CN100409195C - 建立储域网络系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种建立储域网络系统的方法，提供储域网络(SAN)系统中断后管理恢复的功能，包含以下步骤：在SAN系统的一层次中，根据任务命令与上一层次的内容，产生该层次数据与上一层次数据的关系数据并储存；以及执行建立该层次的实体操作，其中当执行建立该层次的实体操作的步骤因一异常状况中断后，进行如下操作：执行每个层次的自检；根据每一该层次与该上一层次的该关系数据，验证每一该层次的一数据是否正确，若不正确，则依该关系数据将该数据修正为正确；以及依正确的该数据，进行建立该层次的数据操作。

Description

建立储域网络系统的方法
技术领域
本发明涉及一种SAN系统的管理方法，特别是一种建立储域网络(SAN)系统的方法。
背景技术
SAN表示Storage Area Network(储域网络)，主要是利用专用的高速网络信道，例如光纤信道(Fibre Channel)在储存组件和服务器之间建构而直接连结。储域网络(SAN)是新的数据及数据储存模式，其主要优势是将大量的储存装置分散在企业环境中，以供任何地点的不同应用服务器来使用。只要用户将计算机连接到系统，便可轻易快速地将储存在不同地点的数据通过“中央化”处理，供日后参考及分析。
目前市场上的SAN(Storage Area Network)产品，提供给使用者更高安全性、更高效率的虚拟硬盘连结功能，并且其虚拟硬盘的空间还有可扩充的需要。为满足这些需求，一般采用如图1所示的结构。
如图所示，SAN系统管理多块物理硬盘1，在每块物理硬盘建立物理分区，称为分区(Partition)层3；通过这些物理分区建立起冗余廉价磁盘驱动器数组(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID)5，RAID是用来分散信息到许多磁盘上的一种方法，组成一个层次的存储设备，提供整合的容量、更高的连结效率，并以一定的数据冗余换取更高的安全性；卷组VG(VolumeGroup)层7则是使用RAID或直接使用物理分区建立一个将分离的存储单元转变成易于管理的虚拟存储单元，由于其根本上是将物理硬盘的空间整合，所以某些场合也被称为盘组DG(Disk Group)；逻辑卷LV(logical Volume)层9，是在VG层7之上建立的供用户连结的存储空间，通过网络协议可以映像为客户端的虚拟硬盘，因此也被称为虚拟盘VD(Virtual Disk)。
以上SAN系统的普遍架构，要依据用户的需求建立相应的DG层和VD层，需要有分区层3、RAID层5、VG层7和LV层9几个层次的建立，而每个层次中又会分成几个步骤，例如VG层7和LV层9就需要分别对系统内核、硬件、配置信息作操作。而这所有的步骤都是相关的，有很强的逻辑关系。因此，如果在建立、修改的过程中发生了故障，例如设备掉电、系统死机等，致使过程被终止并且运行数据丢失，将会使各个层次发生混乱，即使系统恢复，也只能舍弃未完成的执行成果，重新开始执行任务；或者删除发生混乱的层次，对其重新建立。因此在多数SAN系统中都明确标示：这种操作过程不可被打断，否则会造成严重后果。
也因此，如何避免因系统中断所产生的严重后果，便成为现今SAN系统中急待解决的问题。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种建立储域网络(SAN)系统的方法，其目的在于为系统提供一种更强的保护机制，在系统因断电这种不常出现却又致命的情况下中断时，实现更进一步的系统安全保护；通过保存必要信息，在系统恢复运转后将未完成的任务完成，同时进行尽可能的修复，恢复系统各层次的正确性。
进一步来说，本发明提供的一种建立储域网络(SAN)系统的方法，在系统不幸发生故障时，可以记录下正在执行的任务，并且保存各个层次间必要的架构信息，从而在系统恢复后可以继续完成因例如断电等异常状况发生前未完成的任务，或者恢复发生混乱的层次，尽可能的挽救系统的损失。
因此，为达到上述目的，本发明所公开的一种建立储域网络(SAN)系统的方法，提供储域网络(SAN)系统中断后管理恢复的功能，包含以下步骤：在SAN系统的一层次中，根据任务命令与上一层次的内容，产生该层次数据及与上一层次数据的关系数据并储存；以及执行建立该层次的实体操作，其中当执行建立该层次的实体操作的步骤因一异常状况中断后，进行如下操作：执行每个层次的自检；根据每一该层次与该上一层次的该关系数据，验证每一该层次的一数据是否正确，若不正确，则依该关系数据将该数据修正为正确；以及依正确的该数据，进行建立该层次的数据操作。
上述建立该层次的数据操作的步骤后，包含：依该层次的数据，确认该层次的实体是否一致，不一致时，依据正确的该数据执行该层次的实体操作。
上述层次可为硬盘层次、分区层次、RAID层次、RAID-分区层次、VG层次、VG-RAID层次及LV层次。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技术的人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、申请专利范围及附图，任何熟习相关技术的人员可轻易地理解本发明相关目的及优点。
附图说明
图1为公知SAN系统架构的示意图；
图2为本发明SAN系统中断的管理恢复方法的主要操作方法流程图；
图3为本发明SAN系统中断的管理恢复方法的自检修复方法流程图；
图4为SAN系统的DG建立的方法流程图；
图5为SAN系统的VG建立的方法流程图；及
图6为应用本发明后，DG建立被中断后的恢复方法流程图。
图中标号说明：
1    物理硬盘
3    分区(Partition)层
5    RAID层
7    卷组VG(Volume Group)层
9    逻辑卷LV(logical Volume)层
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，现配合实施例详细说明如下。以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
本发明的一种提供SAN系统中断的管理恢复方法，其主要原理是在SAN系统的管理架构中建立数据保存机制，例如数据数据库或数据文件。在执行任务时，针对不同的层次，每个层次中都先将任务的关键信息保存下来，然后再执行实际的操作，使本层次的系统实际情况和记录的数据相一致。各个层次间的数据之间有确定的逻辑关系，下一个层次将依照这些数据确定其本身要进行的步骤。
由此，当任务的执行因异常状况中断，系统恢复时会执行各个层次的自检，每个层次参照上一层次的数据验证本层次的数据是否正确，若不正确，则修正问题数据；再依照记录的数据和系统的实际情况相对照，如果发现不相一致的则按照正确的数据对系统进行操作，从而完成了中断前正在执行而尚未完成的步骤，这样完成整个任务。
本发明的主要技术流程具体说明如下：
请参阅图2，为本发明SAN系统中断的管理恢复方法的主要操作方法流程图。
正常情况下的操作，例如建立DG等，系统首先需要具有储存数据的功能，例如数据数据库。如图所示，首先，根据任务命令的内容，将任务划分成针对不同层次的步骤(步骤201)；然后在每个层次中，根据上一层次的内容和任务命令生成该层次数据与上一层次的关系数据，保存起来(步骤202)；然后才执行实际的系统实体操作(步骤203)。这一层次实体操作成功后(步骤204)，若接续有下一层次需进行，则再进行下一层次的步骤(步骤205)。反之，若实体操作步骤失败，则会提示错误并退出操作(步骤206)。
这一流程如果因为异常原因而被打断，例如步骤202与步骤203之间，则在保存的数据中有新的数据，但系统的实体中并没有相应的改变，二者出现不相一致的情况；又如在步骤203与步骤205之间被打断，则两个层次的数据间将会出现逻辑关系错误的情况，新的数据会被作为逻辑异常被识别。
而上述因异常原因所造成的保存数据与系统实体不相一致的情况，或是两层次数据间所出现的逻辑关系错误情况都可通过下述自检修复方法恢复。
请参阅图3，为本发明SAN系统中断的管理恢复方法的自检修复方法流程图。
如图所示，系统上电启动后，在逐步启动各个层次时，先要执行每个层次的自检过程。首先，从数据数据库中读取本层次的数据(步骤301)，检查该数据与其上一层次数据间是否有逻辑错误，并找出错误数据(步骤302)，此错误数据即为尚未执行的任务步骤，依据数据逻辑关系修改数据以恢复其正确性(步骤306)。然后，以本层次数据为依据检查系统中的对应实体(步骤303)，其中包括了刚刚修复的数据，如果二者一致(步骤304)，说明该层次操作已经完成，则执行下一层次的检查(步骤305)；如果有不一致(步骤304)，则说明该层次有未完成的操作步骤，则依据修复的数据执行实体操作(步骤307)，执行成功后，若接续有下一层次需进行，则进行下一层次检查(步骤305)。
这一过程是包含了各个层次的自检，每个层次因自身特点不同，所作的系统实体操作也不相同，但根据数据执行修复的步骤是都相同的。
第一具体实施例
下面举一具体实例说明本发明操作过程。本例引用我们开发的SAN 1.0项目，在Linux系统下开发，采用sqlite相关的数据库工具进行数据保存，各个层次的自检在系统启动时执行，并且在系统运行中也会触发，执行自检并修复发现的问题，二者工作过程相同。
数据保存内容
系统中，按照架构设计分成硬盘、分区、RAID、VG、LV几个层次(参见图1)，每个层次所保存数据内容如下：
硬盘
  ID   硬盘数据的唯一标示
  SN   硬盘产品序列号
  Size   硬盘大小
  GroupID   硬盘所属盘组(DiskGroup)
  JPNum   硬盘跳线号，标示顺序
  State   硬盘实体当前状态
分区
  ID   分区数据的唯一标示
  DiskID   分区所在硬盘标示
  Name   分区名称
  Size   分区大小
  StartBlock   分区起始位置
  State   分区实体当前状态
RAID
  ID   RAID数据的唯一标示
  Name   RAID名称
  Level   RAID级别
  State   RAID实体当前状态
RAID-分区
  PartitionID   对应分区数据的唯一标示
  RAIDName   对应RAID名称
  RAIDDisk   分区在RAID中的序号
  Order   分区在所属硬盘中的顺序
VG
  ID   VG数据的唯一标示
  Name   VG名称
  Size   VG大小
  GroupID   VG对应盘组标示
  State   VG实体当前状态
VG--RAID
  RAIDID   对应RAID数据的唯一标示
  VGID   对应VG数据标示
  State   RAID在所属VG中的顺序
LV
  ID   LV数据的唯一标示
  Name   LV名称
  Size   LV大小
  VGID   LV对应VG标示
  State   LV实体当前状态
上列表格是为了描述本实施例，只包括描述本例所需的数据，而非全部数据表及字段。
请参阅图4，为SAN系统的DG建立的方法流程图。
如图所示，以DG建立过程为例，因为在SAN项目中，由VG增加了若干管理信息而构成了对应的DG，因此DG建立实质上就是VG的建立。
该任务由用户指定选用硬盘、RAID级别两项，作为任务的输入条件；目的是依照图1所示结构选择硬盘，依次建立分区、RAID及VG，而分区划分、RAID使用分区规划以及RAID组成VG的规划结构都是程序算法控制，遵循固定的原则，也即，两个层次间的数据关系是确定的。
整个任务的流程如图4所示，包括选择硬盘(步骤401)、分区建立(步骤403)、RAID建立(步骤405)、VG建立(步骤407)和DG数据建立(步骤409)，每一步都需前一步执行成功(步骤402、步骤404、步骤406、步骤408、步骤410)，否则提示失败信息(步骤411)退出。
上述任务流程同样适用于DG的删除、修改等其它操作。
请参阅第5图，为SAN系统之VG建立之方法流程图。
各个层次的建立的具体流程都是相类似的，因此在此仅以VG的建立流程为例作说明，包括取得RAID数据(步骤501)、建立VG数据(步骤503)、建立VG实体(步骤505)，每一步都需前一步执行成功(步骤502、步骤504、步骤506)，如有异常则提示失败(步骤507)退出。
请参阅图6，为应用本发明后，DG建立被中断后的恢复方法流程图。
当DG建立执行中遭遇异常状况被打断，如断电异常，则在设备重新启动后，执行系统的自检过程，依硬盘、分区、RAID、VG次序执行各层次的自检。以VG层自检流程说明其恢复过程。
如图所示：一实施例情况，断电发生在读取RAID，而尚未建立VG数据时，如图5中步骤501和步骤502之间。首先读取RAID和VG数据(步骤601)，发现有RAID数据没有对应VG(步骤602与步骤603)，则执行建立VG数据操作(步骤606)，在后面的程序中将执行建立VG实体操作(步骤604)；另一实施例情况，断电发生在VG数据已建立而尚未建立实体时，如图5中步骤502和步骤503之间。读取RAID和VG数据，未发现问题(步骤601)，随后在依据VG数据检查系统实体时发现VG实体未建立(步骤604)，则执行建立VG实体操作(步骤607)。
虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。

Claims (9)

1. 一种建立储域网络系统的方法，提供该储域网络系统中断后管理恢复的功能，包含以下步骤：
在该SAN系统的一层次中，根据一任务命令与上一层次的内容，产生该层次数据与该上一层次数据的一关系数据并储存；以及
执行建立该层次的实体操作，其中当执行建立该层次的实体操作的步骤因一异常状况中断后，进行如下操作：
执行每个层次的自检；
根据每一该层次与该上一层次的该关系数据，验证每一该层次的一数据是否正确，若不正确，则依该关系数据将该数据修正为正确；以及
依正确的该数据，进行建立该层次的数据操作。
2. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中建立该层次的数据操作的步骤后，包含：
依该层次的数据，确认该层次的实体是否一致，不一致时，依据正确的该数据执行该层次的实体操作。
3. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一硬盘层次，该硬盘层次包含多个数据用以表示硬盘数据的唯一标示、硬盘产品序列号、硬盘大小、硬盘所属盘组、硬盘跳线号，标示顺序及硬盘实体当前状态。
4. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一分区层次，该分区层次包含多个数据用以表示分区数据的唯一标示、分区所在硬盘标示、分区名称、分区大小、分区起始位置及分区实体当前状态。
5. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一冗余廉价磁盘驱动器数组层次，该冗余廉价磁盘驱动器数组层次包含多个数据用以表示冗余廉价磁盘驱动器数组数据的唯一标示、冗余廉价磁盘驱动器数组名称、冗余廉价磁盘驱动器数组级别及冗余廉价磁盘驱动器数组实体当前状态。
6. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一冗余廉价磁盘驱动器数组-分区层次，该冗余廉价磁盘驱动器数组-分区层次包含多个数据用以表示对应分区数据的唯一标示、对应冗余廉价磁盘驱动器数组名称、分区在冗余廉价磁盘驱动器数组中的序号及分区在所属硬盘中的顺序。
7. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一卷组分区层次，该卷组分区层次包含多个数据用以表示卷组数据的唯一标示、卷组名称、卷组大小、卷组对应盘组标示及卷组实体当前状态。
8. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一卷组--冗余廉价磁盘驱动器数组层次，该卷组--冗余廉价磁盘驱动器数组层次包含多个数据用以表示对应冗余廉价磁盘驱动器数组数据的唯一标示、对应卷组数据标示及冗余廉价磁盘驱动器数组在所属卷组中的顺序。
9. 如权利要求1所述的建立储域网络系统的方法，其中该层次包括一逻辑卷层次，该逻辑卷层次包含多个数据用以表示逻辑卷数据的唯一标示、逻辑卷名称、逻辑卷大小、逻辑卷对应卷组标示及逻辑卷实体当前状态。
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