CN102480522A - 存储设备、应用服务器及其方法 - Google Patents

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本发明公开了存储设备、应用服务器及其方法。一种存储设备系统，其可以包括至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器，和一个或更多个与应用服务器通信以便在其间进行I/O传输的存储服务器。还公开了应用服务器、方法和计算机程序产品。

Description

存储设备、应用服务器及其方法
技术领域
本发明涉及存储，具体涉及存储设备(storage appliance)、应用服务器(application server)及其方法。
背景技术
某些目前可获得的高端存储设备被设计为负责存储功能的服务器的集群。这些服务器通过低延迟、高吞吐量网络互连(例如InfiniBand、10Gbps以太网)相互连接。一些或全部服务器具有用于外部主机连接的网络适配器，所述外部主机连接可能比集群互连更慢(例如光纤信道、1Gbps以太网)。这些服务器后面被称作“接口服务器”。此外，一些或全部服务器具有本地存储器设施(例如盘驱动器、闪存)，并负责向/从该本地存储器转移数据。这种服务器后面被称作“存储服务器”。单个服务器可以用作接口服务器和存储服务器这两者。典型的输入/输出(I/O)操作由外部主机启动，到达接口服务器，然后通过内部互连(可能使用私有协议)被路由到特定存储服务器。这种系统通常使用组成员资格或者其他集群通信算法来确保接口服务器知道哪个存储服务器具有用于特定I/O请求的物理介质。这种集群软件旨在确保尽管有故障或者数据到存储服务器的映射的其他重配置也保持正确的路由。这意味着I/O操作要求至少两跳(hop)，依赖于设备和I/O类型。人们可以基于主机和物理存储器之间的距离对服务器进行层次化分类；自顶向下看，将具有存储服务器、接口服务器和外部主机。就系统资源来说每一跳的成本不可忽略——其通常包括至少一个数据拷贝、互连延迟以及协议和路由开销。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种存储设备系统(storageappliance system)。该系统可以包括至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器，以及一个或更多个存储服务器，与所述应用服务器通信以便在其间进行I/O传输。
根据本发明的实施例，也提供了一种方法，其可以包括提供存储设备系统。该存储设备系统可以包括至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器，以及一个或更多个与所述至少一个应用服务器通信、以便进行I/O传输的存储服务器。该方法也可以包括在应用服务器上本地执行应用程序，并在应用服务器和一个或更多个存储服务器之间传递I/O传输。
根据本发明的实施例，还提供了一种存储在非瞬时的有形计算机可读存储介质上的计算机程序产品。计算机程序可以包括用于在存储设备系统的应用服务器上本地执行应用程序的代码。存储设备系统可以包括一个或更多个应用服务器和一个或更多个与所述应用服务器通信、以便进行I/O传输的存储服务器。该方法还可以包括在应用服务器和存储服务器之间传递I/O传输。
根据本发明实施例，也提供了一种用于结合在存储设备系统中的应用服务器。该应用服务器可被配置成在本地执行应用程序并与至少一个存储服务器传递I/O传输。
附图说明
被视作本发明的主题被在说明书的结尾部分具体指出并明确地要求保护。但是，当与附图一起阅读时，通过参考下列详细说明，可以最佳地理解本发明-关于结构和操作方法，以及其目的、特征和优点，在附图中：
图1根据本发明实施例示出了存储设备。
图2A示出了典型的接口服务器软件的代码堆栈的例子。
图2B根据本发明的实施例示出了接口服务器软件的代码堆栈的例子。
图3根据本发明实施例示出了具有混合应用服务器的存储设备系统。
图4根据本发明实施例示出了用于操作应用服务器的方法。
具体实施例
本领域技术人员将会理解，本发明的方面可以被具体实施为系统、方法或者计算机程序产品。因此，本发明的方面可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微码，等等)，或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，在这里都统称为“电路”、“模块”或者“系统”。此外，本发明的方面可以采用具体实施在一个或更多个其上包含计算机可读程序代码的计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。
可以利用一个或更多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或者装置，或者前述的任意适当组合。计算机可读存储介质的更多具体例子(非穷尽列表)将包括下列内容：具有一个或更多个电线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者快闪存储器)、光纤、便携式紧制盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置，或者前述的任意适当组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何非瞬时、有形介质，其能够包含或者存储供指令执行系统、设备或者装置使用或者与指令执行系统、设备或者装置结合使用的程序。
一种计算机可读信号介质可以包括其中包含计算机可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或者作为载波的一部分。这种传播信号可以采用各种形式中的任意一种，包括但不限于电磁、光学，或者其任何适当的组合。计算机可读信号介质可以是任何并非计算机可读存储介质并且能够传递、传播或者传输供指令执行系统、设备或者装置使用或者与指令执行系统、设备或者装置结合使用的程序的计算机可读介质。
可以使用任何适当介质传送包含在计算机可读介质上的程序代码，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或者前述的任意适当组合。
用于执行本发明的方面的操作的计算机程序代码可以用一个或更多个编程语言的任意组合编写，包括例如Java、Smalltalk、C++等的面向对象编程语言和例如“C”编程语言或者类似编程语言的常规过程编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、作为单独的软件包、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上，或者完全在远程计算机或者服务器上执行。在后者情形中，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)、或者广域网(WAN)，或者，可以连接到外部计算机(例如使用国际互联网服务提供商通过互联网)。
下面参考根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明的方面。将会理解，流程图和/或框图中的每一块，以及流程图和/或框图中的块的组合，可以被计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，以使通过计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令生成用于实施在流程图和/或框图的块中规定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可以被存储在计算机可读介质中，所述介质能够指引计算机、其他可编程数据处理设备或者其他设备以特定方式工作，以使存储在计算机可读介质中的指令产生包括实施在流程图和/或框图的块中规定的功能/动作的指令的制造品。
计算机程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或者其他设备上以导致在计算机、其他可编程设备或者其他设备上执行一系列操作步骤以便产生计算机实施的过程，以使在计算机或者其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在流程图和/或框图的块中规定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每一块均可以代表代码的模块、段或者部分，其包括一个或更多个用于实施规定的逻辑功能的可执行指令。也应该注意，在某些替代实施方案中，在块中注明的功能可能不按图中注明的顺序发生。例如，依赖于所涉及的功能，接连示出的两个块实际上可能被大致同时执行，或者，这些块有时候可能被以相反顺序执行。还将注意，框图和/或流程图中的每一块，以及框图和/或流程图中的块的组合可以被执行规定的功能或者动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合实施。
“存储设备”(有时候也称作“存储控制器”)通常包括用于存储数据的存储服务器和可用作主机和存储服务器之间的中间物的接口服务器。
参考根据本发明的实施例示出了存储设备的图1。典型的存储设备可以包括存储服务器16和接口服务器14。可以包括数据和/或命令的I/O请求可被外部主机20启动，通过存储区域网络(Storage AreaNetwork，SAN)18传递到接口服务器14。命令被接口服务器14处理，并且数据被从存储服务器16取出(在读请求的情况下)，或者被存储在存储服务器16上(在写请求的情况下)。
根据本发明实施例，在存储设备中引入了新的服务器类型，这些服务器此后被称作“应用服务器”，就层次(hierarchy)而言其实际上等同于接口服务器。应用服务器12(图1)可以在单跳中访问存储服务器16。同时，应用服务器可以包含外部主机(例如通过运行数据密集软件)和接口服务器(例如通过在单跳中访问存储器)的功能。
根据本发明的实施例，应用服务器在某些方式上可以与接口服务器类似：应用服务器可被连接到存储设备的内部网络，其可以运行集群成员资格软件，并且能够使用存储设备的内部网络与存储服务器通信(例如使用私有协议)。应用服务器可用来运行应用程序，例如数据库应用程序(例如IBMTM的DB2)、擦洗软件(scrubbing software)、商业分析软件，等等。应用服务器上运行的软件于是可以与存储服务器直接通信，使得接口服务器不必要。根据本发明实施例的应用服务器与接口服务器的差别在于应用服务器的故障或者添加应用服务器可以不导致集群软件的组成员资格的变化。
除了提供对存储网络的内部网络的物理连接以外，根据本发明实施例，还可以使应用服务器的软件知道存储设备的集群管理软件和内部通信协议。通过安装具有此知识的设备驱动器可以把这个功能添加到应用服务器；这提供了相当被认可并且标准的扩展这个功能的方法。除了避免通信中继(communication hop)，使用设备驱动器的方法还可以允许消除某些协议堆栈，进一步降低延迟。
典型的接口服务器软件代码可以包括特定于协议(protocol-specific)的代码(例如iSCSI、FC等)、代码寻址排队、服务质量代码、用于选择适当的存储服务器以便把数据传送到该存储服务器或者从其传送数据的的代码寻址逻辑，以及(向或从)存储服务器传送数据的代码。
图2A示出了典型的接口服务器软件的代码堆栈的例子。接口服务器软件的这个例子包括特定于协议的代码202、排队代码204、服务质量代码206、用于选择存储服务器的逻辑208和用于向和从存储服务器传输的代码210。
根据本发明的实施例，为应用服务器设计的软件可以包括被设计成在该应用服务器上执行的应用程序代码(实际上，应用程序不一定必须被专门设计成在这个特定服务器上运行，因为其也可以是被设计成在也在其他计算机上执行的软件应用程序)以及把数据传送到存储服务器中的一个或更多个或者从存储服务器中的一个或更多个传送数据的代码。图2B根据本发明实施例示出了应用服务器软件的代码堆栈的例子。提供可在应用服务器的处理单元上本地执行的应用程序代码212，并且也包括用于向存储服务器传输以及从存储服务器传输的代码。它也可以包括用于选择存储服务器的逻辑代码208。
很清楚，存在于接口服务器中的各种软件代码中的大多数(图2A，除了用于向存储服务器传输的代码和用于选择存储服务器的逻辑)旨在便利主机和接口服务器之间的正确通信。根据本发明实施例的应用服务器可以包括：被设计成在应用服务器上本地执行的应用程序代码；便利应用服务器和存储服务器之间的正确通信的代码，以及可能地，用于选择存储服务器的逻辑。根据本发明的实施例，在应用服务器中，数据不通过在外部装置(例如主机)和存储服务器之间穿过的应用服务器转移。相反，应用服务器可以只保持与存储服务器的通信。
根据本发明实施例，虽然原则上可以提供只包括一个或更多个应用服务器和一个或更多个存储服务器的独立存储设备系统，但是典型的存储设备系统将包括一个或更多个(通常是多个)存储服务器、一个或更多个应用服务器，以及一个或更多个(通常是多个)用于和主机通信的接口服务器。
根据本发明的某些优选实施例，提供了一种混和型的应用服务器。
图3根据本发明实施例示出了具有混和应用服务器的存储设备系统。
存储设备系统32可以包括存储服务器16和接口服务器14。也包括混和应用服务器12a，其每一个均旨在执行应用程序并与存储服务器16通信，但是其也被配置成起到接口服务器的作用，通过SAN 18与主机21通信。
应用程序可被设计成要在许多机器上执行，例如几个应用服务器或者一个或更多个应用服务器和一个或更多个额外的主机。例如，应用程序的某些部分可以在一个或更多个应用服务器上运行，而剩余的可以被设计成在一个或更多个外部主机上运行。例如，可能已经分发了被配置成在八个机器上执行的分析软件，其中，这些机器中的两个可以是应用服务器，而剩余的六个将是外部主机。
根据本发明的某些实施例，不是使接口服务器代码和应用服务器代码这两者均直接在硬件上运行，而是可以使用管理程序(hypervisor)在虚拟机内部运行其中一个或者这两者。例如，可以使用管理程序把应用服务器功能更容易地添加到接口服务器。
图4根据本发明实施例示出了用于操作应用服务器的方法。
应用程序可以在应用服务器上被本地执行402。如果产生了I/O请求404，则可以在应用服务器和存储服务器之间执行I/O传输406。
为了示例和说明的目的已经给出了对本发明实施例的前述描述。并非打算穷尽或者把本发明限于所公开的确切形式。本领域技术人员应该理解，根据上面的教导，很多修改、变化、替换、改变和等同物是可能的。因此，要理解所附权利要求预期涵盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。

Claims (22)

1.一种存储设备系统，包含：
至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器；和
一个或更多个存储服务器，与所述至少一个应用服务器通信以便在其间进行I/O传输。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个应用服务器包含多个应用服务器。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述应用程序从由数据库应用程序、擦洗应用程序和商业分析应用程序构成的应用程序组中选择。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述应用程序被设计成在一个或更多个其他机器上执行。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述一个或更多个其他机器从由应用服务器和主机构成的机器组中选择。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个应用服务器包含至少一个也被配置成与一个或更多个主机通信的混合应用服务器。
7.一种用于处理存储设备系统的方法，包含：
提供存储设备系统，该系统包括：至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器，和一个或更多个存储服务器，与所述至少一个应用服务器通信以便进行I/O传输；
在所述至少一个应用服务器上本地执行应用程序；
在所述至少一个应用服务器和所述一个或更多个存储服务器中的存储服务器之间传递I/O传输。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个应用服务器包含多个应用服务器，所述方法包含在多个应用服务器的每一个上本地执行应用程序。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述应用程序从由数据库应用程序、擦洗应用程序和商业分析应用程序构成的应用程序组中选择。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述应用程序被设计成在一个或更多个其他机器上执行。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述一个或更多个其他机器从由应用服务器和主机构成的机器组中选择。
12.如权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个应用服务器包含至少一个也被配置成与一个或更多个主机通信的混合应用服务器，所述方法包含在所述至少一个混合应用服务器和一个或更多个主机之间传递I/O传输。
13.一种用于处理存储设备系统的系统，包含：
用于在存储设备系统的至少一个应用服务器上本地执行应用程序的装置，所述存储设备系统包括：至少一个用于本地执行应用程序的应用服务器，和一个或更多个存储服务器，与所述至少一个应用服务器通信以便进行I/O传输；和
用于在所述至少一个应用服务器和所述一个或更多个存储服务器中的存储服务器之间传递I/O传输的装置。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序从由数据库应用程序、擦洗应用程序和商业分析应用程序构成的应用程序组中选择。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述应用程序被设计成在一个或更多个其他机器上执行。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述一个或更多个其他机器从由应用服务器和主机构成的机器组中选择。
17.如权利要求13所述的系统，所述至少一个应用服务器包含至少一个也被配置成与一个或更多个主机通信的混合应用服务器，所述系统包括用于在所述至少一个混合应用服务器和一个或更多个主机之间传递I/O传输的装置。
18.一种用于结合在存储设备系统中的应用服务器，所述应用服务器被配置成本地执行应用程序和与至少一个存储服务器传递I/O传输。
19.如权利要求18所述的应用服务器，其中，所述应用程序从由数据库应用程序、擦洗应用程序和商业分析应用程序构成的应用程序组中选择。
20.如权利要求19所述的应用服务器，其中，所述应用程序被设计成在一个或更多个其他机器上执行。
21.如权利要求20所述的应用服务器，其中，所述一个或更多个其他机器从由应用服务器和主机构成的机器组中选择。
22.如权利要求19所述的应用服务器，也被配置成与一个或更多个主机通信。
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