CN101471956B - 目标端的储存设备状态的识别及动态更新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种目标端的储存设备状态识别方法，用于在Linux系统建置的储存局域网络，通过逻辑设备识别号来判断目标端储存设备使用状态，包括：发起端向目标端建立对话联机，并取得分配的多个储存设备及对应的多个逻辑单元号；发起端将回报逻辑单元号指令写入命令描述区块，并将命令描述区块封装为SCSI指令请求封包传送至目标端；接收回传的SCSI指令响应封包，并剖析SCSI指令响应封包所载的逻辑单元号；发起端比较分配的逻辑单元号及SCSI指令响应封包取出的逻辑单元号，并更新储存设备状态。本发明缩减逾时等待发生的几率，可通过异步信息封包触发目标端储存设备状态记录的更新，以维护记录的可用性。

Description

目标端的储存设备状态的识别及动态更新方法

技术领域

本发明为一种储存局域网络的维护方法，且特别是一种通过回报逻辑单元号指令达到维护目标端的储存设备状态的方法。

背景技术

互联网小型计算机系统接口(internet Small Computer SystemsInterface，iSCSI)为IETF提出的通信协议标准。iSCSI通过TCP/TP通信协议连接网络的多台计算机主机，以串联多个分散于互联网的储存设备成为虚拟的网络储存设备。使用者存取此网络储存设备，就如同存取本机硬盘装置。相较于传统SCSI及RAID技术，iSCSI技术兼具SCSI的高速传输能力，却又不受限于储存设备的扩充/备分能力，可无限制扩充虚拟储存设备的容量。此虚拟储存设备称为储存局域网络(Storage Area Network，SAN)，主要由发起端(Initiator)及目标端(target)构成。发起端传送存取请求与目标端建立通话联机(Session)。目标端可视为网络的可用储存装置资源的管理/分配者，可为多个储存装置分配对应的逻辑单元号(Logic Unit Number，LUN)。这些逻辑单元号(Logic Unit Number，LUN)就好象是虚拟的逻辑卷，每一个LUN对应到一个或多个网络上的实体储存设备。

发起端查询/存取数据时，一般都由目标端的第0个LUN(LUN 0)循序询访。发起端传送查询请求指令后，等待接收响应封包。若迟迟未接获来自目标端包含LUN 0的响应封包，则代表对应LUN 0的设备不存在。此时，再由发起端继续查询下个LUN序号是否存在，直至询访到可用的LUN号。然而，此类询访方式需耗费相当长的等待时间，造成网络储存设备使用者的不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种目标端的储存设备状态的识别方法及动态更新方法，是储存局域网络(Storage Area Network，SAN)目标端的逻辑单元号(Logic Unit Number，LUN)状态维护方法，通过包覆逻辑单元号的响应封包维护对应的储存设备状态，达到避免询访LUN失败、缩短询访LUN所需时间的功效。

为了实现上述目的，本发明提供了一种目标端的储存设备状态识别方法，用于在Linux系统建置的一储存局域网络内，通过逻辑设备识别号来判断一目标端的储存设备使用状态，其特点在于，包括：该发起端向该目标端建立一对话联机，并取得分配的多个储存设备及对应的多个逻辑单元号；该发起端将一回报逻辑单元号指令写入一命令描述区块，并将该命令描述区块封装为一SCSI指令请求封包而传送至该目标端；接收回传的一SCSI指令响应封包，并剖析该SCSI指令响应封包所载的该逻辑单元号；以及该发起端比较分配的该逻辑单元号及该SCSI指令响应封包取出的该逻辑单元号，并更新该储存设备的状态。

上述目标端的储存设备状态识别方法，其特点在于，该发起端通过一逻辑单元号数组储存分配的该逻辑单元号。

上述目标端的储存设备状态识别方法，其特点在于，该发起端通过一逻辑单元号状态数组记录对应的该些逻辑单元号的储存装置的联机状态。

上述目标端的储存设备状态识别方法，其特点在于，该发起端包括根据该逻辑单元号状态识别数组的该联机状态，传送该SCSI指令请求封包用以询访该些逻辑单元号。

上述目标端的储存设备状态识别方法，其特点在于，该SCSI指令请求封包所包含的指令是选自于由询访指令、运作模式检测指令、读写能力指令、及读写测试指令所组成的集合之一。

本发明还提供一种目标端的储存设备状态动态更新方法，用于在Linux系统建置的一储存局域网络内，通过逻辑设备识别号来判断一目标端的储存设备使用状态，其特点在于，包括：该目标端于发生添加或删除设备配置时，向一发起端传送一异步信息封包；该发起端接收该异步信息封包，并剖析出其中的一鉴别数据，以识别该目标端有无发生添加或删除设备配置；该发起端将一回报逻辑单元号指令写入一命令描述区块，并将该命令描述区块封装为一SCSI指令请求封包而传送至该目标端；接收回传的一SCSI指令响应封包，并剖析该SCSI指令响应封包所载的该逻辑单元号；以及该发起端比较分配的该逻辑单元号及该SCSI指令响应封包取出的该逻辑单元号，并更新该储存设备的状态。

上述目标端的储存设备状态动态更新方法，其特点在于，该发起端通过一逻辑单元号数组储存分配的该逻辑单元号。

上述目标端的储存设备状态动态更新方法，其特点在于，该发起端通过一逻辑单元号状态数组记录对应的该些逻辑单元号的储存装置的联机状态。

上述目标端的储存设备状态动态更新方法，其特点在于，该发起端包括根据该逻辑单元号状态识别数组的该联机状态，传送该SCSI指令请求封包询访该逻辑单元号。

上述目标端的储存设备状态动态更新方法，其特点在于，该SCSI指令请求封包所包含的指令是选自于由询访指令、运作模式检测指令、读写能力指令、及读写测试指令所组成的集合之一。

由上所述，发起端以SCSI指令封包，传送回报逻辑单元号指令到目标端，当目标端接收到此SCSI指令封包后，搜集其目前可用的LUN信息而回传给发起端，发起端通过比较回传LUN信息，实时得知目标端的储存设备的变动，而不再存取已失效的LUN，进而避免存取LUN逾时而耗费存取时间。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一实施例的目标端的储存设备状态识别方法的方法流程图；

图2为本发明第一实施例的发起端与目标端的封包传递示意图；

图3为本发明第二实施例的目标端的储存设备状态动态更新方法的方法流程图；

图4为本发明第二实施例的发起端与目标端的封包传递示意图。

其中，附图标记：

210、410             发起端

211至214、411至415   发起端进行的动作

220、420             目标端

221至222、421至423     目标端进行的动作

230、232、431、433     SCSI指令请求封包

231、432               SCSI指令响应封包

430                    异步信息封包

具体实施方式

本发明的目的及提出的目标端的储存设备状态识别方法在下列较佳实施例中详细说明。然而本发明的概念也可用于其它范围。以下列举的实施例仅用于说明本发明的目的与执行方法，并非用以限制其范围。

第一实施例

在第一实施例中，储存局域网络(Storage Area Network，SAN)是指由多台具有Linux执行环境的计算机系统所组成的虚拟大型储存设备。当发起端与目标端建立起对话联机(Session)时，发起端通过逻辑设备识别号来判断目标端的储存设备使用状态。图1为本发明第一实施例的目标端的储存设备状态识别方法的方法流程图。请参照图1，首先，步骤S110，发起端向目标端建立对话联机，并取得分配的多个储存设备及对应的多个逻辑单元号。接着，步骤S120，发起端将回报逻辑单元号指令写入命令描述区块，并将命令描述区块封装为SCSI指令请求封包而传送至目标端。然后，步骤S130，接收回传的SCSI指令响应封包，并剖析SCSI指令响应封包所载的所有逻辑单元号。最后，步骤S140，发起端比较分配的多个逻辑单元号及由SCSI指令响应封包取出的所有逻辑单元号，并更新这些储存设备的状态。

发起端在初始化时，建立逻辑单元号数组，例如Lun_list[MAX_LUN]，以及建立逻辑单元号状态数组，例如Lun_at_target[MAX_LUN]。当发起端与目标端建立对话联机(Session)时，传送回报逻辑单元号指令(Report LUNCommand)以取得分配的一个(或多个)逻辑单元号。若取得10个逻辑单元号，则将MAX_Lun变量设为9(即表示设置具有10组Lun信息的数组)，并用此逻辑单元号数组来储存目标端分配的逻辑单元号。同时，也设置一个逻辑单元号状态数组(也包含10组Lun信息的记录空间)记录逻辑单元号对应储存装置的联机状态。

当对话联机刚建立时，逻辑单元号数组的储存数据为空的。此时，目标端将回报逻辑单元号指令(Report LUN Command)包覆在命令描述区块(CommandDescriptor Block，CDB)而封装为iSCSI命令请求封包(Cmd request PDU)传送到目标端，以取回目前目标端的所有可使用的逻辑单元号，并记录于逻辑单元号数组。例如取得Lun号为3、4、5、7、以及9，则依据将回传的Lun号记录于逻辑单元号状态数组Lun_at_target[9]＝{0，0，0，1，1，1，0，1，0，1}，并依序询访Lun 3、4、5、7、以及9。

若目标端回复这些Lun 3、4、5、7、以及9的联机状态为可存取/可联机(On line)状态，则设置逻辑单元号数组为Lun_list[9]＝{0，0，0，1，1，1，0，1，0，1}。之后发起端若欲询访可用的逻辑单元号，则不需依序由Lun 0开始询访，而是直接询访目前可用的逻辑单元号(也即依序询访逻辑单元号数组中记录为1的逻辑单元号，Lun 3、4、5、7、以及9)。

目标端可通过SCSI指令请求封包询访这些逻辑单元号，可使用的SCSI指令包含询访指令、运作模式侦测指令、读写能力指令、及读写测试指令。举例来说，当通过回报逻辑单元号指令取得目标端的LUN号时，通过例如Inquiry、Read-_Capacity等查询命令取得相关硬件信息并呈现给用户。另外，前述的询访指令、运作模式检测指令、读写能力指令、及读写测试指令，则分别用以确定逻辑单元号是否有响应、检测逻辑单元号对应的储存设备的运作模式、检测逻辑单元号对应的储存设备的读写能力、以及检测逻辑单元号对应的储存设备的读写功能是否正常。

当储存局域网络运作一段时间后，发起端也可再传送包含有回报逻辑单元号指令的iSCSI命令请求封包送到目标端，以取回目标端当下的所有逻辑单元号，并记录在逻辑单元号状态数组。例如，取回的逻辑单元号为Lun 5、6、7、以及9，则逻辑单元号状态数组设置为Lun_at_target[9]＝{0，0，0，0，0，1，1，1，0，1}。此时，目标端再比较逻辑单元号数组Lun_list[9]以及逻辑单元号状态数组Lun_at_target[9]的记录。

如果某个逻辑单元号数组的元素Lun_list[N]为0，且逻辑单元号状态数组的元素Lun_at_target[N]的记录为1，则表示Lun N为此段运作时间内目标端所新增的逻辑单元号，例如Lun 6即为新增的逻辑单元号。此时，发起端再调用系统接口向目标端发送SCSI指令请求封包，获取新添加的储存设备的信息。反之，如果某个逻辑单元号数组的元素Lun_list[N]为1，且逻辑单元号状态数组的元素Lun_at_target[N]的记录为0，则表示Lun N为目标端删除的逻辑单元号，例如Lun 3、Lun 4。此时，发起端调用系统接口通知SCSI中介层(SCSI mid layer)储存设备已移除。

图2为本发明第一实施例的发起端与目标端的封包传递示意图。请参照图2，发起端210起使后产生带有回报指令的SCSI请求封包211，并将此封包230传送到目标端220；目标端接收到此封包230后，搜集所有连接到目标端的储存装置的代表逻辑单元号，并产生SCSI指令响应(也即区块221所述动作)；目标端220还依据此指令响应产生一SCSI指令响应封包231，而回传到发起端210；发起端210解晰SCSI指令响应封包的负载部分212，并由此负载部分剖析目前目标端的所有可用的LUN号213；发起端210还可传送SCSI指令请求封包232给目标端220，以取得更详细的储存设备信息222。

第二实施例

图3为本发明第二实施例的目标端的储存设备状态动态更新方法的方法流程图。请参照图3，首先，步骤S310，目标端于发生添加或删除设备配置时，向发起端传送异步信息封包。接着，步骤S320，发起端接收异步信息封包，并剖析出其中的鉴别数据，以识别目标端有无发生添加或删除设备配置。之后，步骤S330，发起端将回报逻辑单元号指令写入命令描述区块，并将命令描述区块封装为SCSI指令请求封包而传送至目标端。然后，步骤S340，发起端接收回传的SCSI指令响应封包，并剖析SCSI指令响应封包所载的那些逻辑单元号。最后，步骤S350，发起端比较分配的那些逻辑单元号与SCSI指令响应封包取出的逻辑单元号的异同，并更新所记录的储存设备的状态，例如联机状态，或是储存设备的联机能力、读写能力。其中，目标端可通过例如接脚高低电位变化，或接获远程储存装置的传输封包，借以检测出目标端有无发生添加或删除设备的情况。

第二实施例与第一实施例的作法相似，都由发起端传送包含有回报逻辑单元号指令的iSCSI命令请求封包送到目标端，取回目标端的所有逻辑单元号，再比较发起端所记录的可用逻辑单元号，从而更新发起端记录的储存设备使用状态。第二实施例与第一实施例最大的相异点在于第二实施例更具有检测目标端的储存设备的异动(新增或移除)。以下仅就检测目标端的储存设备异动进行详细说明，其余各步骤都同于第一实施例，不再叙述。

目标端在每当有添加或删除储存设备时，都会向发起端传送一个具有鉴别数据(sense data)的封包，例如异步信息封包(asynchronous message PDU)，以供发起端识别目标端有无添加或删除的设备异动。所述鉴别数据段如下：

UNIT ATTENTION

ASC：Additional Sense Code

ASCQ：Additional Sense Code Qualifier

asc＝0x3f，ascq＝0x0e：REPORED LUNS DATA HAS

CHANGED

asc＝0x28，ascq＝0x00：TARGET OPERATING CONDITIONS

HAVE CHANGED

发起端在接获iSCSI的异步信息封包后，解析封包中的鉴别数据。如果鉴别数据为UNIT ATTENTION并且asc＝0x3f，ascq＝0x0e或asc＝0x28，ascq＝0x00时，判断目标端有异动，并触发传送包含有回报逻辑单元号指令的iSCSI命令请求封包送到目标端，以更新发起端所持有的逻辑单元号信息。

图4为本发明第二实施例的发起端与目标端的封包传递示意图。请参照图4，目标端420在添加/删除储存设备后，向发起端410传送异步信息的封包(如区块421所述动作)；发起端410接收异步信息封包430后，解析异步信息封包430的负载内容(payload)，并取出鉴别数据(如区块411所述动作)，之后再由鉴别数据解析目标端有无变动(如区块412所述动作)，并产生带有回报指令的SCSI请求封包(如区块413所述动作)；目标端420接收SCSI指令请求封包431后，搜集目标端420所有可用的LUN号，并产生SCSI指令响应(如区块422所述动作)。SCSI指令响应会包覆于SCSI指令响应封包432，并传送回发起端410。发起端410接收响应封包，并由封包的负载内容解析目标端420的所有LUN号(如区块414所述动作)。另外，发起端410还可传送指令封包(也即SCSI指令请求封包433)给目标端420，以获取LUN号所对应的储存设备的详细设备信息(如区块415所述动作)；目标端420依据接收的指令执行相应的动作，以回复LUN号对应的储存设备的详细设备信息(如区块423所述动作)。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种目标端的储存设备状态识别方法，用于在Linux系统建置的一储存局域网络内，一发起端通过逻辑设备识别号来判断一目标端的储存设备使用状态，其特征在于，包括：

该发起端向该目标端建立一对话联机，并取得分配的多个储存设备及对应的多个逻辑单元号，其中每一个该逻辑单元号对应到一个或多个该储存设备；

该发起端将一回报逻辑单元号指令写入一命令描述区块，并将该命令描述区块封装为一SCSI指令请求封包而传送至该目标端；

接收回传的一SCSI指令响应封包，并剖析该SCSI指令响应封包所载的该些逻辑单元号；以及

该发起端比较分配的该逻辑单元号及该SCSI指令响应封包取出的该些逻辑单元号，并更新该储存设备的状态。

2.根据权利要求1所述的目标端的储存设备状态识别方法，其特征在于，该发起端通过一逻辑单元号数组储存分配的该逻辑单元号。

3.根据权利要求2所述的目标端的储存设备状态识别方法，其特征在于，该发起端通过一逻辑单元号状态数组记录对应的该些逻辑单元号的储存装置的联机状态。

4.根据权利要求3所述的目标端的储存设备状态识别方法，其特征在于，该发起端包括根据该逻辑单元号状态识别数组的该联机状态，传送该SCSI指令请求封包用以询访该些逻辑单元号。

5.根据权利要求1所述的目标端的储存设备状态识别方法，其特征在于，该SCSI指令请求封包所包含的指令是选自于由询访指令、运作模式检测指令、读写能力指令、及读写测试指令所组成的集合之一。

6.一种目标端的储存设备状态动态更新方法，用于在Linux系统建置的一储存局域网络内，一发起端通过逻辑设备识别号来判断一目标端的储存设备使用状态，其特征在于，包括：

该发起端向该目标端建立一对话联机，并取得分配的多个储存设备及对应的多个逻辑单元号，其中每一个该逻辑单元号对应到一个或多个该储存设备；

该目标端于发生添加或删除设备配置时，向该发起端传送一异步信息封包；

该发起端接收该异步信息封包，并剖析出其中的一鉴别数据，以识别该目标端有无发生添加或删除设备配置；

该发起端将一回报逻辑单元号指令写入一命令描述区块，并将该命令描述区块封装为一SCSI指令请求封包而传送至该目标端；

接收回传的一SCSI指令响应封包，并剖析该SCSI指令响应封包所载的该逻辑单元号；以及

该发起端比较分配的该逻辑单元号及该SCSI指令响应封包取出的该逻辑单元号，并更新该储存设备的状态。

7.根据权利要求6所述的目标端的储存设备状态动态更新方法，其特征在于，该发起端通过一逻辑单元号数组储存分配的该逻辑单元号。

8.根据权利要求7所述的目标端的储存设备状态动态更新方法，其特征在于，该发起端通过一逻辑单元号状态数组记录对应的该些逻辑单元号的储存装置的联机状态。

9.根据权利要求8所述的目标端的储存设备状态动态更新方法，其特征在于，该发起端包括根据该逻辑单元号状态识别数组的该联机状态，传送该SCSI指令请求封包询访该逻辑单元号。

10.根据权利要求6所述的目标端的储存设备状态动态更新方法，其特征在于，该SCSI指令请求封包所包含的指令是选自于由询访指令、运作模式检测指令、读写能力指令、及读写测试指令所组成的集合之一。

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