CN105141532A - 一种路由方法及路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路由方法及路由器，所述方法应用于多级级联存储系统中，包括：下一级存储系统的串行小型计算机系统接口SAS路由器接收路由申请；所述下一级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，而不再等到所述路由申请全部接收完成后再向所述上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请。本发明在SAS路由器收到路由申请时，不需等待路由申请全部交互完成，只需在识别到路由申请的SAS地址后即开始进行链路仲裁，减少SAS路由耗时，从而避免多级级联存储系统的IO性能下降。

Description

一种路由方法及路由器

技术领域

本发明涉及存储技术，尤指一种路由方法及路由器。

背景技术

串行小型计算机系统接口(SerialAttachedSCSI，SAS)即串行SCSI技术，是一种磁盘连接技术，它综合了并行SCSI和串行连接技术的优势，以串行通讯协议为协议基础架构，采用SCSI-3扩展指令集，并兼容SATA设备，是多层次的存储设备连接协议栈。

在多级级联存储系统的IO交互时，一般情况下每一级存储系统的磁盘IO性能会比上一级存储系统的磁盘IO性能下降5％左右，而当IO负载较大时，性能衰减则会更为严重。下面以六级级联存储为例对磁盘IO性能衰减的原因进行分析：

如图1所示，现有的SAS路由方法，包括：

步骤1，第6级存储系统向第5级存储系统发起路由申请；

步骤2，第5级存储系统收到完整的命令后向第4级存储系统发起路由申请；以此类推；

步骤3，第1级存储系统根据链路闲置情况，向第2级存储系统返回结果；

步骤4，第2级存储系统向第3级存储系统转发路由结果；以此类推；

步骤5，第6级存储系统收到路由结果后，进行后续的IO。

根据上述流程可知：

第一级存储系统只需要抢占空闲的链路即可进行IO交互；

第二级存储系统需要抢占被第一级的存储系统使用后剩余的空闲链路才能进行IO交互；

第三级存储系统需要抢占被前两级使用后剩余的空闲链路才能进行IO交互；

以此类推……

第六级存储系统需要抢占前几级使用后剩余的空闲链路才可进行IO交互。

而最严重的情况是：

当第六级存储系统进行路由申请时，首先需要经过第五级SAS路由器仲裁，成功的话再依次向第四级SAS路由器申请仲裁，以此类推，然而，经过层层仲裁的申请，很可能会被第一级存储系统某个临时的IO申请抢占链路，这就导致了耗费大量仲裁时间却没有成功申请到路由的情况，造成了存储后端性能较前端性能相差较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种路由方法及路由器，能够解决多级级联存储系统IO性能衰减较大的问题。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种路由方法，应用于多级级联存储系统中，包括：

下一级存储系统的串行小型计算机系统接口SAS路由器接收路由申请；

所述下一级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，而不再等到所述路由申请全部接收完成后再向所述上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请。

进一步地，所述方法还包括：

如果所述上一级存储系统为首级存储系统，则所述上一级存储系统的SAS路由器在接收到所述路由申请中的目的SAS地址，并判断存在空闲链路时，锁定所述空闲链路，并向所述下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

进一步地，所述方法还包括：

如果所述上一级存储系统为中间级存储系统，则所述上一级存储系统的SAS路由器在接收到所述路由申请中的目的SAS地址后，则继续向再上一级的存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，并以此类推，直到首级存储系统的SAS路由器接收到所述路由申请。

进一步地，所述下一级存储系统的SAS路由器接收路由申请，包括：

如果所述下一级存储系统为末级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器接收SAS设备发送的路由申请；或者，

如果所述下一级存储系统为中间级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器接收再下一级的存储系统的SAS路由器发送的路由申请。

进一步地，所述方法还包括：

所述下一级存储系统的SAS路由器接收所述申请成功消息，如果所述下一级存储系统为中间级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器继续向再下一级的存储系统的SAS路由器转发所述申请成功消息，并以此类推，直到末级存储系统的SAS路由器接收到所述申请成功消息；如果所述下一级存储系统为末级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器向SAS设备转发所述申请成功消息。

进一步地，一种路由器，包括：接收单元和发送单元，其中：

所述接收单元，用于接收路由申请；

所述发送单元，用于在所述接收单元接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，而不再等到所述路由申请全部接收完成后再向所述上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请。

进一步地，还包括链路单元，其中：

所述链路单元，用于在所述路由器为首级存储系统中的路由器时，在所述接收单元接收到所述路由申请中的目的SAS地址后，在判断存在空闲链路时，锁定所述空闲链路。

进一步地，还包括返回单元，其中：

所述返回单元，用于在所述链路单元锁定所述空闲链路后，向下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

进一步地，所述接收单元接收路由申请，包括：

如果所述路由器为末级存储系统中的路由器，则接收SAS设备发送的路由申请；或者，

如果所述路由器为中间级存储系统中的路由器，则接收下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请。

进一步地，所述接收单元，还用于在所述路由器为中间级或末级存储系统的路由器时，接收上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息；

所述发送单元，还用于在所述接收单元接收到上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息后，向下一级存储系统的SAS路由器或SAS设备转发所述申请成功消息。

与现有技术相比，本发明包括本级存储系统的SAS路由器接收下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请；在接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请，而不再等到路由申请全部接收完成后再向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请。本发明在SAS路由器收到路由申请时，不需等待路由申请全部交互完成，只需在识别到路由申请的SAS地址后即开始进行链路仲裁，减少SAS路由耗时，从而避免多级级联存储系统的IO性能下降。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为现有的SAS路由方法的信令交互的流程图；

图2为本发明的路由方法的流程图；

图3为本发明的路由方法的信令交互的流程图；

图4为本发明的路由器的架构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图2所示，本申请的路由方法，包括：

步骤201：下一级存储系统的SAS路由器接收路由申请；

本发明中下一级存储系统可能是末级存储系统，也可能是末级存储系统与首级存储系统之间的中间级存储系统。

如果下一级存储系统为末级存储系统，则下一级存储系统的SAS路由器是接收SAS设备发送的路由申请，并且，在接收到SAS设备发送的路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器发送路由申请。

如果下一级存储系统为中间级存储系统，则下一级存储系统的SAS路由器是接收再下一级的存储系统的SAS路由器发送的路由申请，并且，在接收到再下一级的存储系统的SAS路由器发送的路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器发送路由申请。

步骤202：下一级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请，而不再等到路由申请全部接收完成后再向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请。

在进行SAS路由时，除了需要交互要路由的目的SAS地址(DESTINATIONSASADDRESS)，还需要交互其他很多信息。如果等待路由申请全部接收完成后再向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请将会消耗大量的时间。本发明中SAS路由器根据路由申请的目标SAS地址进行链路仲裁。SAS路由器不需等待路由申请全部接收完成，只需识别到目标SAS地址后即可开始进行仲裁，避免在SAS路由时耗时较大，避免多级级联存储系统的IO性能下降。

进一步地，如果上一级存储系统为首级存储系统，则上一级存储系统的SAS路由器在接收到下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请中的目的SAS地址，并判断存在空闲链路时，立即锁定空闲链路，并向下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

进一步地，如果上一级存储系统为中间级存储系统，则上一级存储系统的SAS路由器在接收到下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请中的目的SAS地址后，则继续向再上一级的存储系统的SAS路由器转发路由申请，并以此类推，直到首级存储系统的SAS路由器接收到路由申请。

在多级级联存储系统中，中间每级存储存储系统的SAS路由器在接收到下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请中的目的SAS地址后，均要继续向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请，直到首级存储系统的SAS路由器接收到路由申请。

进一步地，在上一级存储系统为首级存储系统，首级存储系统的SAS路由器向下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息后，下一级存储系统的SAS路由器接收申请成功消息，如果下一级存储系统为中间级存储系统，则下一级存储系统的SAS路由器继续向再下一级的存储系统的SAS路由器转发申请成功消息，并以此类推，直到末级存储系统的SAS路由器接收到申请成功消息；如果下一级存储系统为末级存储系统，则下一级存储系统的SAS路由器向SAS设备转发申请成功消息。

SAS设备在接收到申请成功消息后，可以开始与目的SAS地址指向的主机SAS端交互信息。

如图3所示，以6级级联存储系统为例，第6级存储系统下的磁盘向主机申请IO链接为例，对本发明的路由方法进行说明，包括：

步骤A：磁盘向第6级存储系统的SAS路由器发送路由申请，申请路由到主机SAS端的链路；

步骤B：第6级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请时，当识别到要路由的主机端SAS地址后，立即向第5级存储系统的SAS路由器申请路由，不需要等待整个路由申请交互完成；

步骤C：第5级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请时，当识别到要路由的主机端SAS地址后，立即向第4级存储系统的SAS路由器申请路由，不需要等待整个路由申请交互完成；

以此类推……

步骤D：第1级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请时，当识别到要路由的主机端SAS地址后，如果有空闲链路，则锁定链路，向第2级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息；

步骤E：第2级存储系统的SAS路由器收到第1级存储系统的SAS路由器返回的申请成功的消息后，向第3级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息；

以此类推……

步骤F：第6级存储系统的SAS路由器收到第5级存储系统的SAS路由器返回的申请成功消息后，向磁盘发送申请成功消息；

步骤G：磁盘开始与主机SAS端交互信息。

本发明可以降低多级存储系统的路由申请时间，避免抢占链路发生的几率，降低多级存储系统造成的IO性能衰减。

如图4所示，本发明还提供了一种路由器，包括：接收单元和发送单元，其中：

接收单元，用于接收路由申请；

发送单元，用于在接收单元接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请，而不再等到路由申请全部接收完成后再向上一级存储系统的SAS路由器转发路由申请。

进一步地，该路由器还包括链路单元，其中：

链路单元，用于在路由器为首级存储系统中的路由器时，在接收单元接收到路由申请中的目的SAS地址后，在判断存在空闲链路时，锁定空闲链路。

进一步地，该路由器还包括返回单元，其中：

返回单元，用于在链路单元锁定空闲链路后，向下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

进一步地，接收单元接收路由申请，包括：如果路由器为末级存储系统中的路由器，则接收SAS设备发送的路由申请；或者，如果路由器为中间级存储系统中的路由器，则接收下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请。

进一步地，接收单元，还用于在路由器为中间级或末级存储系统的路由器时，接收上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息；

发送单元，还用于在接收单元接收到上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息后，向下一级存储系统的SAS路由器或SAS设备转发申请成功消息。在路由器为中间级存储系统的路由器时，向下一级存储系统的SAS路由器转发申请成功消息；在路由器为末级存储系统的路由器时，向SAS设备转发申请成功消息。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种路由方法，其特征在于，应用于多级级联存储系统中，包括：

下一级存储系统的串行小型计算机系统接口SAS路由器接收路由申请；

所述下一级存储系统的SAS路由器在接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，而不再等到所述路由申请全部接收完成后再向所述上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述上一级存储系统为首级存储系统，则所述上一级存储系统的SAS路由器在接收到所述路由申请中的目的SAS地址，并判断存在空闲链路时，锁定所述空闲链路，并向所述下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述上一级存储系统为中间级存储系统，则所述上一级存储系统的SAS路由器在接收到所述路由申请中的目的SAS地址后，则继续向再上一级的存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，并以此类推，直到首级存储系统的SAS路由器接收到所述路由申请。

4.根据权利要求1～3任意之一所述的方法，其特征在于，所述下一级存储系统的SAS路由器接收路由申请，包括：

如果所述下一级存储系统为末级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器接收SAS设备发送的路由申请；或者，

如果所述下一级存储系统为中间级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器接收再下一级的存储系统的SAS路由器发送的路由申请。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述下一级存储系统的SAS路由器接收所述申请成功消息，如果所述下一级存储系统为中间级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器继续向再下一级的存储系统的SAS路由器转发所述申请成功消息，并以此类推，直到末级存储系统的SAS路由器接收到所述申请成功消息；如果所述下一级存储系统为末级存储系统，则所述下一级存储系统的SAS路由器向SAS设备转发所述申请成功消息。

6.一种路由器，其特征在于，包括：接收单元和发送单元，其中：

所述接收单元，用于接收路由申请；

所述发送单元，用于在所述接收单元接收到路由申请中的目的SAS地址后，立即向上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请，而不再等到所述路由申请全部接收完成后再向所述上一级存储系统的SAS路由器转发所述路由申请。

7.根据权利要求6所述的路由器，其特征在于，还包括链路单元，其中：

所述链路单元，用于在所述路由器为首级存储系统中的路由器时，在所述接收单元接收到所述路由申请中的目的SAS地址后，在判断存在空闲链路时，锁定所述空闲链路。

8.根据权利要求7所述的路由器，其特征在于，还包括返回单元，其中：

所述返回单元，用于在所述链路单元锁定所述空闲链路后，向下一级存储系统的SAS路由器发送申请成功消息。

9.根据权利要求6～8任意之一所述的路由器，其特征在于，所述接收单元接收路由申请，包括：

如果所述路由器为末级存储系统中的路由器，则接收SAS设备发送的路由申请；或者，

如果所述路由器为中间级存储系统中的路由器，则接收下一级存储系统的SAS路由器发送的路由申请。

10.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于：

所述接收单元，还用于在所述路由器为中间级或末级存储系统的路由器时，接收上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息；

所述发送单元，还用于在所述接收单元接收到上一级存储系统的SAS路由器发送的申请成功消息后，向下一级存储系统的SAS路由器或SAS设备转发所述申请成功消息。