CN101359279A - 一种具有内部路径冗余功能的iscsi磁盘阵列控制器 - Google Patents

Abstract

本发明基于嵌入式IOP331处理器，单一主板上集成了主控CPU、DDR2内存、双千兆以太网、双SATA磁盘控制器等主要芯片，可以同时实现最大16个SATA磁盘的单路径访问与控制，并支持单机8个SATA硬盘的双路径冗余控制。主机端可以采用标准的ISCSI协议以实现对SATA磁盘的RAID创建、分区等磁盘操作。本发明不但实现了单一主板的ISCSI磁盘阵列控制器功能，而且在提供16盘位的ISCSI访问及RAID操作的基础上在控制器内部可选择地提供了8个磁盘的路径冗余，以及双千兆网主机路径的冗余，可大大提高单控制器下的磁盘阵列系统的可靠性。在低成本下实现了系统的高可用性及高可靠性。同时为防止产品软件的非法复制在主板上集成带有SHA－1加密引擎的安全芯片，用于整个系统的安全加密。

Description

一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体涉及ISCSI高可用性、高可靠性安全存储应用领域。

背景技术

基于SATA硬盘及SATA控制器的ISCSI磁盘阵列产品，由于其价格低廉，广泛应用于中小企业中。但单机ISCSI控制器普遍存在着可靠性不高的缺陷，尤其是基于SATA控制器的ISCSI磁盘阵列产品，不像基于SAS控制器磁盘产品通过控制器和SAS硬盘的双端口就可以很容易实现磁盘路径的冗余。SATA硬盘本身没有双端口，因此要实现路径冗余需要附加相应的切换电路；

发明内容

本发明系统组成包括INTEL IOP331嵌入式控制器(A)，集成INTEL82546双端口千兆网(B)、双88SX6081 SATA控制器(C)、DDR2内存(D)、8口二选一端口选择器(E)、百兆以太网(F)、NVRAM(G)、加密芯片(H)。

其中INTEL IOP331嵌入式控制器(A)是系统的核心，通过PCI-X等扩展总线连接INTEL82546双端口千兆网(B)、双88SX6081 SATA控制器(C)、DDR2内存(D)、8口二选一端口选择器(E)、百兆以太网(F)、NVRAM(G)；

INTEL82546双端口千兆网(B)用于通过ISCSI协议连接主机；双端口可以实现主机路径的冗余及负载平衡；

双88SX6081 SATA控制器(C)用于实现对SATA硬盘的管理，非冗余模式下可以同时管理16个SATA硬盘，冗余模式下可以管理8个SATA硬盘；

DDR2内存(D)用于磁盘缓存及系统使用；

8口二选一端口选择器(E)用于在冗余模式下对8个SATA硬盘进行切换。

百兆以太网(F)用于系统的管理。

NVRAM(G)用于掉电数据的保护。

加密芯片(H)用于对系统的软硬件提供安全保护。

本发明的有益效果是：本发明在原有控制的基础上，增加了端口选择器，在低成本下实现了SATA磁盘的路径冗余，大大提高了SATA控制器产品的可靠性。同时在系统中增加了SHA-1算法安全芯片，加强了对存储控制器本身的安全保护。

主要优点有以下几个方面：

●较高的性价比：采用专用IOP处理器进行高速数据的处理，采用单芯片双端口千兆以太网，同时采用低成本的双SATA控制器，主板集成高速DDR2内存颗粒用于系统数据处理，系统还集成其它如：FLASH、CPLD、NVRAM、加密等芯片，因此整个系统在具有较高性能的前提下实现了较高集成度并保持了较低的成本。

●其次使SATA硬盘具有高可用性：采用了二选一高速硬盘端口选择器从而使8个SATA硬盘可以实现内部路径冗余，提高了系统的可用性；

●通过采用主机端口冗余、内部磁盘路径冗余还提高了系统的可用性，防止网络和硬盘控制的单点故障从而增加系统的可靠性。

●系统集成SHA-1加密芯片，由于SHA-1加密芯片的不可复制性，通过对加密芯片的识别，防止系统软件本身的非法复制，提高系统的安全性。

附图说明

附图1是ISCSI磁盘阵列控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的实施做以下的说明。

在附图所示的系统结构中，系统主要芯片如千兆网芯片、SATA控制器芯片通过系统的PCI-X芯片进行连接；两个SATA控制器在不用磁盘路径冗余功能时可以直接连接16个硬盘实现最大硬盘管理功能；在采用路径冗余功能时连接到硬盘端口选择器，比如XRS10L240芯片，实现SATA控制器的磁盘路径冗余，在路径切换时需要系统软件对SATA控制器的状态进行检测，当检测到一个SATA控制器有故障时发送切换命令，使另外一个控制器接管有故障控制器的工作，该切换可以实现实时切换，避免宕机；与主机的连接是使用千兆以太网进行连接，采用ISCSI协议，主机端运行ISCSI initiator软件，控制器则运行ISCSI target软件；双端口千兆网通过相应的软件可以实现主机路径冗余及负载均衡；DDR2内存与系统的连接采用DDR总线，并带有ECC校验芯片，实现内存数据的实时校验；安全加密芯片采用IBUTTON一线通信总线，里面预先存储硬件相关信息以及SHA-1算法密钥，系统软件通过一线通信总线对其进行访问，验证有关的加密信息及系统的合法性。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (7)

1、一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于在实现ISCSI控制器基本功能的前提下，通过两个SATA控制器及端口选择器实现8个磁盘的路径冗余，控制器包括INTEL IOP331嵌入式控制器(A)，集成INTEL82546双端口千兆网(B)、双88SX6081SATA控制器(C)、DDR2内存(D)、8口二选一端口选择器(E)和百兆以太网(F)，其中INTEL IOP331嵌入式控制器(A)是系统的核心，通过PCI-X扩展总线连接INTEL82546双端口千兆网(B)、双88SX6081SATA控制器(C)、DDR2内存(D)、8口二选一端口选择器(E)、百兆以太网(F)、NVRAM(G)、加密芯片(H)，INTEL82546双端口千兆网(B)通过ISCSI协议连接主机实现主机路径的冗余及负载平衡；

通过双88SX6081SATA控制器(C)实现对SATA硬盘的管理，非冗余模式下同时管理16个SATA硬盘，冗余模式下管理8个SATA硬盘；

DDR2内存(D)用于磁盘缓存及系统使用；

8口二选一端口选择器(E)用于在冗余模式下对8个SATA硬盘进行切换；

百兆以太网(F)用于系统的管理；

NVRAM(G)用于掉电数据的保护；

加密芯片(H)用于对系统的软硬件提供安全保护。

2、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于在单一主板上提供了主机接口冗余、SATA控制器冗余两种冗余功能。

3、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于SATA控制器冗余功能是通过高速端口选择器进行选择切换。

4、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于双端口千兆网(B)用于与系统主机相连百兆以太网(F)用于系统管理。

5、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于采用的内存为带ECC校验功能的内存，且集成到主板上。

6、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于掉电数据及其它硬盘参数、分区设置等系统及用户管理设置数据是保存在NVRAM(G)中，且集成到主板上。

7、根据权利要求1所述的一种具有内部路径冗余功能的ISCSI磁盘阵列控制器，其特征在于在系统中增加了具有SHA-1加密算法功能的安全芯片，为防止系统软件的非法复制。

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