CN102160027A - 数据处理系统中逻辑通信路径的保留 - Google Patents

数据处理系统中逻辑通信路径的保留 Download PDF

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Abstract

一种在数据处理系统中保留逻辑通信路径的方法，该系统包括主机、包括第一逻辑控制单元(“LCU”)的存储控制器、和与主机和第一LCU通信的逻辑通信路径。该方法包括步骤：删除第一LCU并设置其为第一状态。该方法然后配置第二LCU，并为其建立第二状态，其中第二LCU包括全部或者部分第一LCU，但是不同于第一LCU。在执行删除、设置、配置和建立步骤的同时保留与第二LCU通信的逻辑通信路径。

Description

数据处理系统中逻辑通信路径的保留
技术领域
本发明涉及用于在数据处理系统中保留一个或多个逻辑通信路径的装置和方法。
背景技术
计算设备产生信息。本领域公知利用放置在自动数据存储系统中的多个数据存储设备来存储这样的信息。始发主机可以利用存储控制器的每个逻辑控制单元(logic control unit，LCU)的多个逻辑通信路径与该存储控制器通信。为了能够从不同的逻辑路径访问一个卷(volume)，主机将最多8个逻辑路径组成一个路径群。当路径群中的一个逻辑通信路径丢失时，主机具有该路径群的所有其它逻辑路径来继续访问LCU中的卷。但是，当全部的逻辑路径都丢失时，主机就失去对该LCU中的卷的访问权。LCU被删除时可能发生这种情况。
发明内容
本发明包括一种用于在数据处理系统中保留逻辑通信路径的方法，其中数据处理系统包括主机、包含第一逻辑控制单元(“LCU”)的存储控制器、和与主机和第一LCU通信的逻辑通信路径。该方法删除第一LCU并为该第一LCU设置第一状态。该方法然后配置第二LCU，并为该第二LCU建立第二状态，其中第二LCU包括全部或者部分第一LCU，其中第二LCU不同于第一LCU，并且该逻辑路径互联第二LCU和主机。该方法在删除第一LCU、设置第一状态、配置第二LCU和建立第二状态期间保留该逻辑通信路径。
附图说明
下面将仅以举例的方式并参考附图说明本发明的实施例，附图中：
图1是显示与数据存储控制器通信的主机的方框图；
图2是显示经网络架构相互通信的主机与存储控制器的方框图；
图3是显示存储库的方框图；
图4A显示了互联主机和放置在存储控制器/存储库中的第一逻辑控制单元的多个逻辑路径；
图4B显示了在图4A中的第一LCU被删除之后图4A的多个逻辑路径被保留；
图4C显示了互联图4A中的第二LCU和主机的图4A的多个逻辑路径；
图5A和5B显示了概括上面讨论的方法的一个示例实施方式的流程图。
具体实施方式
在下面结合附图的说明中描述了本发明的优选实施例，其中相似的标号代表相同或相似的元件。整个说明书中的“一个实施例”、“一实施例”或类似语言表示关于该实施例说明的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，整个说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”或类似的语言可以但不一定指同一实施例。
所描述的本发明的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式加以组合。在后面的描述中，引用了大量具体的细节来提供对本发明的实施例的完整的理解。然而，本领域的技术人员可以认识到，本发明也可以在缺少一个或多个特定细节的情况下实施，或者用其他的方法、部件、材料等等来实施。在其它情况下，为了避免模糊本发明的各方面，未显示或说明公知的结构、材料或操作。
所包含的示意性流程图总地被表示为逻辑流程图(例如图5A和5B)。这样，所显示的顺序和标记的步骤表示了该方法的一个实施例。可以构想出在功能上、逻辑上或效果上等同于所显示的方法的一个或多个步骤或其一部分的其它步骤和方法。此外，所使用的格式和标记是为了解释该方法的逻辑步骤，应理解为不是限制本发明的范围。虽然流程图中可以使用各种箭头类型和直线类型，应理解它们不是用来限制相应方法的范围(例如图5A和5B)。实际上，可以使用某些箭头或其他连接符来仅仅表明该方法的逻辑流向。例如，一个箭头可以表示所说明方法的列举的步骤之间的非特定期间的等待或监视周期。再者，特定方法发生的顺序可以严格遵守也可以不严格遵守所示出的相应步骤的顺序。
参照图1，数据存储系统200包括存储控制器240，后者互联多个数据存储设备180和/或多个数据存储设备190与计算设备390。在图1和2显示的实施例中，存储控制器240包括计算机可读介质230，写到计算机可读介质230的队列244，写到计算机可读介质230的指令246。存储控制器240还包括控制器250，其中控制器250利用指令244来实施下面说明的申请人的方法。
在某些实施例中，存储控制器240利用I/O协议经设备适配器165和175与多个数据存储设备190通信，经设备适配器166和176与多个数据存储设备180通信，其中该I/O协议是从由SCSI(小计算机系统接口)、iSCSI(互联网SCSI)、SAS(串行连接SCSI)、光纤通道、经光纤通道的SCSI、以太网、经以太网的光纤通道、Infiniband和SATA(串行ATA)组成的组中选择的。
在某些实施例中，计算设备390包括主机，其中该主机产生数据并将该数据提供到存储控制器240。存储控制器240将该数据写到多个数据存储设备180和/或190的一个或多个中。另外，在图1显示的实施例中，存储控制器240与一个主机390通信。在其它实施例中，存储控制器240与多个主机通信。作为一种通常的方式，主机390包括计算设备，诸如大型机、个人计算机、工作站和它们的组合，这些计算设备包含诸如Windows、AIX、Unix、MVS、LINUX等的操作系统(Windows是微软公司注册商标；AIX和MVS是IBM公司的注册商标；Unix是美国和其他国家的注册商标，经Open Group排他许可；LINUX是Linus Torvald的注册商标)。
在图2显示的实施例中，主机390和存储控制器240经网络架构(fabric)310相互通信。在某些实施例中，网络架构310包括例如一个或多个光纤通道(“FC”)交换机315。在某些实施例中，这些一个或多个交换机315包括一个或多个传统的路由器交换机。在图2显示的实施例中，一个或多个交换机315利用任何类型的I/O接口经通信路径395a和395b将主机390与存储控制器240互联，来传送来自存储控制器240的信息或者传送信息到存储控制器240，或者经存储控制器240传送信息到相继的多个数据存储设备180和/或190，其中I/O接口例如可以是光纤通道、Infiniband、吉比特以太网、以太网、TCP/IP、iSCSI、SCSI I/O接口或FC开关315使用的一个或多个信号线。
现在参照图3，在某些实施例中，存储控制器240包括数据存储库，例如但是不限于数据存储库100。在某些实施例中，数据存储库100包括第一集群101A和第二集群101B，其中集群101A和101B设置在同一外壳内。在图3所示的实现方式中，数据存储库100包括放置在四个主分区(host bay)101、106、111和116中的多个主机适配器102-105、107-110、112-115和117-120。在其它的实现方式中，数据存储系统包括少于16个主机适配器。不论放置在系统的任何实现方式中的主机适配器的数量如何，每个这样的主机适配器包括一共享的资源，对于中央处理/缓存单元130和140这两者具有相同的访问权。
每个主机适配器可以包括一个或多个光纤通道端口、一个或多个FICON端口、一个或多个ESCON端口、一个或多个SCSI端口。每个主机适配器都经互联总线121被连接到集群101A和101B这两者，使得每个集群都能处理来自主机适配器的I/O，并且任一集群的存储控制器部分能够监视与数据存储库100物理地和/或逻辑地互联的每个通信路径的通信路径误差率。
存储控制器部分130包括处理器132和缓存器134。在某些实现方式中，存储控制器部分130还包括计算机可读介质133。在某些实现方式中，计算机可读介质133包括随机存取存储器。在某些实现方式中，计算机可读介质133包括非易失性存储器。
存储控制器部分140包括处理器142和缓存器144。在某些实现方式中，存储控制器部分140还包括计算机可读介质143。在某些实施例中，计算机可读介质143包括随机存取存储器。在某些实施例中，计算机可读介质143包括非易失性存储器。
I/O部分160包括多个设备适配器，诸如设备适配器165、166、167和168。I/O部分170进一步包括多个设备适配器，诸如设备适配器175、176、177和178。
在该系统的某些实施例中，一个或多个主机适配器、存储控制器部分130及一个或多个设备适配器一起封装在位于该数据存储系统内的单个卡上。类似地，在某些实施例中，一个或多个主机适配器、存储控制器部分140和一个或多个设备适配器放置在位于该数据存储系统内的另一卡上。在这些实施例中，系统100包括与多个数据存储设备互联的两个卡。
在图3显示的实施例中，将16个数据存储设备组织成两个阵列，即阵列180和阵列190。图3显示的实施例示出了两个存储设备阵列。在其它实施例中，数据存储系统包括多于两个存储设备阵列。每个存储阵列对于主机表现为一个或多个逻辑设备。
在某些实施例中，一个或多个数据存储设备包括多个硬盘驱动单元，诸如多个盘驱动单元180和/或190。在某些实施例中，多个盘驱动单元180和/或190利用RAID(独立盘的冗余阵列)协议。在某些实施例中，多个盘驱动单元180和/或190包括有时称作JBOD阵列，即“Just a Bunch of Disk(只是一串盘)”的设备，这里该阵列不是根据RAID配置的。
图3显示的实施例示出了两个存储设备阵列。在其它的实施例中，数据存储库100包括单个存储设备阵列。在其它的实施例中，数据存储库100包括多于两个存储设备阵列。
在图1和2显示的实施例中，主机390包括通道路径标识器(CHPid)391，并且经物理通信路径395互联到位于存储控制器240中的主机适配器102。图1和2显示的实施例示出了主机390经一个物理通信链路与存储控制器240互联。在其它的实施例中，主机390利用多于一个物理通信链路与存储控制器互联。
在某些实施例中，物理通信链路395可被配置为包括最多达256条逻辑通信路径。在某些实施例中，物理通信链路395的逻辑配置由主机390建立。在某些实施例中，物理通信链路395的逻辑配置由存储控制器240建立。在某些实施例中，物理通信链路395的逻辑配置由存储系统管理者利用硬件管理控制台(“HMC”)270建立。
在图1和2显示的实施例中，存储控制器240与HMC270通信。系统管理者可以利用HMC270完成很多任务，包括为存储控制器240、多个数据存储设备180和/或多个数据存储设备190建立逻辑配置。在这样的逻辑配置中，存储控制器240、多个数据存储设备180和/或多个数据存储设备190可以包括多个逻辑控制单元(“LCU”)。
在某些实施例中，可以为每个LCU建立多个逻辑路径。在某些实施例中，LCU可以包括最多达256个卷。为了利用不同的逻辑路径访问一个卷，可以将最多达8个逻辑路径配置为一个路径群。如果一个逻辑路径丢失，主机可以利用该逻辑路径群中的其它逻辑路径之一或多个来访问LCU。但是，当全部的逻辑路径都丢失时，主机就失去了对LCU中的卷的访问权。当LCU被删除时可能发生这种情况。
在这样的情况下，允许对该卷的所有活动(active)的输入/输出(I/O)完成，而利用表明一个或多个指定的卷不可用的状态标识拒绝新的I/O。一旦LCU中的全部卷已经被标记了不可用状态，从主机到LCU的全部逻辑路径都被删除。
当主机接收到丢失逻辑路径的通知后，主机发送建立逻辑路径(“ELP”)命令到存储控制器。因为LCU已经被删除，该ELP命令以资源不可用而被拒绝。该主机最终将该逻辑路径标记为失败状态。
一个特别的问题是LCU可能只是被暂时地删除来改变属于该LCU的卷的配置。在卷的配置被更新之后，第二LCU被重新生成，新的卷被分配给第二LCU，或者从第一LCU删除某些卷来配置第二LCU。此时，存储控制器为新生成的LCU中的卷的I/O做好了准备。但是，由于到主机的全部逻辑路径已经如前所述被删除，没有办法通知该主机该LCU及其卷可用。
由于LCU的删除处于受控环境，用户也可以在该LCU和卷变得可用之后决定改变该卷。当改变了一个卷时，主机将开始其卷发现过程。但是，由于没有逻辑路径可用，发现过程失败，那么该卷被限制(boxed)。
对于该被限制的卷的问题的一种可能解决方案是关闭(configure off)与要删除的LCU相关联的通道路径标识器(CHPid)。LCU恢复之后，用户可以改变路径。但是，这个解决方案需要存储系统管理者告诉所有主机用户停止或终止他们的应用，这是因为这些路径要被改变。由于可能涉及多个主机，存储系统管理者必须确保来自所有主机的所有的CHPid已经被关掉。在LCU和卷被再次生成之后，存储系统管理者可以利用硬件管理控制台并且打开(configure on)CHPid。希望这个顺序能够使逻辑路径重新在线。存储系统管理者必须改变来自由于删除LCU而受影响的所有主机的所有卷。
CHPid的关闭及打开并不是对该情况的令人满意的解决方案。当CHPid被关闭时逻辑路径和路径群被删除，当CHPid打开时，路径被重新建立。此外，产生的路径群在时间上改变。这个过程的净结果是当路径和路径群被生成时主机的性能下降。
于是，需要一种在LCU被删除后保留逻辑路径和路径群的方法。图5A和5B概括了用于在数据处理系统中保留逻辑通信路径的方法的示范性实施方式的步骤。
在步骤505，该方法提供一种数据存储系统，该系统包括主机、存储控制器、和互联该主机和存储控制器的一个或多个物理通信链路。在某些实施例中，数据处理系统包括主机，该主机包括通道路径标识器，例如通道路径标识器391(图1和2)。在某些实施例中，存储控制器包括数据存储库，例如数据存储库100(图3)，该数据存储库包括两个集群，例如集群101A(图3)和101B(图3)，其中每个集群包括存储控制器部分，诸如位于集群101A中的存储控制器部分130和位于集群101B中的存储控制器部分140。
在步骤510，该方法为数据存储系统建立逻辑配置，其中该逻辑配置包括多个逻辑控制单元(“LCU”)。在某些实施例中，步骤510由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤510由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的硬件管理控制台(“HMC”)，例如HMC270来执行。在某些实施例中，步骤510由步骤505的主机执行。
在步骤515，该方法配置互联主机和第一LCU的一个或多个逻辑路径。例如，在图4A显示的实施例中，主机390经三个逻辑路径，即逻辑路径410、420和430与配置在存储控制器240中的LCU440互联。
在某些实施例中，步骤515由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤515由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC来执行。在某些实施例中，步骤515由步骤505的主机执行。
在步骤520，该方法接收删除第一LCU的命令。在某些实施例中，步骤520的命令由存储控制器产生。在某些实施例中，步骤520的命令由存储系统管理者利用与存储控制器通信的HMC产生。在某些实施例中，步骤520由步骤505的主机执行。
在步骤525，该方法完成对于第一LCU的全部活动的I/O。在某些实施例中，步骤525包括执行指定在步骤520的命令之前由步骤505的存储控制器接收的第一LCU的全部I/O命令。在某些实施例中，步骤525由步骤505的存储控制器执行。
在步骤530，该方法确定步骤520的命令是否需要第一LCU被永久地删除。在某些实施例中，步骤530由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤530由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤530由步骤505的主机执行。
如果该方法在步骤530确定第一LCU应该被永久地删除，那么该方法从步骤530转到步骤535，这里该方法将第一LCU中配置的全部逻辑卷标记为“CC3”状态。在某些实施例中，步骤535由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤535由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤535由步骤505的主机执行。
在步骤540，该方法删除互联步骤505的第一LCU和主机的全部逻辑路径。在某些实施例中，步骤540由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤515由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤515由步骤505的主机执行。
如果该方法在步骤530确定第一LCU不应该永久删除，那么该方法从步骤530转到步骤545，这里该方法为第一LCU建立第一状态。在某些实施例中，在步骤545，该方法将第一LCU指定为暂时不可用。在某些实施例中，步骤545由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤545由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤545由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤550，该方法删除第一LCU。在某些实施例中，步骤550由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤550由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤550由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤555，该方法保留先前互联步骤505的第一LCU和主机的逻辑路径。在图5A和5B显示的实施例中，步骤555显示为在步骤550之后，步骤560之前。申请人的方法在步骤545到步骤590(含这两个步骤)期间保留了先前互联步骤505的第一LCU和主机的逻辑路径。现在参照图4A和4B，在图4B的实施例中，LCU440(图4A)已经被删除但是逻辑路径410、420和430被保留。
在步骤560，该方法确定在步骤525中完成了所有那时活动的I/O命令之后是否从步骤505的主机接收到新的I/O命令。在某些实施例中，步骤560由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤560由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤560由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
如果该方法确定在步骤525中完成了所有那时活动的I/O命令之后从步骤505的主机接收到新的I/O命令，那么该方法从步骤560转到步骤565，这里该方法拒绝该新的I/O命令，并返回一个信号给步骤505的始发主机，该信号表明第一LCU暂时不可用。在图5A和5B显示的实施例中，步骤560和565显示为在步骤555之后。申请人的方法在步骤560到步骤580(含这两个步骤)期间接收到新的I/O命令的任何时间执行步骤565。
在某些实施例中，步骤565由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤565由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤565由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤570，该方法对在步骤565中被拒绝的I/O命令排队。在某些实施例中，被拒绝的I/O命令被排在一个队列中，例如队列244(图1和2)，该队列位于步骤505的存储控制器中。在某些实施例中，被拒绝的I/O命令在步骤505的主机中排队。该方法从步骤570转到步骤595。
在某些实施例中，步骤570由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤570由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤570由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
如果该方法确定在步骤525中完成了所有那时活动的I/O命令之后没有从步骤505的主机接收到新的I/O命令，那么该方法从步骤560转到步骤575，这里修改第一LCU中先前配置的逻辑卷的卷特性，和/或修改第一LCU中先前未配置的逻辑卷的卷特性。
在某些实施例中，步骤575由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤575由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤575由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤580，该方法配置新的LCU，即第二LCU，其中该第二LCU包括第一LCU的全部或部分，并且第二LCU不同于第一LCU。在某些实施例中，第二LCU比第一LCU包括更大数量的逻辑卷。在某些实施例中，第二LCU比第一LCU包括更少数量的逻辑卷。
在某些实施例中，步骤580由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤580由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤580由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤585，该方法为步骤580的第二LCU建立第二状态。在某些实施例中，步骤585包括发布状态改变中断命令到步骤505的主机，其中该状态改变中断命令向主机通知第二LCU经步骤515的一个或多个逻辑控制路径是可以利用的。在某些实施例中，步骤585由步骤505的存储控制器执行。在某些实施例中，步骤585由与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。在某些实施例中，步骤585由存储系统管理者利用与步骤505的存储控制器通信的HMC执行。
在步骤590，步骤505的主机确认(validate)步骤515的一个或多个逻辑路径。在步骤595，该方法处理先前在步骤570中排队的任何I/O命令。在步骤600，步骤505的数据存储控制器利用步骤515的一个或多个逻辑控制路径从步骤505的主机接受指定步骤580的新LCU的新I/O命令。
在某些实施例中，图5A和5B引用的单独的步骤可以组合，删除或重新排序。
在某些实施例中，指令，诸如位于计算机可读介质230(图2和3)的指令246(图2和3)和/或位于计算机可读介质330中的指令332，其中这些指令由处理器250(图1和2)和/或320(图1和2)执行，来执行图5A和5B记载的步骤510、515、520、525、530、535、540、545、550、555、560、565、570、575、580、585、590、595和/或600之一或多个步骤。
在其它实施例中，本发明包括位于任何其它计算机程序产品中的指令，这里这些指令由数据存储系统200(图2)或者数据存储库300(图3)外部或者内部的计算机来执行，以完成图5A和5B中记载的步骤510、515、520、525、530、535、540、545、550、555、560、565、570、575、580、585、590、595和/或600之一或多个步骤。在任何情况下，这些指令可以编码在计算机可读介质中，该计算机可读介质包括例如磁信息存储介质、光信息存储介质、电信息存储介质等等。“电存储介质”是指例如但不限于诸如PROM、EPROM、EEPROM、闪速PROM、紧致闪存、智能媒体等等设备之一或多个。
虽然已经详细说明了本发明的优选实施例，但是很显然对于本领域的技术人员来说可以对这些实施例做各种修改和变化而不脱离后附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (9)

1.一种在数据处理系统中保留逻辑通信路径的方法，其中该数据处理系统包括主机、包含第一逻辑控制单元(“LCU”)的存储控制器、和与该主机和第一LCU通信的逻辑通信路径，该方法包括：
删除该第一LCU；
为该第一LCU设置第一状态；
配置包含该第一LCU的全部或一部分的第二LCU，其中该第二LCU不同于该第一LCU；
为该第二LCU建立第二状态；
其中：
所述的逻辑通信路径在所述删除步骤、所述设置步骤、所述配置步骤和所述建立步骤期间被保持；并且
所述逻辑通信路径与所述第二LCU通信。
2.如权利要求1的方法，其中：
所述数据处理系统还包括与所述存储控制器通信的硬件管理控制台；
所述方法还包括从所述硬件管理控制台接收删除所述第一LCU的命令。
3.如权利要求1的方法，其中所述存储控制器还包括用于存储多个I/O命令的I/O队列，所述方法还包括：在所述删除步骤之前，处理任何排队的I/O命令。
4.如权利要求3的方法，还包括：
在所述删除步骤之后，从该主机接收新的I/O命令；
排队所述新的I/O命令；
在所述配置步骤之后，处理所述新的I/O命令。
5.如权利要求3的方法，还包括：
在所述删除步骤之后，从该主机接收新的I/O命令；
拒绝所述新的I/O命令；
通知所述主机所述LCU暂时不可用。
6.如权利要求1的方法，在所述配置步骤之后，还包括确认所述逻辑通信路径。
7.如权利要求1的方法，其中所述建立步骤包括发布状态改变中断。
8.一种存储控制器，包括第一逻辑控制单元(“LCU”)和计算机可读介质，该计算机可读介质包括位于其中的计算机可读程序代码，用来保留与主机和所述第一LCU通信的逻辑通信路径，该计算机可读程序代码包括一系列计算机可读程序步骤来实现权利要求1-7中任一项的方法的步骤。
9.一种编码在计算机可读介质中的计算机程序产品，其中所述计算机程序产品可用于计算机处理器，以在数据处理系统中保留逻辑通信路径，其中该数据处理系统包括主机、包含第一逻辑控制单元(“LCU”)的存储控制器、和与该主机和第一LCU通信的逻辑通信路径，该计算机程序产品包括计算机可读代码，当由计算机执行时，所述代码执行权利要求1-7中任一项的步骤。
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