隧穿协定框架(STP frame)、以及用于管理的多重处理器框架(SMP frame)。串列小型计算机系统介面协定框架和多重处理器框架以SOF(Start of Frame)开始且以EOF(End of Frame)结束。串列先进技术接取介面隧穿协定框架以SATA_SOF开始且以SATA_EOF结束。这些符合于串列附接小型计算机系统介面协定的框架与传输结构阐示于图9中。

一循环冗余检查码(CRC，Cyclic-Redundancy Check Code)为结束原素紧接在其后的最后的非原素双字元组。循环冗余检查码以整个该框架的内容计算，所有透过该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310通联于中央处理电路240和该直接存取储存装置420之间的输出入要求资讯将执行循环冗余检查码核对。因此，在从该储存虚拟化控制器至实体储存装置的传递中不慎发生的数据毁坏(如：因杂讯)可被侦测出且恢复，防止了潜在的数据写入错误媒体区段的灾难性数据毁坏情形的可能，此种数据写入错误媒体区段的情形可能是因为包括于初始输出入要求数据中的目的地媒体区段基础位址及/或媒体区段长度的毁坏而造成。

图6F描述一图5A中周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器的一第三实施例的方块图。此实施例中，部分串列附接小型计算机系统介面埠600连接至该扩展电路340以及部分串列附接小型计算机系统介面埠600直接连接至该直接存取储存装置420，且/或部分串列附接小型计算机系统介面埠600连接至该储存虚拟化控制器800。另外，该扩展电路340可更进一步连接至该直接连接至该直接存取储存装置420以及/或储存虚拟化控制器800。

图5B描述一根据本发明的图2B中该串列附接小型计算机系统介面控制器的一第二实施例的方块图，其中该扩展电路340是设置于介于该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310与该直接存取储存装置阵列400之间。

图6C说明于图5B或图6A中的该直接存取储存装置阵列400对该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的连接配置的一第一实施例的方块图，其中在该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310中不提供该串列附接小型计算机系统介面扩展电路340，但以一可附加于周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的独立装置提供的作为一对于该直接存取储存装置阵列4 00或另一串列附接小型计算机系统介面扩展电路340的介面/控制。

图6G说明于图5B或图6A中的该直接存取储存装置阵列400对该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310的连接配置的一第二实施例的方块图，其中在该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310中不提供该串列附接小型计算机系统介面扩展电路340，但提供其作为一独立装置。在此实施例中，部分该等串列附接小型计算机系统介面埠600连接至该扩展电路340以及部分该等串列附接小型计算机系统介面埠600用以直接连接至该直接存取储存装置420，且/或部分该等串列附接小型计算机系统介面埠600连接至该储存虚拟化控制器800。另外，该扩展电路340可更进一步连接至该直接存取储存装置420且/或该储存虚拟化控制器800。

图8B为一更为详细阐描述图2B以及图5B、或图6B/6C/6G中的介于该扩展电路340和其他功能方块连接的方块图。该扩展电路340可接收来自该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300的命令/数据且传送其等至该直接存取储存装置阵列400且/或至该储存虚拟化控制器800。

图5C说明一根据本发明的图2C中该串列附接小型计算机系统介面控制器的一第三实施例的方块图，其中该周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310连接至一背板320然后再连接至该扩展电路340并且最终至该直接存取储存装置阵列400。图8C为一更为详细说明图2C和图5C中的介于该背板、该扩展电路以及其他功能性方块之间连接的方块图。在此种配置下，该扩展电路340和其在图5B中的相同，然而该背板320提供一其上电气布线和连接器的强固电路板，以增强介于该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300和该扩展电路340之间的连接，且使与该串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结控制器300有关的附接和分离更为便利。

虽然根据本发明揭露于图5A到5C中的该串列附接小型计算机系统介面控制器300的该等实施例包括有两个周边元件连结延伸介面对串列附接小型计算机系统介面控制器310，根据本发明的该串列附接小型计算机系统介面控制器300也可包括一个或多于两个的控制器310于其中，端赖效能考量、工程考量、及/或成本或市场考量。在该技术领域中具有通常知识者可知其等代换可简易达成而无任何困难。

图7A至7F显示不同的方块图，其示例该根据本发明的中央处理电路与其对该储存虚拟化控制器的其他功能器方块的连接。

在图7A中，该中央处理电路方块的第一实施例是以该中央处理电路240A表示，其包括该中央处理单元晶片组/同位引擎244A、该中央处理单元242、一唯读记忆体(ROM，Read Only Memory)246、一非挥发性记忆体(NVRAM，Non-volatile RAM)248、一液晶显示模组350以及一箱体管理服务电路360。该中央处理单元可以为一PowerPC中央处理单元。该唯读记忆体246可为一快闪记忆体(FLASH)以储存基本输出入系统(BIOS)且/或其他程式，例如：控制器的核心程式(kernel)以及各程式模组，其中核心程式(kernel)用以在开机后执行以控制子系统的操作。该非挥发性记忆体储存若干个关于该磁碟输出入操作执行状态的资讯，其可于一不正常电力中断发生后且同时该输出入操作发生执行尚未结束的情况下被检验。该液晶显示模组350显示该子系统的操作。箱体管理服务电路360可控制该直接存取储存装置阵列的电源且做一些其他的管理。该唯读记忆体246、该非挥发记忆体248、该液晶显示模组350以及该箱体管理服务电路360透过一X-总线连接至该中央处理单元晶片组/同位引擎244A。该中央处理单元晶片组/同位引擎244A已于较早的图4解释过。

图7B中，该中央处理电路方块的一第二实施例是以该中央处理电路240B显示之，其包括一中央处理单元晶片组244B、该同位引擎260、该中央处理单元242、一唯读记忆体246，一非挥发记忆体248，一液晶显示模组350以及一箱体管理服务电路360。该第二实施例的中央处理电路240B与该中央处理电路240A，除了在中央处理电路240B中该中央处理单元晶片组244B和同位引擎260为两个独立晶片外，其余皆相同。

图7C中，该中央处理电路方块的一第三实施例是以该中央处理电路240C显示之，其主要包括该中央处理单元晶片组244C、该中央处理单元242、以及该唯读记忆体246。虽然在图7C中省略了该非挥发记忆体248以及该液晶显示模组350，其各个可为该中央处理电路240C的一部分。在此实施例中省略了该同位引擎。假设该储存虚拟化控制器200或储存虚拟化子系统20不需该种同位引擎功能时，该中央处理电路240可在不需一同位引擎下实行。例如，对一无同位引擎的JBOD模拟控制器或其储存虚拟化子系统、或一磁碟阵列型态1的控制器或其储存虚拟化子系统来说，不需要同位功能，且因此可省略同位功能。在另一情况下，其中该执行若干个同位功能程式或程式码的中央处理单元执行该同位功能，而非由一专用硬体，像是一同位引擎，因此可省略同位引擎。对于该同位功能来说，其可为一低效能但低成本的解决方式。

图7D中，该中央处理电路方块以该中央处理电路240D为一第四实施例的显示，其主要包括该中央处理单元晶片组244D、一数据保护引擎250、该中央处理单元242、以及该唯读记忆体246。虽然于图7D中省略该非挥发性记忆体248与该液晶显示模组350，其各个可为该中央处理电路240D的一部分。与该中央处理电路240C相较，中央处理电路240D更包括有一数据保护引擎250，相较于图7B中所示的该同位引擎，其可执行一较同位功能更强及/或不同的数据保护功能。例如说该数据保护引擎250可具有一错误更正码功能。

图7E中，该中央处理电路方块的一第五实施例是以该中央处理电路240E显示之，其主要包括该中央处理单元晶片组/唯读记忆体244E、该同位引擎260、该中央处理单元242、以及该唯读记忆体246。虽然于图7E中省略该非挥发性记忆体248以及该液晶显示模组350，其各个可为该中央处理电路240E的一部分。与中央处理电路240C相较，中央处理电路240E更包括该同位引擎260。该唯读记忆体嵌入式制造于该中央处理单元晶片组/唯读记忆体244E晶片内。或者，该唯读记忆体整合设置于该中央处理单元晶片组/唯读记忆体244E晶片内。

图7F中，该中央处理电路方块的一第六实施例是以该中央处理电路240F显示之，其主要包括该嵌入式中央处理单元/中央处理单元晶片组242F、该同位引擎260、以及该唯读记忆体246。虽然于图7F中省略该非挥发性记忆体248以及该液晶显示模组350，其各个可为该中央处理电路240F的一部分。和中央处理电路240E相较，该中央处理电路240F更包括该同位引擎260以及该唯读记忆体246，其各个独立于该嵌入式中央处理单元/中央处理单元晶片组242F之外。该中央处理单元嵌入式制造于该嵌入式中央处理单元晶片组/唯读记忆体242F晶片内。

图7A至7F仅显示几个示例该中央处理电路240的方块图，其余可为该技术领域中具有通常知识者变化且/或修改者应视为本发明的一部。例如，根据系统单晶片(SOC，System On Chip)的潮流，所有该功能性方块可整合形成或嵌入在单一晶片中。

本发明的操作流程以及若干个详细结构的更进一步细节于随后的图12至图22中解释。

请参考图12，其为根据本发明的一串列附接小型计算机系统介面储存虚拟化计算机系统一实施例的又一示图。其大部分硬体架构的细节已在较早的图1至图11B中描述过。

根据本发明，介于该主机单元10和该储存虚拟化控制器200之间的输出入串流以及介于该储存虚拟化控制器200与该实体储存装置阵列400之间的输出入串流的范例将一并介绍。

请参考图13与图14，其中描述介于该主机单元10和该储存虚拟化控制器200间的该输出入串流的一例。首先，该host准备IO requcst并将其发送给SVC。该SVC是透过该等输出入连结之一者而接收到来自该主机单元10的输出入要求。剖析该输出入要求以决定执行哪一操作，且对于非同步装置操作和同步装置操作来说，决定执行该操作于该逻辑媒体单元的哪一区段上。假使该操作仅包括内部模拟和非同步装置子操作的话，该储存虚拟化控制器200执行该相关的子操作，其包括传送任何相关数据至/自该主机单元10然后以一指出是否该操作成功或失败且为了何种理由的状态报告回应至该主机单元10。假使该操作包括同步装置操作时，是产生适当的装置端输出入要求且发送至该适当实体储存装置420以为回应。各个单一输出入要求的内容与该等输出入要求对不同实体储存装置420的分布是由与其相关的该特定逻辑媒体单元的特定映射本质所决定。在装置端输出入要求的执行之前或同时，任何将要自该主机单元10得到以作为该主机端输出入执行的一部分且于执行之后要被传送至该实体储存装置420的有效负载数据，将从该主机单元10传送至该储存虚拟化控制器200。

在该装置端输出入要求成功完成时，传送回应该装置端输出入要求而读取的数据至要求其等的单元，其中在快取实作时，该单元可能为该快取，而且任何被该主机要求传送至该主机单元10的数据是被传送至该主机单元10。然后产生指示成功操作的一状态报告并传送至该主机单元10。假使有装置端输出入要求没有成功完成，该储存虚拟化控制器200可从事备援操作而使得子操作成功完成，即使在面临一装置端输出入要求失败时也是如此。此等操作典型地包括产生其他装置端输出入要求至不同的媒体区段，以在读取时回复该数据，或在写入时将备援数据写入。磁碟阵列型态5为使用其他实体储存装置420的数据以重新产生不可从一特定实体储存装置420读出的数据的一例。在另一种实施例中，该储存虚拟化控制器200可选择使该子操作失效以放弃至该主机单元的数据传递且传回一对应的状态报告给该主机单元10。

图15以及图16示例一介于该储存虚拟化控制器200与一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置420间的该输出入串流的范例。对于每一个产生来作为一同步装置子操作的一部分的装置端输出入要求来说，先以串列小型计算机系统介面协定对串列附接小型计算机系统介面硬碟建立一连接，且将该定义该特定输出入操作的该参数的输出入要求资讯(例如：目的地媒体区段基础位址、媒体区段长度、指示操作执行的命令，等)包入一串列小型计算机系统介面协定框架然后在该指定的实体储存装置所连接的串列附接小型计算机系统介面连结之上传送该串列小型计算机系统介面协定框架至该相关实体储存装置420。各个框架包括一循环冗余检查码数值，该数值是由该框架中的数据所计算出，因此假使该框架中的数据在前往目的地实体储存媒体的途中以任何方式修改了的话，由该实体储存装置420于收到该框架时所执行的一致性检查将会失败，其中该一致性检查是将该数据与该框架的循环冗余检查码加以对照，且随着该框架的接收后该实体储存装置420将以一NAK原素传送至该储存虚拟化控制器200以为回应以指出该框架并非原封不动地接收。然后该储存虚拟化控制器200可由其选择重送该框架或其可放弃该交易并回送一相对应的状态报告至该要求的单元。

假使原封不动地接收到该框架，随着该框架的接收后该实体储存装置420传送一ACK原素至该储存虚拟化控制器200以为回应以该指出该框架是原封不动地接收。该实体储存装置420剖析包括于该框架中的要求以决定要执行的操作的本质以及其要执行该操作的媒体区段。假设该操作不为一在所指定媒体上的有效操作或该媒体的区段不为一有效区段，该实体储存装置420以一相对应的状态报告回应该储存虚拟化控制器200，其以产生一包括状态资讯的RESPONSE命令，包装其等在一串列小型计算机系统介面协定框架内并传送其回该储存虚拟化控制器200完成。否则，执行该要求的操作。

在该要求操作执行期间或之前，如果需要传送来自该储存虚拟化控制器200的有效负载数据至该实体储存装置420的话，该实体储存装置420将产生且发送一要求传送第一笔数据的串列小型计算机系统介面协定XFER_RDY框架(SSP XFER_RDY frame)。然后该储存虚拟化控制器200将分割该数据为区段，该等区段长度不超过该串列附接小型计算机系统介面协定所容许的单一框架传送的最大长度限度。各个区段是被包入一数据框架(DATA frame)内然后以一次一个的方式传送至该实体储存装置420。随着每一框架的传送，该储存虚拟化控制器200在传送下一个数据框架前等候接收来自该实体储存装置420的指出该实体储存装置420是预备好接收更多数据的XFER_RDY框架。每一数据框架包括一由该数据产生的循环冗余检查码数值，而在每一框架收到之时由该实体储存装置420检查其与数据的一致性。如果在该框架中的数据与该框架的循环冗余检查码之间发生不一致时，放弃该输出入操作且该实体储存装置420产生一相对应的状态报告，此是藉由产生一带有该状态数据的串列小型计算机系统介面协定RESPONSE框架(SSPRESPONSE frame)并传回至该储存虚拟化控制器200而完成。在收到此状态时，该储存虚拟化控制器200可，视其选择，重新发送该初始的输出入要求以重试该操作，或者放弃该交易且传回一相对应的状态报告至该要求单元。

在要求的操作执行的期间及/或在该操作完成之后，如果需要传送来自该实体储存装置420的有效负载数据至该储存虚拟化控制器200时，该实体储存装置420准备该数据(其可能需要从储存媒体读取该数据)且分割其等为长度不超过该串列附接小型计算机系统介面协定所容许的单一框架传送的最大长度限度的区段。各个区段被包入一数据框架中且然后以一次一个的方式传送至该储存虚拟化控制器200。再一次，一循环冗余检查码数值是由该框架中的数据产生之，并在该框架中被送至该储存虚拟化控制器200，且在每一框架收到之时由该储存虚拟化控制器200检查其与数据的一致性。假设介于该框架的数据与该框架的循环冗余检查码之间发生不一致时，随着框架接收后，该储存虚拟化控制器200是将一NAK原素送至该实体储存装置420以为回应以指出该框架并非原封不动地接收。然后该实体储存装置420典型地将马上放弃该输出入操作且产生一相对应的状态资讯，此是藉由产生一包括该状态数据的串列小型计算机系统介面协定RESPONSE框架(SSPRESPONSE frame)并传回该资讯至该储存虚拟化控制器200而达成。在接收到此状态时，该储存虚拟化控制器200可，视其选择，重新发送该初始的输出入要求以重试该操作，或者放弃该交易且传回一相对应的状态报告至该要求的单元。

如果该储存虚拟化控制器200原封不动地接收到全部的数据时，该储存虚拟化控制器200将以一ACK原素回应每一数据框架。当所有需要被传递至该储存虚拟化控制器200以作为该输出入要求执行的一部分的数据被传送至该储存虚拟化控制器200时，该实体储存装置420将产生一状态报告，而指出是否该操作成功完成，以及若不成功时是因何种原因。该状态报告以一串列小型计算机系统介面协定RESPONSE框架的格式编排且送回至该储存虚拟化控制器200。然后该储存虚拟化控制器200剖析该状态报告以决定该要求的成功或失败。如果该报告为要求失败时，该储存虚拟化控制器200可，视其选择，重新发送该初始输出入要求以重试该操作，或者放弃该执行并送回一相对应状态报告至该要求的单元。

对于介在该储存虚拟化控制器200和一串列先进技术接取介面实体储存装置间的该输出入串流来说，其与介于该储存虚拟化控制器200和一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置之间的输出入串流相似，除了对于如下的主要差异之外。一，对于串列先进技术接取介面硬碟来说，该连接以串列先进技术接取介面隧穿协定建立而非以串列小型计算机系统介面协定。二，建立该连接之后，数据依照串列先进技术接取介面协定传送。三，当一串列先进技术接取介面硬碟连接至一串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器300的串列附接小型计算机系统介面控制器310而没有经过一扩展电路340时，数据传送前无需建立一连接。

在一传统的平行小型计算机系统介面中，该串流整体与上述相似，然而该定义该输出入操作参数的初始装置端输出入要求资讯(例如：媒体区段基础位址的目的地、媒体区段长度、指示操作执行的命令，等)并非如在串列附接小型计算机系统介面中的框架的循环冗余检查码一般，而是未包入一用以检查传送数据有效性的框架中串列附接小型计算机系统介面。因此，此种数据在其由储存虚拟化控制器传输至实体储存装置的期间中不慎地毁坏(例如：因杂讯之故)可能不会被侦测出，有可能造成一数据写入错误媒体区段的灾难性的数据毁坏状况，其中该数据写入媒体的错误区段可能是因包括于在该初始输出入要求数据中的目的地媒体区段基础位址的及/或媒体区段长度的毁坏所致。在串列附接小型计算机系统介面实作中，此种毁坏将因其框架循环冗余检查码将与该数据不一致而被侦测到，且该实体储存装置将放弃该命令而非将该数据写入或从该媒体的错误区段中读出。相较于平行小型计算机系统介面，此为在一储存虚拟化控制器以一串列附接小型计算机系统介面实作的主要益处之一。

在实际操作中，该储存虚拟化控制器200将典型地同时处理以及执行复数操作以回应于复数等候中的主机端输出入要求。该等要求可来自一单一主机或复数主机。该等操作可包括同时执行的同步装置子操作。每一此种子操作可产生复数定址于不同实体储存装置420的装置端输出入装置要求。每一此种输出入装置要求可涉及，在连接该储存虚拟化控制器200以及所定址的实体储存装置420间的装置端输出入装置连结上，传送大量的数据于两者之间。典型地来说，该储存虚拟化控制器200将被组态设定为使输出入装置要求分布在不同的实体储存装置420上以及不同的装置端输出入装置连结上，以便使全部实体储存装置420以及输出入装置连结的总合带宽增加至最大。以组态设定改进总合带宽的一例为将实体储存装置420使用一磁碟阵列型态5的方式合并为逻辑媒体单元而非以磁碟阵列型态4的合并。在磁碟阵列型态4中，是指定一专用同位磁碟而使得全部同位更新均针对其进行。对于写入来说，其中每个写入需要一同位更新，比起其他数据硬碟，该同位硬碟最后会极忙碌。对于读取来说，该同位磁碟并未被存取，其意为有一硬碟对传送数据工作没有贡献。磁碟阵列型态5平均分散该同位至所有硬碟，因而，若假定输出入要求以一均匀分散的方式对实体媒体进行定址的话，则在写入时，没有一个硬碟是比其他任何硬碟忙碌，且在读取时，所有硬碟皆对数据传送工作有所贡献。

另一方面，该储存虚拟化控制器200可装备动态调整在不同实体储存装置420且/或输出入装置连结间的输出入装置要求分布的机制和智能以使总合实体储存装置/连结的带宽更进一步最佳化。一个例子是为介于连接至同样实体储存装置420组的该等输出入连结间的负载平衡。该储存虚拟化控制器200可智慧地记录传送在每一连结上的输出入装置要求并且由此资讯决定应在哪一连结上传送下一个输出入装置要求以使该连结的总合带宽增加至最大。另一例为介于一实体储存装置420镜像组的负载平衡数据读取输出入要求。再一次，该储存虚拟化控制器200可智慧地记录定址于每一实体储存装置420上的输出入装置要求并且由此资讯决定应在哪一连结上送出下一个输出入装置要求以使该实体储存装置420镜像组的总合带宽增加至最大。

在装置端输出入装置连结的总合带宽具有增加至最大的能力时，在一个储存虚拟化控制器扮演一关键角色的储存虚拟化子系统中的总效能，在某些主机输出入要求负载的型态下，会被此总合带宽限制住。在此种状况下，增加总合带宽可造成大幅增进的效能。总装置端输出入装置连结效能由两个因素决定：该连结的输出入要求执行/数据传送率以及输出入要求/数据传送分派的连结数目。该连结的输出入要求执行/数据传送率越高，总效能越大。类似地，装置端输出入要求和数据传送可分派的连结越多时，该装置端输出入连结子系统的总效能越大。

如前所述，平行小型计算机系统介面连结的数目无法提升到某一程度之上，因受到用以形成各个不同连结的必需专用讯号线路的数目(68)的限制。另外，相较于平行先进技术接取介面或串列先进技术接取介面，其亦较昂贵且于一印刷电路板上每连结占用一较大得多的占用面积。一典型的储存虚拟化控制器或可实施4到8个不同的装置端平行小型计算机系统介面输出入装置连结，其每一个连结所花费的成本数倍于平行先进技术接取介面或串列先进技术接取介面连结。因此光纤连结的数目不易提升，因为在印刷电路板上的占用面积尺寸以及每一连结的成本，典型地比平行先进技术接取介面或串列先进技术接取介面大一个数量级(an order of magnitude)。

因为每一个串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结仅包括4讯号线路且其等容许高度整合，因而使得一单一串列附接小型计算机系统介面控制集成电路可支援8连结，相对该标准平行小型计算机系统介面以及光纤来说在等量针脚数目和尺寸下可支援2连结，因此串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结的数目提升的很好。更进一步地，串列附接小型计算机系统介面每连结的成本足够低到允许大量数目的装置端串列附接小型计算机系统介面输出入装置连结被包括于一单一的成本低廉的储存虚拟化控制器内。

为了增加可连接至该储存虚拟化控制器的实体储存装置数量，本发明选择性地包括一个或多个扩展装置端多装置输出入装置连结，在此被称为装置端扩展埠，例如在该储存虚拟化控制器上的平行小型计算机系统介面或光纤通道仲裁回路。典型地该等连结连的布线方式是使得外部扩展机座的得以于外部连接于其上。该等机座可为直接连接至该连结而无任何介于中间转换电路的简单的”原生”JBODs或可为智慧型JBODs模拟子系统，该智慧型JBODs模拟子系统是以串列附接小型计算机系统介面或串列先进技术接取介面实体储存装置的合并以及一单一或冗余组的储存虚拟化控制器来模拟原生JBODs到，其中该储存虚拟化控制器提供从多装置输出入装置连结到装置端输出入装置连结(串列附接小型计算机系统介面或串列先进技术接取介面)的转变，而该多装置输出入装置连结是提供该JBOD子系统到该主要储存虚拟化子系统的连接，该装置端输出入装置连结(串列附接小型计算机系统介面或串列先进技术接取介面)则提供介于该JBOD储存虚拟化控制器以及其所管理的实体储存装置间的连接串列附接小型计算机系统介面。

虽然于图12中，仅一个串列附接小型计算机系统介面连结201连接至每一个直接存取储存装置420，然而在另一种实施例中，当串列附接小型计算机系统介面直接存取储存装置，例如串列附接小型计算机系统介面硬碟其上具有两个埠时，每一个串列附接小型计算机系统介面硬碟可有两个连结连接至该储存虚拟化控制器200，每一个连结是通过其中一个埠，以便组态为介于每一个串列附接小型计算机系统介面硬碟和储存虚拟化控制器间的一冗余埠/连结对。

请参阅图17所示，其为一支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统的一实施例图示。在图17中，该储存虚拟化控制器是具有复数个装置端扩展埠，每一个该扩展埠连接的储存单元皆为单一埠而连接至一装置端扩展埠上。然，假使该扩展埠连接的储存单元为双埠的话，一装设有一对或多对冗余组态设定的扩展埠的储存虚拟化控制器可使该扩展埠冗余对的一埠连接至一储存单元中双埠的一埠且使该扩展埠冗余对的另一埠连接至一储存单元中双埠的另一埠。图18描绘此种组态。在此情况下，如果该储存虚拟化控制器扩展埠冗余对埠中的其一埠故障时，或者该储存单元冗余对埠中的其一埠故障时，甚或将该储存虚拟化控制器的一埠连接至该储存单元的一埠的输出入装置连结冗余对的其中一者中断或受阻碍时，仍可经由连接该另一储存虚拟化控制器扩展埠至该另一储存单元埠的连结所构成的另一路径，来实现该储存虚拟化控制器对该储存单元的存取。

请参考图19，其为一支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统另一实施例图示。该储存虚拟化控制器200其上可具有复数个装置端扩展埠，其每一个连接至一于该储存虚拟化控制器200外部的扩展电路，单埠的直接存取储存装置则与该等扩展电路其中一者连接。因一外部扩展电路可连接至许多直接存取储存装置，因此可加至该储存子系统的直接存取储存装置数目增加。请参考图20，其仍为一支援装置端扩展埠的储存虚拟化子系统另一实施例图示。该储存虚拟化控制器200其中可具有一个或多个装置端扩展埠，其全部均连接至一于该储存虚拟化控制器200外部的扩展电路，单埠的直接存取储存装置则与该扩展电路连接。

请参考图21，其为一支援连接至双埠直接存取储存装置装置端扩展埠的储存虚拟化子系统另一实施例图示。该储存虚拟化控制器200其中可具有一对或多对装置端扩展埠，每一对装置端扩展埠的每一者皆分别连接至于该储存虚拟化控制器200外部的一对扩展电路的一者上。复数双埠的直接存取储存装置则与该等扩展电路连接，其中双埠的一埠是与一对扩展电路的一者连接，另一埠是与该对扩展电路的另一者连接。请参考图22，其仍为一支援连接至双埠直接存取储存装置装置端扩展埠的储存虚拟化控制器另一实施例图示。该储存虚拟化控制器200其中可具有一个或多个装置端扩展埠，其全部连接至一于该储存虚拟化控制器200外部的扩展电路，该等双埠直接存取储存装置的所有埠均连接于该扩展电路。

又，根据本发明的储存虚拟化子系统的一实施例，其是具有实体储存装置热插拔的功能，而当其中的储存虚拟化控制器为上线时，一个附接在储存虚拟化子系统的实体储存装置可与该储存虚拟化控制器分离并自该储存虚拟化子系统中移除，或是一个实体储存装置可在储存虚拟化控制器为上线时安装于该储存虚拟化子系统上而与该储存虚拟化控制器附接；此外，根据本发明的计算机系统的一实施例，亦具有前述实体储存装置热插拔的功能。

一储存虚拟化控制器典型地可能实用的另一特色为冗余的主机端连结，其中在该储存虚拟化控制器之上包括复数个主机端连结埠且在两个或多个该等连结上呈现给该主机的逻辑媒体单元为完全相同。此种经设计的特色使该主机具有即使在该等连结及/或埠的其一中断、被阻挡或其他故障时维持对该逻辑媒体单元存取的能力。

在此实施方式中，该两个分别的储存虚拟化控制器主机端埠连接至两个完全分开的主机端输出入装置连结以及主机埠(图中未示)。在一支援冗余主机端连接的实施方式中，该储存虚拟化控制器将在主机埠的两者上以一完全相同的方式呈现一样的逻辑媒体单元组。

储存虚拟化子系统典型地也包括使在该子系统中的装置可被该储存虚拟化控制器管理且监测的功能，例如：电力供应器、风扇、温度监测器、等。如前所述，此功能通常称为箱体管理服务电路。箱体管理服务电路时常以使用包括一中央处理单元及运行一软体程式以达成要求的机能的具智慧型电路为其实施。传统的平行小型计算机系统介面以及光纤介面的储存虚拟化子系统典型地分别仰赖该标准小型计算机系统介面协定SAF-TE和SES为该储存虚拟化控制器用以与该储存虚拟化子系统的箱体管理服务电路沟通的主要沟通机制。该等协定依次仰赖一介于该储存虚拟化控制器和储存虚拟化子系统间的连接，该连接是由一提供传送小型计算机系统介面命令协定的输出入装置连结(例如平行小型计算机系统介面或光纤连结)所构成。除了前述的方法之外，更提供一使用一低成本连结和在此连结上使用专有的协定(proprietary protocol)的成本低廉的解决方案。

晶片间总线(I2C bus)为一支援在一可接受传送速度下双向传送数据的低成本连结。其通常使用于个人计算机中来让该中央处理单元管理和监测主机板以及其他装置的状态。其十分适合于一区域性储存虚拟化子系统中提供一介于该储存虚拟化控制器以及该箱体管理服务电路间的沟通媒体，尤其在不具有一连接该储存虚拟化控制器至该储存虚拟化子系统的串列附接小型计算机系统介面/串列先进技术接取介面储存虚拟化控制器中。以标准来说，其不支援标准小型计算机系统介面命令协定的传送，因此任何使用该晶片间总线作为在该区域性储存虚拟化子系统中介于该等储存虚拟化控制器和该箱体管理服务电路间的主要沟通媒体的实施方式将以另一协定进行沟通，典型地来说为一专有的协定。

以晶片间总线为其主要沟通媒体时，箱体管理服务电路可以两种方式实施。第一种为使用以一类似SAF-E/SES的具有智慧型协定与该储存虚拟化控制器沟通的具智慧型电路。第二为将现有的基本型晶片间总线栓(“dumb”off-the-shelf I2C latches)且/或状态监测集成电路整合进入一管理/监测电路并将所有的智慧交给该储存虚拟化控制器。前者的选择具有使该箱体管理服务电路可提供更多先进的服务、价值以及客制化服务的优点。然而，其实施通常为困难且昂贵的。较后的选择的实施为简单且低廉的，但典型地不能支援先进的功能。

储存虚拟化子系统中的实体储存装置子系统被设计为典型地模拟可由一主机在对该子系统中的实体储存装置在作为主要存取使用连结的输出入装置连结上直接管理和监测的箱体管理服务电路实施。在该等实施中，该箱体管理服务电路电路为智慧型且实施标准小型计算机系统介面协定以管理和监测该箱体管理服务电路，例如SAF-TE和SES，其等可在该主要存取使用连结上传送。在该等实施中，箱体管理服务电路控制器若不是直接连接至一个或多个主要存许使用输出入装置连结以与该主机直接沟通，此处称作”直接连接”的一组态，就是仰赖由直接连接至该主要存取使用连结的该等装置(典型地来说，实体储存装置)的透通机制以从该主机转交要求和相关数据给该箱体管理服务电路控制器、来自该主机的回应和相关数据给该箱体管理服务电路控制器以及来自该该箱体管理服务电路控制器只回应和相关数据给该主机，在此称作”装置转交”。实施直接连接箱体管理服务电路控制器时可提供实体储存装置之外的独立性，因此一个或甚至全部的实体储存装置失败或不在时该箱体管理服务电路控制器的操作或使用将不受影响。实施直接连接箱体管理服务电路控制器的缺点为其典型地更为昂贵且实行起来复杂。实施装置转交箱体管理服务电路控制器的优点在于容易实行且成本相对地低廉，但会受到实体储存装置失效或不在可造成该主机对该箱体管理服务电路控制器无法存取的缺点。

为了加强和设计与实际实体储存装置子系统介面主机的一致性，一装备有箱体管理服务电路的控制器储存虚拟化子系统可支援一个或多个标准小型计算机系统介面箱体管理服务电路管理协定以及一个或两个上述的连接组态，即：直接连接和装置转交。对直接连接模拟来说，该储存虚拟化控制器将于一主机端输出入装置连结上以一个或多个ID/LUNs(logical unitnumber)呈现该箱体管理服务电路服务。该箱体管理服务电路可有分配给它的专用连结ID或仅分配给它已呈现给其他LUN的ID上的LUN。对SAF-TE模拟来说，该储存虚拟化控制器必须在专用ID上呈现箱体管理服务电路SAF-TE装置。对直接连接SES模拟来说，该箱体管理服务电路SAF-TE装置可被呈现在专用ID上或呈现其他LUN的ID上。对装置转交模拟来说，该储存虚拟化控制器仅包括该负责转交指示该主机该实体储存装置的其一功能为转交此般要求给该箱体管理服务电路的虚拟实体储存装置的INQUIRY字串中的资讯。典型地，多重虚拟实体储存装置以及甚至可能呈现在该连结上的全部虚拟实体储存装置将以箱体管理服务电路管理要求的转交者呈现，因此一个或多个虚拟实体储存装置不在或失效将不会影响该箱体管理服务电路无法存取。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (49)

1、一种储存虚拟化计算机系统，其特征在于其包括：

一主机单元以发送输出入要求；

一外部储存虚拟化控制器，耦接至该主机单元以执行输出入操作来回应于该输出入要求；以及

至少一个实体储存装置，其每一个是经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该储存虚拟化控制器，以经由该储存虚拟化控制器提供数据储存空间给该储存虚拟化计算机系统。

2、根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于其中所述的至少一个实体储存装置包括至少一个如下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

3、根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于其中当上述的储存虚拟化控制器为上线时，一个上述的至少一个实体储存装置可与储存虚拟化控制器分离或附接于其上。

4、根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个逻辑媒体单元包括至少一个实体储存装置的区段。

5、根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器包括：

一中央处理电路以执行输出入操作来回应于该主机单元的该输出入要求；

至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；

至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一个上述的至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元；以及

至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于上述的至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至上述的至少一个实体储存装置。

6、根据权利要求5所述的储存虚拟化计算机系统，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

7、根据权利要求5所述的储存虚拟化计算机系统，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

8、根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个是耦接至一主机端输出入装置连结。

9、根据权利要求8所述的计算机系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定为在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

10、根据权利要求5所述的计算机系统，其特征在于其中所述的主机端输出入装置连结埠包括至少一个如下述的埠类型：在目标模式中支援点对点连接的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面、以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

11、一种用于提供数据储存空间的储存虚拟化子系统，其特征在于其包括：

一外部储存虚拟化控制器，用以连结至一主机单元并执行输出入操作来回应于从该主机单元发送的输出入要求；以及

至少一个实体储存装置，其每一个是经由一串列附接小型计算机系统介面连结耦接至该储存虚拟化控制器，以经由该储存虚拟化控制器提供数据储存空间给该主机单元。

12、根据权利要求11所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器包括：

一中央处理单元以执行输出入操作来回应于该主机的该输出入要求；

至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；

至少一个主机端输出入装置连结埠设置于该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元；以及

至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该至少一个实体储存装置。

13、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

14、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

15、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的至少一个实体储存装置包括至少一个如下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

16、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个耦接至一主机端输出入装置连结。

17、根据权利要求16所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

18、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括该至少一个实体储存装置的区段。

19、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中当该储存虚拟化控制器为上线时一个上述的至少一个实体储存装置可与该储存虚拟化控制器分离或附接于其上。

20、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

21、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个多装置装置端扩展埠以配置一另一组的至少一个实体储存装置。

22、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器更包括至少一个扩展埠以经由一扩展电路来配置一另一组的至少一个实体储存装置。

23、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中至少一该主机端输出入装置连结埠包括至少一个下述的埠类型：在目标模式中支援点对点连线的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面、以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

24、根据权利要求12所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其更包括一箱体管理服务电路机制。

25、根据权利要求24所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的箱体管理服务电路机制管理及监测至少一个如下述属于该储存虚拟化子系统的装置：电源供应器、风扇、温度感测器、电压计、不断电电源供应器、电池、发光二极管、音响警报器、实体储存装置容置匣锁、门锁。

26、根据权利要求24所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的箱体管理服务电路组态设定为支援下述的一组态：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

27、根据权利要求24所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中所述的箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述的一协定：SES箱体管理服务电路协定和SAF-TE箱体管理服务电路协定。

28、根据权利要求24所述的储存虚拟化子系统，其特征在于其中组态设定该箱体管理服务电路机制更包括下述的一个电路以和该储存虚拟化控制器沟通：晶片间总线栓以及状态监测电路。

29、一种外部储存虚拟化控制器，其特征在于其包括：

一个中央处理电路，用以执行输出入操作来回应于来自一主机单元的输出入要求；

至少一个输出入装置连结控制器耦接至该中央处理电路；

至少一个主机端输出入装置连结埠设置于一该至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至该主机单元：以及

至少一个串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠设置于至少一个输出入装置连结控制器中以耦接至至少一个实体储存装置且与该至少一个实体储存装置执行点对点串列讯号传送。

30、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于同一的输出入装置连结控制器中。

31、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中一主机端输出入装置连结埠以及一个上述的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结埠被设置于不同的输出入装置连结控制器中。

32、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的输出入装置连结控制器更包括一个周边零件连接介面/周边元件连结延伸介面以连接至该中央处理电路。

33、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的输出入装置连结控制器更包括一个周边元件连结快捷介面以连接至该中央处理电路。

34、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器包括至少一个主机端输出入装置连结埠，其每一个耦接至一个主机端输出入装置连结。

35、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括至少一个实体储存装置的区段。

36、根据权利要求35所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器被组态设定以在至少两个上述的至少一个主机端输出入装置连结埠上冗余地呈现一逻辑媒体单元。

37、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中至少一个该实体储存装置为一直接存取储存装置且该储存虚拟化控制器被组态设定以定义至少一个的逻辑媒体单元包括至少一个该直接存取储存装置的区段且该逻辑媒体单元为一磁碟阵列型态或磁碟阵列型态的合并，藉此该逻辑媒体单元可为该主机单元连续寻址。

38、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其更包括至少一个扩展埠以配置一第二组的至少一个实体储存装置。

39、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其更包括至少一个多装置装置端扩展埠以配置一第二组的至少一个实体储存装置。

40、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其更包括至少一个扩展埠以经由一扩展电路而配置一第二组的至少一个实体储存装置。

41、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其中至少一个该主机端输出入装置连结埠包括至少一个如下述的埠型态：在目标模式中支援点对点连线的光纤通道、在目标模式中支援私用回路连线的光纤通道、在目标模式中支援公用回路连线的光纤通道、操作在目标模式中的平行小型计算机系统介面、操作在目标模式中支援网际网路小型计算机系统介面协定的乙太网路、操作在目标模式中的串列附接小型计算机系统介面、操作在目标模式中的串列先进技术接取介面、美国电机电子工程师协会1394A介面/美国电机电子工程师协会1394B介面以及万用串列总线介面/万用串列总线2.0介面。

42、根据权利要求29所述的外部储存虚拟化控制器，其特征在于其更包括一箱体管理服务电路机制。

43、根据权利要求42所述的储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述组态的其一：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

44、根据权利要求42所述的储存虚拟化控制器，其特征在于其中所述的储存虚拟化控制器组态设定为支援下述协定的其一：SES箱体管理服务电路协定和SAF-TE箱体管理服务电路协定。

45、一种于一具有一外部储存虚拟化控制器的计算机系统中用以执行储存虚拟化的方法，其特征在于其包括：

以该储存虚拟化控制器接收一来自该计算机系统的一主机单元的输出入要求；

以该储存虚拟化控制器剖析该输出入要求以决定至少一个输出入操作来执行而回应于该输出入要求；以及

以该储存虚拟化控制器执行至少一个输出入操作而以符合串列附接小型计算机系统介面的点对点串列讯号传送方式存取使用该计算机系统的至少一个实体储存装置。

46、根据权利要求45所述的方法，其特征在于其更包括提供一箱体管理服务电路机制的步骤。

47、根据权利要求46所述的方法，其特征在于其更包括当箱体管理服务电路机制组态设定为支援下述组态的其一时执行该机制的步骤：直接连接箱体管理服务电路组态和装置转交箱体管理服务电路组态。

48、根据权利要求45所述的方法，其特征在于其中至少一个实体储存装置包括至少一个下述的实体储存装置：一串列附接小型计算机系统介面实体储存装置、一串列先进技术接取介面实体储存装置、以及一平行先进技术接取介面实体储存装置。

49、根据权利要求45所述的方法，其特征在于其中执行至少一个输出入操作的步骤包括发送至少一个装置端输出入要求给一设置于该储存虚拟化控制器中的串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器，以及由该串列附接小型计算机系统介面装置端输出入装置连结控制器重新编排该装置端输出入要求及其伴随输出入数据的格式并串列附接小型计算机系统介面而使输出入要求数据成为符合串列附接小型计算机系统介面传送协定的至少一个数据包。

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