CN100514270C - 虚拟带服务器中虚拟卷数据的动态载入 - Google Patents

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CN100514270C CNB2005800088327A CN200580008832A CN100514270C CN 100514270 C CN100514270 C CN 100514270C CN B2005800088327 A CNB2005800088327 A CN B2005800088327A CN 200580008832 A CN200580008832 A CN 200580008832A CN 100514270 C CN100514270 C CN 100514270C
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Abstract

公开了通过使用标准读取/写入命令从数据存储设备获得数据存储设备特定信息的系统、方法和制造品。该方法使用主机应用以将独特记录序列写入数据存储设备的逻辑卷。数据存储设备检测逻辑卷的独特记录序列并将设备特定信息写入逻辑卷，从而使得主机应用能够通过使用对逻辑卷的读取命令读取数据存储设备特定信息。

Description

虚拟带服务器中虚拟卷数据的动态载入
技术领域
本发明一般涉及通过主机应用从虚拟带服务器检索存储控制器特定数据。存储控制器特定数据的检索是通过使用主计算机和虚拟带服务器之间的数据通路实现的。
背景技术
虚拟带存储系统使用硬盘驱动存储器来模拟(emulate)带驱动器和带盒。例如，主机系统通过对模拟带库的一组硬盘驱动器执行输入/输出(I/O)操作，对带库执行I/O操作。在诸如International BusinessMachines(IBM)
Figure C200580008832D00051
 Virtual Tape Server的现有虚拟带存储系统中，至少一个虚拟带服务器(VTS)与包含多个带驱动器和带盒的带库耦合。VTS还与由多个互连的硬盘驱动器构成的直接存取存储设备(DASD)耦合。
DASD用作带库中的卷的高速缓存。在VTS操作中，VTS处理主机的访问带库中的卷的请求，并且，如果可能，从高速缓存为这些请求返回数据。如果该卷不在高速缓存中，那么VTS从带库将该卷重新调用到高速缓存，即，VTS从带库向高速缓存传输数据。对于存在于高速缓存中的卷，VTS可以以比对于必须从带库重新调用到高速缓存的卷的请求快得多的速度响应主机请求。
由于高速缓存可以以比带库快的速度满足请求，因此，如果在高速缓存中保持频繁访问的卷，那么I/O请求可更快地得到满足。但是，由于与带库相比高速缓存的容量相对较小，因此不能在高速缓存中保持所有的卷。由此，VTS还从高速缓存向带库对卷进行预迁移，即，VTS从高速缓存向带库中的带盒传输数据。从高速缓存向带盒传输数据的过程称为预迁移。最终，这些被预迁移的卷将从高速缓存被去除，并被减缩成指向带盒上的数据的指针，由此为新的数据释放高速缓存中的空间。这种减缩或“迁移”操作非常快，并且，VTS中的性能瓶颈是预迁移操作本身。
一般地，在主计算机上运行的应用(application)使用数据通路对存储设备读取和写入数据。在使用主机的VTS操作中，数据通路被用于对与VTS相关的数据存储器读取和写入数据。如果应用(即，在主机上运行的应用)需要关于数据存储设备(即，VTS)的设备信息，那么特别的应用必须被写入，以使用其它特别的通路获得设备信息。例如在AIX应用中，读取和写入被用于传输应用数据，并且，需要IOCTLS(对特定的AIX设备驱动器的输入和输出控制命令)以获得设备特定信息。
一般地，用于获得设备信息的特别的通路是设备专用的，而数据通路命令一般不是设备专用的。这使得获得设备信息的应用在硬件平台之间的移动性较差，从而使应用的维护成本变高。另外，数据通路命令对于发送和返回的数据有固定的格式，从而在任何时间都需要请求数据的主机应用、控制I/O设备的主机的操作系统和处理请求的存储设备之间的变化的协调，并且，需要来自数据存储设备的附加信息。当数据的性质本身具有高度的变化性时，使用数据通路命令方法以从存储设备获得信息也是低效的。例如，如果存储设备是自动带库并且被请求的信息是存储在该库中的带的列表，那么该列表对于较小的库结构可包含几百个条目，或者，对于较大的虚拟库可以包含几十万个条目。数据通路命令不能容易地处理完全可变的数据量。一般地，用于获得信息的数据通路命令被设计为一次获得一个带标识符或者一些固定的多个带标识符，例如，一百个带标识符。虽然对于较小的库一次获得一百个会工作良好，但对于较大的库获得信息所需要的几百个命令的开销过大。所需要的是从使用标准主计算机数据路径和读取/写入命令的数据存储设备获得设备特定信息的方法。因此，需要从使用标准主计算机数据路径和读取/写入命令的存储设备获得特定信息的改进的方法。
发明内容
本发明提供通过使用标准读取/写入命令从数据存储设备获得数据存储设备特定信息的系统和方法。该方法使用主机应用以将独特记录序列写入数据存储设备的逻辑卷。数据存储设备检测逻辑卷的独特记录序列并将设备特定信息写入逻辑卷，从而使得主机应用能够通过使用对逻辑卷的读取命令读取数据存储设备特定信息。
在方法形式方面，示例性实施例包含一种从数据存储设备获得信息的方法，该方法包括将包含独特记录序列的数据写入数据存储设备上的逻辑卷。数据存储设备分析写入逻辑卷中的数据，以检测独特记录序列。响应数据存储设备在逻辑卷上检测到独特记录序列，数据存储设备将数据存储设备特定信息写在逻辑卷上，数据存储设备安装逻辑卷并从逻辑卷读取设备特定信息。
另一示例性方法实施例包括一种从数据存储设备获得信息的方法，该方法包括：将包含独特记录序列的数据写入数据存储设备上的逻辑卷。数据存储设备分析写入逻辑卷中的数据，以检测独特记录序列。响应数据存储设备在逻辑卷上检测到独特记录序列，数据存储设备将设备特定信息数据请求标记置于与逻辑卷相关的元数据中，以指示逻辑卷包含设备特定信息。数据存储设备接收安装逻辑卷的请求并读取元数据。响应数据存储设备检测到元数据中的设备特定信息数据请求标记，数据存储设备验证逻辑卷是特别数据请求逻辑卷并将设备特定信息写在逻辑卷上。数据存储设备从逻辑卷读取设备特定信息并向主计算机提供设备特定信息。
在系统实施例方面，本发明提供一种用于从设备获得信息的系统，该系统包括：主计算机；数据存储设备，该数据存储设备包含：高速缓冲存储器；逻辑卷；用于控制数据存储设备的中央处理单元；和与主计算机耦合用于将所述数据存储设备连接到主计算机上的主计算机接口。主计算机将包含独特记录序列的数据写入数据存储设备上的逻辑卷。数据存储设备分析写入逻辑卷中的数据，以检测独特记录序列，并且，响应数据存储设备在逻辑卷上检测到独特记录序列，数据存储设备将数据存储设备特定信息写在逻辑卷上。数据存储设备安装逻辑卷并从逻辑卷读取设备特定信息。数据存储设备向主计算机提供设备特定信息。
本领域技术人员可以理解，虽然参照优选实施例和使用的方法进行以下的详细说明，但本发明的意图不是局限于这些优选实施例和使用的方法。相反，本发明仅由所附的权利要求的描述限定。
为了使得能够更详细地理解本发明，现在结合附图给出以下详细说明。
附图说明
现在参照附图，在以下这些附图中相似的附图标记表示相应的部分：
图1以框图的形式表示根据本发明的实现的计算环境。
图2以框图的形式表示根据本发明的实现的计算环境的更多细节。
图3表示根据本发明的某些实现的包括虚拟带服务器、高速缓存和物理库的框图。
图4表示将数据写入数据存储设备的过程的流程图。
图5表示从数据存储设备读取数据的过程的流程图。
图6表示获得数据存储设备特定信息的本发明的一个实施例的流程图。
图7表示获得数据存储设备特定信息的本发明的第二实施例的流程图。
图8以框图的形式表示可用于本发明的主机、操作员接口和VTS的结构的一个实现。
具体实施方式
在以下说明中以优选实施例说明本发明。优选实施例是参照附图被说明的。虽然结合优选实施例说明本发明，但本领域技术人员可以理解，其意在覆盖可被包含的替代方案、变化和等同。
图1以框图的形式表示根据本发明的实施例的计算环境100。虚拟带服务器(VTS)110将虚拟带模拟为直接存取存储设备(DASD)高速缓存160上的文件。可以使用另外的VTS，但出于示例的目的，示出单个VTS 110。VTS 110是本领域公知的任意服务器计算装置，并包含本领域公知的任何操作系统。例如，在本发明的某些实现中，VTS 110可以以包含
Figure C200580008832D00091
系统、IBM P
Figure C200580008832D00092
的一个或更多个计算机实现，并包含操作系统。
一个或更多个主机102和一个或更多个操作员接口105连接到VTS 110上。主机102和操作员接口105可以为本领域公知的任何计算装置，诸如个人计算机、工作站、服务器、大型机、手提计算机、掌上计算机、电话装置、网络设备等。主机102和操作员接口105可包含本领域公知的任何操作系统，诸如IBM OS/390＊＊操作系统。
VTS 110包含用于控制VTS 110的至少一个中央处理单元(CPU)128和诸如为优化存储器的利用率的存储管理器130的应用。存储管理器130可被实现为独立的应用或一个或更多个其它应用的一部分。存储管理器130控制对诸如DASD文件缓冲器的高速缓冲存储器(即，高速缓存160)和诸如自动数据存储库的物理库150的访问。在某些实现中，存储管理器130可包含利用自动数据存储库的软件，诸如IBM
Figure C200580008832D00094
 Virtual Tape Server和IBM ADSTAR DistributedManagement(ADSM)软件或
Figure C200580008832D00095
 Storage Manager。存储管理器130可在主机102、高速缓存160和物理库150之间执行数据移动操作。在IBM出版物
Figure C200580008832D00096
 Peer-to-Peer Virtual Tape ServerPlanning and Implementation Guide”，IBM文件No.SG24-6115-02(版权所有IBM，2004)中说明了VTS技术的其它细节。
物理库150可包含IBM
Figure C200580008832D00097
 Tape Library，诸如3494 Tape Library，或本领域公知的任何其它自动数据存储库系统。在某些实现中，物理库150包含提供对物理卷156的访问的多个物理设备154，诸如带驱动器、CD ROM驱动器、DVD ROM驱动器等。在某些实现中，VTS 110提供高达256个带驱动器154(例如，来自IBM的3490带驱动器)的图像。
高速缓存160可包含多个互连的硬盘驱动器。高速缓存160存储逻辑卷162。虽然物理卷156可被组织成池(pool)，但在某些实现中，逻辑卷162没有被组织成池。并且，逻辑卷162可被存储在高速缓存的任何位置。通过允许从与较慢的可访问的物理库150相对比较快的可访问高速缓存160服务从主机102到物理库150的主机I/O请求，高速缓存160提高了性能。高速缓存中的盘可被配置为直接存取存储设备(DASD)、盘连续捆束阵列(JBOD)、冗余廉价盘阵列(RAID)等。
主机102与VTS 110交换带操作。带操作的执行从存储在高速缓存160中的逻辑卷162检索数据或将数据存入其中。在逻辑卷已被主机102访问后，VTS自动将高速缓存160中的逻辑卷162预迁移(即，卸载)到物理卷156上。在某些实现中，最近最少使用(LRU)的逻辑卷162在其它逻辑卷162之前被转移。如果主机102中的一个需要不在高速缓存160中的逻辑卷162，那么VTS 110的存储管理器130命令带库150将适当的物理卷156安装到物理设备154中。然后，所需的数据从物理卷156被复制为高速缓存160中的逻辑卷162(即，数据被重新调用)。
图2以框图的形式表示根据本发明的一个实施例的计算环境的更多细节。与主机102耦合用于将数据存储设备(即，VTS 110)连接到主机102的主计算机接口用于与数据存储设备通信。可以使用各种主计算机接口，诸如Enterprise System Connection
Figure C200580008832D0010102655QIETU
适配器112和114或本领域公知的任何其它交换机构(例如，光纤通道、存储区网络(SAN)互连等)。CADD 116是用于带执行器(tapedaemon)118A...118N的设备驱动器。带执行器118A...118N通过一个或更多个主计算机接口从主机102接收读取和写入带操作。对于写入操作，带执行器118A...118N接收数据，产生逻辑卷162并写入逻辑卷162作为高速缓存160中的文件。对于读取操作，带执行器118A...118N访问高速缓存160以通过客户机核心扩展(client kernelextension)146检索数据，并将数据返回主机102。主机102在操作时就像它们与物理带驱动器通信，而不是与模拟物理带驱动器的带执行器118A...118N通信。每个带执行器118A...118N包含用于访问高速缓存160中的文件的文件系统管理器(FSM)120A...120N。
存储管理器130将数据从高速缓存160传输到带驱动器154A...154N。在一个实施例中，存储管理器130如图2所示包含多个部件。自动高速缓存控制器140控制数据从高速缓存160到带驱动器154A...154N的传输。另外，自动高速缓存控制器140控制带执行器118A...118N将数据写入高速缓存160的速率。
特别地，自动高速缓存控制器140从主机102中的一个接收通知以传输数据。主机102指示哪些逻辑卷162要被放入带盒156A...156N的特定池中。并且，自动高速缓存控制器140保持与在高速缓存160中存储文件相关的元数据。自动高速缓存控制器140通知盘数据客户机144以传输数据。盘数据客户机144向客户机核心扩展146请求数据，该客户机核心扩展146从高速缓存160检索请求的数据并将数据转送到盘数据客户机144。盘数据客户机144在自动高速缓存控制器140的请求下将数据转送到带数据服务器142。
带数据服务器控制对带驱动器154A...154N的数据的写入。数据从带数据服务器被发送到Atape驱动器136、SCSI适配器138和带驱动器154A...154N。带数据服务器使用库接口134以告知库管理器152哪个带盒154要被放入带驱动器中的一个中。自动高速缓存控制器140通过库驱动器132向库管理器152发送消息。
库管理器152管理带盒156A...156N安装到带驱动器154A...154N和从带驱动器154A...154N卸下。自动高速缓存控制器140基于物理带盒156与被访问或写入的逻辑卷162的关联选择适当的物理带盒156以进行安装。当库管理器152接收安装或卸下带盒154的通知时，库管理器152通知用于访问带驱动器154A...154N的存取器158。存取器158安装和卸下带驱动器154A...154N。
图3表示根据本发明的一个实施例的包括VTS 110、高速缓存160和物理库150的框图。物理库150除了包含物理设备154A...154N外，还包含物理卷156A...156N。物理卷156A...156N可被安装到物理设备154A...154N中的任何一个上。在某些实现中，物理卷156A...156N是可通过机械安装而被安装到作为带驱动器的物理设备154A...154N上的带盒。在替代性实现中，物理卷156A...156N可以是CD ROM、DVD或其它存储介质。在某些实现中，物理卷156A...156N的数量比物理设备154A...154N的数量多。物理卷156A...156N可被组织成池。例如，物理卷156A和156B可位于池157中。
发生在高速缓存160和物理设备154A...154N之间的操作是预迁移(即，从高速缓存160到物理卷156A...156N的数据的传输)和重新调用(即，从物理卷156A...156N到高速缓存160的数据的传输)。典型的数据文件大小是100～200兆字节。在一个实施例中，VTS 110提供N:1比值，这里，对物理设备154A...154N，N一般是10～20个逻辑设备。在这种实现中，由于物理卷156A...156N(对应于存储在逻辑设备中的逻辑卷162)比物理设备154A...154N多，因此，可能存在与VTS 110中存在的物理设备154A...154N相比VTS 110具有更多的为重新调用待安装的物理卷156A...156N的时间段。结果物理卷156A...156N需要被卸下使得其它物理卷156A...156N可被安装。
当主机102向VTS 110请求逻辑卷时，如果逻辑卷驻留在高速缓存160中，那么发生高速缓存命中。如果逻辑卷没有驻留在高速缓存160中，那么存储管理器130确定相应的物理卷156A...156N是否被安装在物理设备154A...154N中的一个上。如果相应的物理卷156A...156N没有被安装，那么存储管理器130在物理设备154A...154N中的一个上安装相应的物理卷156A...156N。然后，从相应的物理卷156A...156N传输回即重新调用用于逻辑卷的数据。在某些实现中，重新调用操作可花费几分钟，重新调用等待时间可包含机器人臂(robotic arm)访问带盒并将带盒插入带驱动器中所花费的时间，并且重新调用等待时间可包含将带定位在希望的位置上所花费的时间。
存储管理器130将高速缓存160中的多个逻辑卷162映射到多个逻辑(虚拟)设备。主机102通过经由VTS 110访问逻辑设备中的逻辑(虚拟)卷执行I/O操作。存储管理器130将逻辑卷162映射到物理卷156A...156N。虽然主机102通过逻辑卷和逻辑设备访问数据，但数据在物理上被存储在可安装到物理设备154A...154N上的物理卷156A...156N中。
与物理卷156A...156N对应的逻辑卷162A...162N可驻留在高速缓存160中。在图3中，高速缓存160包含逻辑卷162A...162N。驻留在高速缓存160上的逻辑卷可随时间改变。存储管理器130试图在高速缓存160中保持更可能被使用的逻辑卷。
当主机102将逻辑卷写入VTS 110时，数据作为文件被存储在高速缓存160中。高速缓存的数据随后预迁移到物理卷156A...156N上。初始逻辑卷留在高速缓存160中用于高速缓存命中。当高速缓存160填充到预定的阈值时，被选择的逻辑卷162A...162N的逻辑卷数据从高速缓存被去除，以为更多的逻辑卷释放空间。在某些实现中，存储管理器130从高速缓存160去除驻留在高速缓存160上时间最长的选择的逻辑卷162A...162N(即，最近使用最少的逻辑卷)。
在图4中所示的流程图400中示出可被VTS 110使用以写入数据的标准写入序列400的例子。写入序列过程在步骤405开始，在步骤405，设备驱动器CADD 116从主机102接收安装命令和随后的利用给带执行器118A...118N的数据的写入命令。在步骤407，存储管理器130安装请求的逻辑卷以进行写入。安装逻辑卷可包含：打开、定位、倒带或相对于逻辑卷的开始将处于读取或写入数据的状态的逻辑卷置于正确的位置上的任何其它操作。主机102可以以数据对象和存储请求的形式发送写入命令。数据对象可包含逻辑卷、记录、文件、物理卷、柱面、逻辑或物理设备、表面、扇区、页面、字节、位或任何其它适当的数据单元。在步骤410，带执行器118A...118N接收数据，并将数据转送到存储管理器130。在步骤415，存储管理器130将数据对象写入DASD高速缓存160和/或基本存储器(base storage)物理卷156。数据被写入高速缓存、基本存储器还是这两者中由控制器的预编制的数据管理策略确定，预编制的数据管理策略可包含各种选择，诸如：(1)总是将接收的数据对象存储在高速缓存上，并且偶尔将高速缓存的数据对象复制或移动到基本存储器；(2)将接收的数据对象存储在基本存储器中，并且仅高速缓存使用频率最高或最有可能被使用的数据对象；(3)其它公知的或新颖性方法。存储管理器130还在存储在高速缓存160中或未存储在高速缓存160中的元数据数据库中记入条目。元数据数据库中的条目利用元数据交叉引用(cross-reference)数据对象，这将在下面详细讨论。主存储位置和备用存储位置之间的数据对象的复制也可发生在步骤415中或另一适当的时间。
步骤420在必要时重复步骤410～415，直到步骤420确定完成写入操作。当写入操作结束时，步骤420前进到步骤425。在步骤425，存储管理器130封装当前的数据对象的元数据。元数据的封装涉及收集各种元数据子分量并将它们组合成适于存储的形式。这种封装会需要级连(concatenation)、聚合、将各部分编码成统一的形式、加密等。与本发明相关的元数据子分量是设备特定信息数据请求标记(下面参照步骤723解释)。元数据与存储相应数据的逻辑卷相关。步骤430根据当前数据管理策略的类型将元数据与在步骤415中写入的数据对象一起写入高速缓存160和/或另一存储位置。在步骤430后，写入序列400在步骤435结束。
作为替代方案，步骤410封装元数据与其相应的数据对象，并在步骤415中写入封装结果。在这种情况下，步骤410缓冲接收的数据，用于随后在步骤415中写入存储器。例如可通过级连、聚合、将各部分编码成统一的形式、加密等封装数据对象和元数据。
在图5中所示的流程图500中示出可被VTS 110使用以读取数据的标准读取序列的例子。流程图500的过程仅是用于从数据存储设备获得信息的过程的一个例子，可以不受限制地使用其它过程。当设备驱动器CADD 116从主机102接收对特定的逻辑卷162的安装请求时，读取序列500开始。作为响应，设备驱动器CADD 116将读取请求转送到带执行器118A...118N和存储管理器130。在步骤507，如果逻辑卷还没有驻留在高速缓存160中，那么存储管理器130安装与请求的逻辑卷相关的物理带盒156以进行读取。安装逻辑卷可包含：打开、定位、倒带或相对于逻辑卷的开始将处于读取或写入数据的状态的逻辑卷置于正确的位置上的任何其它操作。在步骤510，读取逻辑卷的数据和元数据。在步骤515，读取的数据返回主机102。在步骤520，检查请求的逻辑卷的读取状态，以确定读取是否完成。如果读取完成，那么控制转到步骤535。如果读取没有完成，那么执行步骤510、515和520，直到读取完成。过程在步骤535结束。
现在参照图6说明用于从数据存储设备获得信息的本发明的一个实施例的操作的例子。过程在步骤602开始。步骤602进到步骤605，在步骤605，数据存储设备例如VTS 110接收写入命令以将数据写入逻辑卷。逻辑卷可以是被VTS 110管理或与VTS 110相关的任意逻辑卷。可以同时向多个逻辑卷写入而不受限制。从例如为主机102的外部设备接收写入命令。其它外部设备将写入命令发送到数据存储设备，例如客户机、服务器、另一VTS、自动数据存储库等，而不受限制。过程进到步骤608，在步骤608，与写入命令相关的数据被写入逻辑卷。数据可以是正常数据，或者，写入的数据可以是包含独特的记录序列的数据，这里，独特的记录序列可用于指示设备特定信息被请求(以下解释)。流程图400(图4)中所示的写入过程可用于写入数据，或者，可以使用其它的用于写入数据的过程。在完成数据写入后，过程进到步骤609，在步骤609，逻辑卷被倒带或卸载和载入。步骤609的动作被执行以准备逻辑卷来读取数据。在完成步骤609后，过程进到步骤610，在步骤610，VTS 110确定是否需要执行写入的数据的分析。步骤610确定是否需要执行数据分析步骤615。可以通过例如使用与数据存储设备耦合的操作员接口105在步骤610禁用或允许数据分析步骤615。可以通过内部软件开关、硬件逻辑、处理部件等执行步骤610。操作员接口105可用于在步骤610中或在执行过程600的任何步骤中允许或禁用数据分析。例如，操作员可在操作员接口105输入使用安全协议的命令(例如，用户名和密码)，以在步骤610中允许或禁用数据分析。可以使用其它手段或接口，例如使用远程计算机或其它数据处理装置远程登录到VTS 110，以在步骤610中允许或禁用数据分析。如果在步骤610中数据分析被禁用，那么控制进到步骤622，在步骤622，可以从逻辑卷读取被先前存储的数据。作为替代方案，数据可在步骤622中被写入逻辑卷。步骤622中的读取或写入操作可以是来自主机102的读取或写入请求的结果。读取或写入请求可以另外包含逻辑卷的卸下、安装或倒带操作。流程图500(图5)和流程图400(图4)中所示的读取或写入过程可用于读取或写入数据，或者，可以使用其它的读取和写入数据的过程。作为替代方案，步骤622不需要被执行。在执行步骤622后，控制进到步骤650，在步骤650，过程结束。取决于是否必须在此时读取数据或者在另一时间读取数据是否有利，步骤622可被或不被执行。
如果在步骤610数据分析被允许，那么控制进到步骤615，在步骤615，写入逻辑卷的数据被分析，以检测独特的记录序列。可以通过读取逻辑卷上的数据、将数据存储在用于分析的临时存储器中、在数据被存储时截取数据等，对数据进行分析。被分析的数据可包含被主机102写入的数据的全部序列或其特定的子集。数据存储设备(即VTS 110)可分析写入逻辑卷中的数据，以检测独特的记录序列，或者，可以使用与VTS 110相关的其它处理部件或设备。独特记录集用于指示主机102发出对来自数据存储设备的设备特定信息的请求。独特记录集是特定的数据模式，其对于写入逻辑卷的正常数据有很低的存在可能性。独特记录集的例子是：卷首标；第一数据集首标；第二数据集首标；第一带标记；密钥记录；询问标识符记录；第二带标记；卷尾标；文件的第一卷端(volume end)；文件的第二卷端；第三带标记；和第四带标记。卷首标、数据集首标、带标记、文件记录的末端和卷尾标是识别带卷的工业标准方法(从“DFSMS：using magnetictape”，IBM出版物#SG26-7412可得到定义)。
上述以外的其它的独特记录集可不受限制地与本发明一起使用。独特记录集应为在写入逻辑卷中的正常数据中出现的可能性较低的数据模式。
如果在步骤620中在逻辑卷上没有检测到独特记录集，那么控制进到步骤622，在步骤622，可以从逻辑卷读取被先前存储的数据。上述对步骤622的说明同样适用于该执行。在执行步骤622后，控制进到步骤650，在步骤650，过程结束。根据是否必须在此时读取数据或者在另一时间读取数据是否有利，步骤622可被或不被执行。如果在步骤620中在逻辑卷上检测到独特记录集，那么过程进到步骤623，在步骤623，写入逻辑卷的独特记录集被附加、替换或改变以反映设备特定信息。这可通过数据存储设备(即，VTS 100)检测至少一个逻辑卷上的独特记录序列，然后在逻辑卷上写入数据存储设备特定信息来实现。在步骤623，VTS 110还通知主机102存储在逻辑卷上的设备特定信息现在是可读取的。设备特定信息可包含关于VTS 110、逻辑或物理卷、相关的存储设备(即，带驱动器、库150等)的各种形式的信息。设备特定信息可包含与逻辑卷相关的元数据的属性列表。例如，元数据的属性可包含用于使组合成对等的VTS子系统的两个VTS之间的逻辑卷的副本同步的数据版本等级的列表。元数据的属性还可包含控制各逻辑卷与物理带盒的哪些池相关的主机结构的列表。元数据的属性可包含关于数据的统计信息或与数据相关的其它信息，而不受限制。设备特定信息可包含数据存储设备例如VTS 110的操作历史的报告。数据存储设备的操作历史可包含关于以下方面的信息：存储或检索的数据、加电/断电次序、VTS的执行历史、包含诸如高速缓存160的VTS或带驱动器154的子系统的使用。操作历史的报告形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。设备特定信息可包含例如为VTS的数据存储设备的操作状态的报告。数据存储设备的操作状态可包含关于以下方面的信息：存储或检索的数据的存在状态、加电/断电次序状态和包含诸如高速缓存160的VTS或带驱动器154的子系统的可用状态。操作状态的报告形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。设备特定信息可包含存储在数据存储设备中的逻辑卷的物理位置的列表。例如，逻辑卷的物理位置可存在于一个或更多个物理设备154、物理卷156、带驱动器154A～154N，带盒156A～156N、DASD 160或与VTS 110相关的其它设备中。物理位置的列表的形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。
在执行步骤623后，控制进到步骤625。在步骤625后，安装被写入设备特定信息的逻辑卷。步骤625中的逻辑卷的安装可另外包含：打开逻辑卷；将逻辑卷倒带；或使逻辑卷处于使得可从逻辑卷读取数据的状态的对逻辑卷的任何其它操作。安装逻辑卷可以是VTS 110从例如为主机102的外部设备接收读取命令(即，过程500，图5)的结果。安装逻辑卷还可包含：从物理带驱动器154将逻辑卷的全部内容取回到高速缓存160中，通过检查卷数据或卷元数据，验证正确的逻辑卷正在被访问；和通过使用错误检测或校正代码验证逻辑卷的完整性。在步骤625中安装逻辑卷后，控制进到步骤630，在步骤630，数据存储设备(即，VTS 110)从逻辑卷读取设备特定信息。读取的信息被传输到请求信息的设备，例如主机102。读取设备特定信息可包含：读取卷首标；读取第一数据集首标；读取第二数据集首标；读取第一带标记；读取报告首标；读取至少一个报告数据记录；读取第二带标记；读取卷尾标；读取文件的第一卷端；读取文件的第二卷端；读取第三带标记；和读取第四带标记。读取至少一个报告数据可包含以下中的任何一个(上面解释的)：与数据存储设备中的逻辑卷相关的元数据的属性列表；数据存储设备的操作历史的报告；数据存储设备的操作状态的报告；数据存储设备中的逻辑卷的物理位置的列表。在执行步骤630后，控制转到步骤650，在步骤650，过程结束。
现在参照图7说明用于从数据存储设备获得信息的本发明的第二实施例的操作的例子。过程在步骤702开始。步骤702进到步骤705，在步骤705，数据存储设备例如VTS 110接收写入命令以将数据写入逻辑卷。逻辑卷可以是被VTS 110管理或与VTS 110相关的任意逻辑卷。可以不受限制地同时向多个逻辑卷写入。从例如为主机102的外部设备接收写入命令。其它外部设备将写入命令发送到数据存储设备，例如客户机、服务器、另一VTS、自动数据存储库等，而不受限制。过程进到步骤708，在步骤708，与写入命令相关的数据被写入逻辑卷。数据可以是正常数据，或者，写入的数据可以是包含独特的记录序列的数据，这里，独特的记录序列可用于指示设备特定信息被请求(以下解释)。流程图400(图4)中所示的写入过程可用于写入数据，或者，可以使用其它的用于写入数据的过程。在完成数据写入后，过程进到步骤710，在步骤710，VTS 110确定是否需要执行写入的数据的分析。步骤710确定是否需要执行数据分析步骤715。可以通过例如使用与数据存储设备耦合的操作员接口105在步骤710禁用或允许数据分析步骤715。可以通过内部软件开关、硬件逻辑、处理部件等执行步骤710。操作员接口105可用于在步骤710或在执行过程700的任何步骤允许或禁用数据分析。例如，操作员可在操作员接口105输入使用安全协议的命令(例如，用户名和密码)，以在步骤710允许或禁用数据分析。可以使用其它手段或接口，例如使用远程计算机或其它数据处理装置远程登录到VTS 110，以在步骤710允许或禁用数据分析。如果在步骤710数据分析被禁用，那么控制进到步骤722，在步骤722，可以从逻辑卷读取被先前存储的数据。作为替代方案，数据可在步骤722被写入逻辑卷。步骤722中的读取或写入操作可以是来自主机102的读取或写入请求的结果。读取或写入请求可以另外包含对逻辑卷的卸下、安装或倒带操作。流程图500(图5)中所示的读取过程可用于读取数据，或者，可以使用其它的用于读取数据的过程。作为替代方案，步骤722不需要被执行。在执行步骤722后，控制进到步骤770，在步骤770，过程结束。根据是否必须在此时读取数据或者在另一时间读取数据是否有利，步骤722可被或不被执行。如果在步骤710数据分析被允许，那么控制进到步骤715，在步骤715，写入逻辑卷的数据被分析，以检测独特的记录序列。可以通过读取逻辑卷上的数据、将数据存储在用于分析的临时存储器中、在数据被存储时截取数据等，对数据进行分析。被分析的数据可包含被主机102写入的数据的全部序列或其特定的子集。存储设备(即VTS 110)可分析写入逻辑卷中的数据，以检测独特的记录序列，或者，可以使用与VTS 110相关的其它处理部件或设备。独特记录集用于指示主机102发出对来自数据存储设备的设备特定信息的请求。独特记录集是特定的数据模式，其对于写入逻辑卷的正常数据有很低的存在可能性。独特记录集的例子是：卷首标；第一数据集首标；第二数据集首标；第一带标记；密钥记录；询问标识符记录；第二带标记；卷尾标；文件的第一卷端；文件的第二卷端；第三带标记；和第四带标记。卷首标、数据集首标、带标记、文件记录的末端和卷尾标是识别带卷的工业标准方法。上述以外的其它的独特记录集可与本发明一起使用，而不受限制。独特记录集应为在写入逻辑卷中的正常数据中出现的可能性较低的数据模式。如果在步骤720在逻辑卷上没有检测到独特记录集，那么控制进到步骤722，在步骤722，可以从逻辑卷读取被先前存储的数据。上述对步骤622和722的操作的说明同样适用于步骤722的执行。在执行步骤722后，控制进到步骤770，在步骤770，过程结束。根据是否必须在此时读取数据或者在另一时间读取数据是否有利，步骤722可被或不被执行。
响应在步骤720数据存储设备检测到逻辑卷上的独特记录序列，数据存储设备(即，VTS 110)在步骤723将设备特定信息数据请求标记置于与逻辑卷相关的元数据中，以指示逻辑卷包含设备特定信息并且逻辑卷是特别数据请求逻辑卷。在执行步骤723后，控制进到步骤725，在步骤725，主机102请求数据存储设备(即，VTS 110)安装逻辑卷，以准备读取逻辑卷。安装逻辑卷在步骤725接收到请求后开始。安装逻辑卷可另外包含：打开逻辑卷；将逻辑卷倒带；或使逻辑卷处于使得可从逻辑卷读取数据的状态的对逻辑卷的任何其它操作。当在步骤725接收安装逻辑卷的请求后，数据存储设备(即，VTS110)读取并检查与逻辑卷相关的元数据，以检测设备特定信息数据请求标记。响应在步骤730中检测到元数据中的设备特定信息数据请求标记，控制进到步骤735以验证逻辑卷是否是特别数据请求逻辑卷。如上面参照步骤723说明的那样，包含设备特定信息的逻辑卷是特别数据请求逻辑卷。验证逻辑卷是否是特别数据请求逻辑卷可包含读取逻辑卷以检测独特记录集、设备特定信息或可用于验证目的的其它数据，而不受限制。作为替代方案，由于检测到元数据中的设备特定信息数据请求标记足以验证逻辑卷是特别数据请求逻辑卷，因此验证(步骤735)可以不被执行。
如果在步骤730中没有检测到设备特定信息数据请求标记，那么控制进到步骤746，在步骤746，VTS 110通知主机102逻辑卷的安装已完成。在执行步骤746后，控制进到步骤722(前面已说明)以任选地从逻辑卷读取数据。当在步骤735中验证逻辑卷是特别数据请求逻辑卷后，控制进到步骤740以在逻辑卷上写入设备特定信息。如果在步骤735中VTS 110验证逻辑卷不是特别数据请求逻辑卷，那么控制进到步骤746，在步骤746，VTS 110通知主机102逻辑卷的安装已完成。在执行步骤746后，控制进到步骤722(前面已说明)以任选地从逻辑卷读取数据。
在步骤740，在步骤708中被先前写入逻辑卷的独特记录集被附加、替换或改变以反映设备特定信息。这可通过数据存储设备(即，VTS 100)在逻辑卷上写入数据存储设备特定信息而实现。如上面对第一实施例说明的那样，设备特定信息可包含关于VTS 110、逻辑或物理卷、相关的存储设备(即，带驱动器、库150等)的各种形式的信息。设备特定信息可包含与逻辑卷相关的元数据的属性列表。例如，元数据的属性可包含用于使组合成对等的VTS子系统的两个VTS之间的逻辑卷的副本同步的数据版本等级的列表。元数据的属性还可包含控制各逻辑卷与物理带盒的哪些池相关的主机结构的列表。元数据的属性可包含关于数据的统计信息或与数据相关的其它信息，而不受限制。设备特定信息可包含例如为VTS 110的数据存储设备的操作历史的报告。数据存储设备的操作历史可包含关于以下方面的信息：存储或检索的数据、加电/断电次序、VTS的执行历史、和包含诸如高速缓存160的VTS或带驱动器154的子系统的使用。操作历史的报告形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。设备特定信息可包含例如为VTS的数据存储设备的操作状态的报告。数据存储设备的操作状态可包含关于以下方面的信息：存储或检索的数据的状态、加电/断电次序状态和包含诸如高速缓存160的VTS或带驱动器154的子系统的可用状态。操作状态的报告形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。设备特定信息可包含存储在数据存储设备中的逻辑卷的物理位置的列表。例如，逻辑卷的物理位置可存在于一个或更多个物理设备154、物理卷156、带驱动器154A～154N，带盒156A～156N、DASD 160或与VTS 110相关的其它设备中。物理位置的列表的形式可采取各种形式，例如，简单的列表、图解表示、交互式数据文件等。在执行步骤740后，控制进到步骤745。
在步骤745，数据存储设备(即VTS 110)通知主机写入设备特定信息的逻辑卷的安装已完成以使得主机102能够读取设备特定信息。在步骤745完成逻辑卷的安装可另外包含：卸下和安装逻辑卷；对逻辑卷进行倒带；或使逻辑卷处于使得可从逻辑卷读取数据的状态的对逻辑卷的任何其它操作。在执行步骤745后，控制进到步骤750。在步骤750，写入设备特定信息的逻辑卷被读取。读取的信息被传输到请求信息的设备，例如主机102。从逻辑卷读取设备特定信息可以是VTS 110从例如为主机102的外部设备接收读取的命令(即，过程500，图5)的结果。读取设备特定信息可包含：读取卷首标；读取第一数据集首标；读取第二数据集首标；读取第一带标记；读取报告首标；读取至少一个报告数据记录；读取第二带标记；读取卷尾标；读取文件的第一卷端；读取文件的第二卷端；读取第三带标记；和读取第四带标记。读取至少一个报告数据可包含以下中的任何一个(上面解释的)：与数据存储设备中的逻辑卷相关的元数据的属性列表；数据存储设备的操作历史的报告；数据存储设备的操作状态的报告；数据存储设备中的逻辑卷的物理位置的列表。在执行步骤750后，控制转到步骤770，在步骤770，过程结束。
本发明的操作的上述说明使用VTS 110作为数据存储设备。用于实现本发明的数据存储设备也可以为自动数据存储库(即，物理库150)。如上所述，物理库150包含：用于数据的存储的数据存储介质(即，物理卷156)、对数据存储介质读取和写入数据的数据存储设备(即，物理设备154)和用于控制自动数据存储库的库控制器(即，库管理器152)。
(另外的实现细节)
上述的用于保持网络部件上的信息的技术可被实现为使用标准编程和/或工程技术以产生软件、固件、硬件或它们的任意组合的方法、装置或制造品。这里使用的术语“制造品”指在硬件逻辑(例如，集成电路芯片、可编程门阵列(PGA)、特定用途集成电路(ASIC)等)或诸如磁存储介质(例如，硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储设备(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等)的计算机可读介质中实现的代码或逻辑。计算机可读介质中的代码被处理器访问和执行。以其实现实施例的代码还可通过传输媒体或通过网络从文件服务器被访问。在这些情况下，代码在其中被实现的制造品可包含传输媒体，诸如网络传输线、无线传输媒体、通过空间传播的信号、无线电波、红外信号等。因此，“制造品”可包含其中体现代码的介质。另外，“制造品”可包含其中体现、处理和执行代码的硬件和软件部件的组合。当然，本领域技术人员将认识到，在不背离本发明的范围的情况下，可以对这种配置做出许多修改，并且，制造品可包含本领域公知的任何承载信息的介质。
在所描述的实现中，诸如N的某些变量被用于表示指示一定数量的要素的整数值。这些变量在不同的情况下与相同或不同的要素一起使用时可表示任意数量。例如，在图3中，对于逻辑卷162A...N，N可表示Q个部件；而对于物理设备154A...N，N可表示M个部件；对于物理卷156A...N，N可表示P个部件。
图4、图5、图6和图7的逻辑说明以特殊次序发生的特定操作。在替代性实现中，逻辑操作中的某些可以以不同的次序被执行、被修改或被去除。并且，多个步骤可被添加到上述逻辑中并且仍符合所述的实现。并且，这里说明的操作可依次发生，或者某些操作可被并行处理，或者，被描述为通过单一过程执行的操作可通过分布式过程被执行。
图4、图5、图6和图7的逻辑被描述为以软件实现。该逻辑可以是主机系统的操作系统或应用程序的一部分。在另一些实现中，该逻辑可被保持在由控制单元管理的存储区域或只读存储器或其它硬连线型的设备中。优选的逻辑可以以硬盘驱动器或可编程和非可编程的门阵列逻辑实现。
图8示出主机102、操作员接口105和VTS 110的结构的一个实现。主机102、操作员接口105和VTS 110可实现具有处理器802(例如，微处理器)、存储器804(例如，易失性存储设备)和存储器806(例如，诸如磁盘驱动器、光盘驱动器、带驱动器等的非易失性存储器)的计算机结构800。存储器806可包含内部存储设备或附加或网络可访问存储器。存储器806中的程序以本领域公知的方式被载入到存储器804中并被处理器802执行。该结构还包含网络卡808以使得能够与网络通信。输入设备810用于提供用户输入到处理器802，并可包含键盘、鼠标、输入笔、麦克风、触敏显示屏或本领域公知的任何其它激活或输入机构。输出设备812能够使得信息从处理器802或诸如显示监视器、打印机、存储器等的其它部件被传送。
虽然在所述的实现中主机102和VTS 110在客户机服务器模式内通信，但主机102和VTS 110也可在对等或本领域公知的其它任何模式内通信。并且，出于解释的目的以独立模块说明了多个的软件和硬件部件。这些部件可被集成到更少的部件中或被分成更多的部件。另外，被描述为由特定部件执行的某些操作可由其它部件执行。
已出于解释和说明的目的给出本发明的优选实现的上述说明。其目的不在于穷尽或将本发明限定在严格的公开形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。其意图是，本发明的范围不是由该详细的描述限定，而是由后附的权利要求书限定。上述规范、例子和数据提供本发明的构成的制造和使用的完整说明。由于可以在不背离本发明的精神和范围的情况下以多种实施方式实现本发明，因此本发明归于后附的权利要求书。上述说明为了解释使用特定的术语以提供对本发明的彻底理解。但对于本领域技术人员来说，很显然为了实践本发明不需要特定的细节。在其它情况下，为了避免对本发明实质的不必要的干扰，以框图的形式示出公知的电路和设备。因此，本发明的特定实施例的上述说明是出于解释和说明的目的给出的。它们的意图不在于穷尽或将本发明限定在严格的公开形式。很显然，鉴于上述教导，许多的修改和变化是可能的。
为了以最佳的方式解释本发明的原理及其实际应用，选择和说明了实施例，以由此使得本领域技术人员能够以最佳的方式用适于所考虑的特定应用的各种修改利用本发明和各种实施例。其意图是，本发明的范围由以下的权利要求及其等同限定。

Claims (15)

1.一种从数据存储设备获得信息的方法，包括以下步骤：将包含独特记录序列的数据写入所述数据存储设备上的至少一个逻辑卷；所述数据存储设备分析写入所述至少一个逻辑卷中的所述数据，以检测所述独特记录序列；响应所述数据存储设备在所述至少一个逻辑卷上检测到所述独特记录序列，将数据存储设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上；以及从所述至少一个逻辑卷读取所述设备特定信息。
2.根据权利要求1的方法，其中，通过使用与所述数据存储设备耦合的操作员接口禁用或允许所述分析步骤。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述读取步骤还包含：读取卷首标；读取第一数据集首标；读取第二数据集首标；读取第一带标记；读取报告首标；读取至少一个报告数据记录；读取第二带标记；读取卷尾标；读取文件的第一卷端；读取文件的第二卷端；读取第三带标记；和读取第四带标记。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述设备特定信息包含以下中的一个或更多个：与所述数据存储设备中的所述至少一个逻辑卷相关的元数据的属性列表。
5.根据权利要求1的方法，所述写入包含独特记录序列的数据还包含：写入卷首标；写入第一数据集首标；写入第二数据集首标；写入第一带标记；写入密钥记录；写入询问标识符记录；写入第二带标记；写入卷尾标；写入文件的第一卷端；写入文件的第二卷端；写入第三带标记；和写入第四带标记。
6.一种从数据存储设备获得信息的方法，包括：将包含独特记录序列的数据写入所述数据存储设备上的至少一个逻辑卷；所述数据存储设备分析写入所述至少一个逻辑卷中的所述数据，以检测所述独特记录序列；响应所述数据存储设备在所述至少一个逻辑卷上检测到所述独特记录序列，将设备特定信息数据请求标记置于与所述逻辑卷相关的元数据中，以指示所述至少一个逻辑卷包含设备特定信息；
接收安装所述至少一个逻辑卷的请求；读取所述元数据；响应在所述元数据中检测到所述设备特定信息数据请求标记，将所述设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上；以及从所述至少一个逻辑卷读取所述设备特定信息
7.根据权利要求6的方法，还包含：在将所述设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上之前，验证所述至少一个逻辑卷是特别数据请求逻辑卷。
8.一种用于从设备获得信息的系统，包括：主计算机；数据存储设备，该数据存储设备包含：高速缓冲存储器；至少一个逻辑卷；用于控制所述数据存储设备的中央处理单元；和与所述主计算机耦合用于将所述数据存储设备连接到所述主计算机的主计算机接口，其中，所述主计算机被配置为将包含独特记录序列的数据写入所述数据存储设备上的所述至少一个逻辑卷，所述数据存储设备被配置为分析写入所述至少一个逻辑卷中的所述数据，以检测所述独特记录序列，并且，响应所述数据存储设备在所述至少一个逻辑卷上检测到所述独特记录序列，所述数据存储设备被配置为将数据存储设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上。
9.根据权利要求8的系统，其中，所述数据存储设备是虚拟带服务器。
10.根据权利要求8的系统，还包括与所述数据存储设备耦合的操作员接口，其中，所述操作员接口被配置为允许或禁用所述数据存储设备分析写入所述至少一个逻辑卷的所述数据。
11.根据权利要求8-10之任一的系统，其中，所述数据存储设备是自动数据存储库，该自动数据存储库进一步包含：用于数据的存储的数据存储介质；用于对所述数据存储介质读取和写入所述数据的数据存储驱动器；和用于控制所述自动数据存储库的库控制器。
12.一种数据存储设备，包含：高速缓冲存储器；至少一个逻辑卷；与所述至少一个逻辑卷相关的元数据；用于控制所述数据存储设备的中央处理单元；和与主计算机耦合用于将所述数据存储设备连接到所述主计算机上的主计算机接口，其中，所述数据存储设备被配置为分析所述至少一个逻辑卷上的数据，以检测独特记录序列，并且，响应所述数据存储设备在所述至少一个逻辑卷上检测到所述独特记录序列，将设备特定信息数据请求标记置于所述元数据中，以指示所述至少一个逻辑卷包含设备特定信息。
13.根据权利要求12的数据存储设备，其中，所述数据存储设备被配置为接收来自所述主计算机的安装所述至少一个逻辑卷的请求、读取所述元数据、并响应在所述元数据中检测到所述设备特定信息数据请求标记、并将所述设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上。
14.根据权利要求12的数据存储设备，其中，所述数据存储设备被配置为接收来自所述主计算机的安装所述至少一个逻辑卷的请求、读取所述元数据、并响应在所述元数据中检测到所述设备特定信息数据请求标记，验证所述至少一个逻辑卷是特别数据请求逻辑卷并将所述设备特定信息写在所述至少一个逻辑卷上。
15.根据权利要求13或14的数据存储设备，还包含与所述数据存储设备耦合的操作员接口，其中，所述操作员接口被配置为允许或禁用所述数据存储设备分析所述至少一个逻辑卷上的所述数据。
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