CN104683229A - 快速进行数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速进行数据传输的方法，其利用一交换器，以在多个主机与储存装置之间直接进行数据的传输。首先，主机通过交换器辨识储存装置，并将原始指令中的数据传输路径进行修改，同时将其转换为特定指令。之后，交换器接收该特定指令，并将其转为一标准指令，交换器更可选择性地针对其中的数据传输路径进行再次修改与否，并将该标准指令传送至储存装置。储存装置在接收后，即可根据其中的数据传输路径找到对应的主机，以在对应的主机与储存装置之间直接进行数据的传输。利用此种方法，本发明可有效降低系统负担，并提高数据传输的效能。

Description

快速进行数据传输的方法

技术领域

本发明涉及一种数据传输的方法；特别关于一种利用交换器，以使得主机所欲传送的数据可无须经过交换器的主板而直接传输予储存装置的快速数据传输方法。

背景技术

快捷外设互连标准(Peripheral Component Interconnect Express，PCIe)协议属于计算机总线协议的一种，其主要可应用于计算机内部的互连，亦可运用于与外部的芯片组的装置，例如具有显示芯片的显示适配器互连。或者，PCIe亦可用于与计算机周边的输入输出装置互连，以可与其周边装置进行相互数据，例如多媒体数据的传输。一般而言，PCIe的数据传输速率依照不同的总线宽度与不同的规格，数据传输速率一般在约500MBps至8GBps之间。近年来，为了使得数据的传输带宽更佳，且控制每个数据传输信道皆可为全双工，一种新的连接器标准，称为雷电接口(Thunderbolt，TB)协议则被提出。

简单来说，TB协议是一种革新的双协议(protocol)高速I/O技术，效能超越现今各种I/O技术，提高10GBps以上的双向传输速度。它提供充裕的弹性与简易性，其仅仅运用单一缆线即可同时进行数据(PCIe)以及视讯(DisplayPort)的传输。然而，目前业界当运用此种通讯协议时，仍遭遇有其困难之处，也就是当系统架构包括有多个储存装置同时连接至多台主机时，由主机所发出的命令则必须经由一定程序的转换，形成特定形式的格式，方可由主机传到储存装置端。此种作法的问题在于，因主机所发下的命令，必须经由特定程序的转换，以形成特定的格式。而在此情况下，也只能利用特定格式的储存装置方可读取此特定格式的命令，在实际操作上，将使得储存装置的选用受到大大的限制，无法具有不同厂牌的通用性。

有鉴于此，现有技术遂提出另一种作法，其先将主机所发下的命令传送至一中介的主板，同时伴随此命令，将数据先传送至此中介的主板。之后再将命令转为一般常见的通用格式，并将其传至储存端。据此，数据即可再次由中介的主板传递至储存装置，以供其存取。利用此种作法的好处是，因最后传送至储存端的命令已经经由转换为一般常见的通用格式，因此只要是目前常见可存取通用格式的储存装置，则皆可被拿来使用，于此，解决了前述储存装置受到局限的问题。然而，更严重的问题在于，利用此种方法进行传输时，其命令与数据皆必须在主机至中介主板以及中介主板至储存装置之间进行两次的传输，因此相对地系统中必须使用更高阶的主板，才能应付此庞大的运算量，并且主板内部的内存空间(例如：DRAM)也必须与之剧增。

再者，若当主机的数目或与之连接的储存装置数目再增加时，则主板的选用及其内存空间也必须相对地更高阶，换言之，在成本考虑上无疑是极大瓶颈之一。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的一目的在于提供一种快速进行数据传输的方法，以改善现有数据传输的方法。本发明提供一交换器连接于多个主机与储存装置之间，以完成高效能的数据传输。

本发明的又一目的在于提供一种快速进行数据传输的方法，其利用交换器，使得主机欲传送的数据可无须经过交换器的主板或处理器等元件传输，以降低系统的内存消耗负担，并提高数据传输的效能。

本发明的再一目的在于提供一种快速进行数据传输的方法，其将主机所发出的原始指令转换为一般周知的储存装置皆可辨识的标准格式，藉此，有效解决了现有储存装置的厂牌多受到单一局限的问题。

本发明公开的快速进行数据传输的方法利用一交换器连接于多个主机与至少一储存装置之间，使得数据能够直接在该多个主机与该至少一储存装置之间进行传输，包括以下步骤：(1)该多个主机通过该交换器辨识该至少一储存装置；(2)利用该多个主机将一原始指令中的一数据传输路径进行修改，同时将该原始指令转换为一特定指令；(3)将该特定指令传送至该交换器；(4)该交换器接收该特定指令，并将该特定指令转换为一标准指令后传至该至少一储存装置；以及(5)该至少一储存装置接收该标准指令，并根据该标准指令中含有的该数据传输路径找到对应的该至少一主机，以在该至少一主机与所对应的该至少一储存装置之间直接进行数据传输。

其中，根据本发明的一实施例，将该特定格式的指令转换为标准格式的步骤由交换器中的一主板所执行。并且，交换器亦可在接收到该特定指令后，接着针对数据传输路径再次进行修改，以利储存装置辨识所需的传输数据的主机为何。

再者，所述的标准指令的格式为一SCSI格式，其中包含有数据信息，且该标准指令的格式可为储存装置所辨识及读取。所以，由于SCSI格式为现今相当常用的标准格式，故几乎所有储存装置，凡是可辨识SCSI格式的储存装置，皆可作为实施本发明所使用的储存装置。换言之，利用本发明所公开的数据传输方法，其主机所对应连接的储存装置，即不具有单一厂牌的局限，相较于现有技术，显然具有较高的应用范畴与市场发展性。

另一方面而言，本发明又公开了一种快速进行数据传输的方法，其利用一交换器连接于多个主机与至少一储存装置之间，使得数据能够直接在该多个主机与该至少一储存装置之间进行传输，包括以下步骤：(1)该多个主机通过该交换器辨识该至少一储存装置；(2)利用该多个主机将一原始指令转换为一特定指令后传至该交换器；(3)该交换器接收该特定指令，并针对其中的一数据传输路径进行修改，同时将该特定指令转换为一标准指令；(4)将该标准指令传送至该至少一储存装置；以及(5)该至少一储存装置接收该标准指令，并根据该标准指令中含有的该数据传输路径找到对应的该至少一主机，以在该至少一主机与所对应的储存装置之间直接进行数据传输。

附图说明

图1为本发明一实施例快速进行数据传输方法的步骤流程图；

图2为应用本发明实施例的一系统架构图；

图3为应用本发明实施例的一交换器的内部组成示意图；

图4为本发明又一实施例快速进行数据传输方法的步骤流程图。

附图标记说明：10-交换器；21-主机；22-主机；23-主机；31-储存装置；32-储存装置；102-第一端口；104-第二端口；106-主板；108-快捷外设互连标准器。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的快速进行数据传输方法的步骤流程图，其包含有步骤S102、S104、S106、S108以及S110。为理解本发明的实施步骤，请一并参考图2系统架构所示，此种快速进行数据传输的方法利用一交换器10连接于多个主机(PC)21、22、23与至少一储存装置(storage)之间，其中，储存装置的数量可为一个或一个以上，本发明图2以系统中包含两个储存装置31、32作为一实施例说明，但是，本发明不以此为限。利用本发明所公开的方法，数据可无须经过该交换器10中的主板或处理单元等元件，而是可直接通过交换器10在主机21、22、23与储存装置31、32之间进行。以下，将针对此部分的技术进行详述。

根据本发明的第一实施例，此种快速进行数据传输的方法，如步骤S102所示，首先，交换器10连接于主机21、22、23与储存装置31、32之间，使得主机21、22、23可通过交换器10辨识与之连接的储存装置31、32为何。之后，如步骤S104所示，利用主机21、22、23将一原始指令中的一数据传输路径进行修改，同时将该原始指令转换为一特定指令，举例来说，该原始指令例如可由主机21、22或23其中的至少一个发出，之后，再由所发出的主机21、22或23中的驱动装置(driver)来将其转换为特定指令。根据本发明的实施例，一般来说，主机21、22或23中的驱动装置(driver)针对原始指令而视需要地增加某些特定的字段信息，使之包装成为所述的特定指令。

之后，如步骤S106所示，在完成前述的作业后，再将所述的特定指令传送至交换器10。在步骤S108中，交换器10在接收到此特定格式的指令后，即可将此特定格式的指令转换为一标准格式，以形成标准指令后传送至储存装置31、32；最后，如步骤S110所示，在储存装置31、32接收到标准指令后，即可根据其中的数据传输路径找到对应的主机21、22或23，以在该对应的主机21、22或23与储存装置31、32之间直接进行数据的传输，而这些数据并无须经过交换器10中的主板或处理器等中介元件。

更进一步而言，如本发明所述的标准格式，其为一SCSI格式。并且，其中内含有数据信息，且可为储存装置31、32所辨识及读取。因此，无论主机21、22、23所发下的原始指令为一读取命令(read)还是存取命令(write)，这些原始指令都可以经过交换器10的转换而最终形成标准的SCSI格式。由于SCSI格式为现今相当常用的一种标准格式，故几乎所有储存装置，凡是可辨识SCSI格式的，都皆可作为实施本发明所使用的储存装置。换言之，利用本发明所公开的数据传输方法，主机所对应连接的储存装置，即不具有单一厂牌的局限，相较于现有技术，显然具有较高的通用性与发展潜力，有效地解决了现有技术的缺失。

其次，如图3所示，其公开了本发明所使用的交换器的内部组成元件。如图所示，交换器10还包括了多个第一端口102、至少一第二端口104、一主板(Mother board，MB)106、以及一快捷外设互连标准器(PCIe)108。其中，每一第一端口102对应连接每一主机21、22、23，每一第二端口104对应连接每一储存装置31、32，换言之，第一端口102与第二端口104的数量分别对应主机与储存装置的数量。所以，如图3所示，当本实施例中主机21、22、23的数量为三个，储存装置31、32的数量为两个时，则对应的第一端口102数量为三个，而第二端口104的数量为两个。

根据本发明的实施例，快捷外设互连标准器108连接于第一端口102与第二端口104之间，主板(MB)106连接快捷外设互连标准器108。其中，主板106用以执行图1所示的步骤S108，换言之，在步骤S108中所述将特定格式的指令转为标准格式的步骤，则由交换器10中的主板106来执行。并且，本发明同时提出一第二实施例，与前一实施例的差异在于，主板106亦同时可用以针对指令中的数据传输路径再次进行修改，也就是在步骤S106之后，当交换器10接收到特定指令时，则交换器10亦可在转换指令时，同时针对指令中的数据传输路径再次进行修改，以令储存装置31、32接收到时可进行辨识，使得储存装置31、32可依据该数据传输路径而找到对应的主机21、22或23，以在该对应的主机21、22或23与储存装置31、32之间直接进行数据的传输。

接着，请参阅图4所示，其为根据本发明第三实施例的快速进行数据传输方法的步骤流程图，在此实施例中，此种快速进行数据传输的方法包含有：步骤S402、S404、S406、S408以及S410。与前两个实施例不同的是，在第三实施例中，指令中数据传输路径的修改不由主机端来进行，而是由交换器10来执行。为了详细理解此第三实施例的作法，请同时参考图2系统架构所示，数据可同样地无须经过该交换器10中的主板或处理单元等元件，而是直接通过交换器10而在主机21、22、23与储存装置31、32之间进行，以大幅降低数据的运算量及系统负担。

首先，如步骤S402所示，交换器10连接于主机21、22、23与储存装置31、32之间，使得主机21、22、23可通过交换器10辨识与之连接的储存装置31、32为何。之后，如步骤S404所示，利用主机21、22、23将一原始指令转换为一特定指令后传至交换器10。其中，如前述实施例所言，该原始指令例如可由主机21、22或23中的至少一个发出，之后，再由所发出的主机21、22或23中的驱动装置(driver)来将其转换为特定指令。根据本发明的实施例，一般来说，主机21、22或23中的驱动装置(driver)针对原始指令而视需要地增加某些特定的字段信息，使之包装成为所述的特定指令。

之后，如步骤S406所示，交换器10接收此特定指令，并针对其中的数据传输路径进行修改，同时将此特定指令转换为一标准格式，以形成标准指令。最后，再如步骤S408及S410所示，交换器10将此标准指令传送至储存装置31、32。当储存装置31、32接收到标准指令后，即可根据该标准指令中含有的数据传输路径找到对应的主机21、22或23，以在该对应的主机21、22或23与储存装置31、32之间直接进行数据的传输，而这些数据并无须经过交换器10中的主板或处理器等中介元件。

其中，依据本发明的实施例，则本发明所述的标准格式，其可为一SCSI格式。并且，其中内含有数据信息，且可为储存装置31、32所辨识及读取。因此，无论主机21、22、23所发下的原始指令为一读取命令(read)还是存取命令(write)，这些原始指令都可以经过交换器10的转换而最终形成标准的SCSI格式。由于SCSI格式为现今相当常用的一种标准格式，故几乎所有储存装置，凡是可辨识SCSI格式的，则皆可作为实施本发明所使用的储存装置。换言之，利用本发明所公开的数据传输方法，则主机所对应连接的储存装置，即不具有单一厂牌的局限，相较于现有技术，显然具有较高的通用性与发展潜力，有效地解决了现有技术的缺失。再者，由于数据流不再经过交换器中的主板或处理器等元件，也在无形中大幅降低的系统的运算量及复杂度，有效降低其系统负担。

以下，为更进一步说明本发明的实施方式，请参阅图3所示的架构，本发明采用第一端口102与第二端口104为雷电接口(Thunderbolt，TB)芯片，交换器10为雷电接口交换器(Thunderbolt Switch，TB Switch)进行本发明三种不同实施态样示范例的说明，以下将详述。

实施例(一)，由主机端进行数据传输路径的修改：

i.首先，主机21、22、23通过交换器10中的快捷外设互连标准器108(例如可为PEX8624)，均可识别出储存装置31、32；

ii.主机21、22、23所发出的原始指令(例如：为access command)经过其驱动装置即可转换成特定格式，如：CMD_A，并同时针对其中的数据传输路径进行修改；

iii.之后，将此特定格式的指令由主机端传送到交换器10；

iv.交换器10中的主板106即可再将此特定格式的指令转成标准的SCSIcommand格式，并将此SCSI command传送至储存装置31、32；

v.由于数据传输的路径内容中会包含有传至主机21、22、或23的信息，所以当储存装置31、32收到command后，即可根据其中的数据传输路径辨识并找出与的对应的主机，以与对应的主机进行数据传输。

实施例(二)，由主机端与交换器皆进行数据传输路径的修改：

i.首先，主机21、22、23通过交换器10中的快捷外设互连标准器108(例如可为PEX8624)，均可识别出储存装置31、32；

ii.主机21、22、23所发出的原始指令(例如：为access command)经过其驱动装置即可转换成特定格式，如：CMD_A，并同时针对其中的数据传输路径进行修改；

iii.之后，将此特定格式的指令由主机端传送到交换器10；

iv.交换器10中的主板106将此特定格式的指令转成标准的SCSIcommand格式，并同时针对其中的数据传输路径再次进行修改，在修改完成后，继续将此SCSI command传送至储存装置31、32；

v.由于数据传输的路径内容中会包含有传至主机21、22、或23的信息，所以当储存装置31、32收到command后，即可根据其中的数据传输路径辨识并找出与之对应的主机，以与对应的主机进行数据传输。

实施例(三)，由交换器进行数据传输路径的修改：

i.首先，主机21、22、23通过交换器10中的快捷外设互连标准器108(例如可为PEX8624)，均可识别出储存装置31、32；

ii.主机21、22、23所发出的原始指令(例如：为access command)经过其驱动装置即可转换成特定格式，如：CMD_A，并将此特定格式的令传送至交换器10；

iii.交换器10接收此特定格式的指令，并利用其主板106将此特定格式的指令转成标准的SCSI command格式，并同时针对其中的数据传输路径进行修改；

iv.在修改完成后，继续将此SCSI command传送至储存装置31、32；

v.由于数据传输的路径内容中会包含有传至主机21、22、或23的信息，所以当储存装置31、32收到command后，即可依据数据传输路径辨识并找出与之对应的主机，以与对应的主机进行数据传输。

综上所述，利用本发明所公开的数据传输方法，交换器内的主板或处理器等元件在此架构下只处理指令(command)而无须处理数据(data)。由于基本上指令与数据的大小比例约为1:1000，因此当系统中主机的数量及储存装置的数量皆增加时，其交换器中的主板也无须相对升级；换言之，系统成本无需相对应地增加。由此观之，本发明不仅可解决现有技术在数据传输过程中耗费庞大带宽与资源消耗的问题，更可进一步地降低系统负担，以有效提升数据传输的效能。

除此之外，本发明所该的数据传输方法，其优势还包括：

(1)本方法由于数据直接在主机与储存装置之间进行传输，所以传输速度极快；

(2)本方法不额外消耗交换器中主板的资源，主板只处理指令部分，因此当系统中主机的数量及储存装置的数量增加时，主板及其内存也几乎无需升级；

(3)因最后传至储存装置端的指令即是标准的SCSI格式，所以只要是能读取标准SCSI格式的储存装置，则本发明就可以连接使用，于此增加了应用的广泛性与市场价值。.

由此可知，相较于现有技术，本发明不仅兼具有实务上的低复杂度与低成本消耗等优势，更可使得大幅地提升其数据传输效能，具有极佳的产业利用性及竞争力。

以上所述实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的保护范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种快速进行数据传输的方法，其利用一交换器连接于多个主机与至少一储存装置之间，使得数据能够直接在该多个主机与该至少一储存装置之间进行传输，其特征在于，该方法包括以下步骤：

该多个主机通过该交换器辨识该至少一储存装置；

利用该多个主机将一原始指令中的一数据传输路径进行修改，同时将该原始指令转换为一特定指令；

将该特定指令传送至该交换器；

该交换器接收该特定指令，并将该特定指令转换为一标准指令后传至该至少一储存装置；以及

该至少一储存装置接收该标准指令，并根据该标准指令中含有的该数据传输路径找到对应的该至少一主机，以在该至少一主机与所对应的该至少一储存装置之间直接进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令由该多个主机中的至少一个发出。

3.根据权利要求2所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令经由该至少一主机中的驱动装置而转换为该特定指令。

4.根据权利要求3所述的快速进行数据传输的方法，其中该驱动装置针对该原始指令增加特定的字段信息，以成为该特定指令。

5.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令为一读取命令或一存取命令。

6.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中将该特定指令转换为该标准指令的步骤由该交换器中的主板执行。

7.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中该标准指令的格式为一SCSI格式。

8.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中该标准指令中包含数据信息，且该标准指令的格式能够为该至少一储存装置所辨识及读取。

9.根据权利要求1所述的快速进行数据传输的方法，其中在该交换器接收该特定指令后，该交换器能够针对该数据传输路径再次进行修改。

10.根据权利要求9所述的快速进行数据传输的方法，其中该交换器还包括多个第一端口与至少一第二端口，其中每一该第一端口对应连接每一该主机，该至少一第二端口对应连接该至少一储存装置。

11.根据权利要求10所述的快速进行数据传输的方法，其中该交换器还包括一主板与一快捷外设互连标准器，该快捷外设互连标准器连接于该多个第一端口与该至少一第二端口之间，该主板连接该快捷外设互连标准器，以针对该数据传输路径进行修改。

12.一种快速进行数据传输的方法，其利用一交换器连接于多个主机与至少一储存装置之间，使得数据能够直接在该多个主机与该至少一储存装置之间进行传输，其特征在于，该方法包括以下步骤：

该多个主机通过该交换器辨识该至少一储存装置；

利用该多个主机将一原始指令转换为一特定指令后传至该交换器；

该交换器接收该特定指令，并针对其中的一数据传输路径进行修改，同时将该特定指令转换为一标准指令；

将该标准指令传送至该至少一储存装置；以及

该至少一储存装置接收该标准指令，并根据该标准指令中含有的该数据传输路径找到对应的该至少一主机，以在该至少一主机与所对应的该至少一储存装置之间直接进行数据传输。

13.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令由该多个主机中的其中至少一个发出。

14.根据权利要求13所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令经由该至少一主机中的驱动装置而转换为该特定指令。

15.根据权利要求14所述的快速进行数据传输的方法，其中该驱动装置针对该原始指令增加特定的字段信息，以成为该特定指令。

16.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中该原始指令为一读取命令或一存取命令。

17.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中将该特定指令转换为该标准指令的步骤由该交换器中的主板执行。

18.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中该标准指令的格式为一SCSI格式。

19.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中该标准指令中包含有数据信息，且该标准指令的格式能够为该至少一储存装置所辨识及读取。

20.根据权利要求12所述的快速进行数据传输的方法，其中该交换器还包括多个第一端口与至少一第二端口，其中每一该第一端口对应连接每一该主机，该至少一第二端口对应连接该至少一储存装置。

21.根据权利要求20所述的快速进行数据传输的方法，其中该交换器还包括一主板与一快捷外设互连标准器，该快捷外设互连标准器连接于该多个第一端口与该至少一第二端口之间，该主板连接该快捷外设互连标准器，以针对该数据传输路径进行修改。