CN105159851A - 多控存储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多控存储系统，包括多个控制器和独立设置的两个监控管理器，所述两个监控管理器采用激活-休眠工作模式；每个控制器用于收集自身控制器的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给处于激活状态的监控管理器。本发明提供的多控存储系统，由于控制器不再集成SAS？expander，降低了系统设计复杂度和成本，提升了可用性和灵活性；由于采用独立且冗余的监控管理器，提高了系统的可靠性；由于整个系统采用模块化设计，系统中各模块可进行热插拔，使得多控存储系统在模块化设计基础上提高了系统的可维护性。
Description
技术领域
本发明涉及存储磁盘阵列技术，特别涉及一种具有独立监控管理器的多控存储系统。
背景技术
数据存储技术中，存储磁盘阵列近年来得到了广泛的运用。为了提高存储设备的高可用，控制器数量已从双控制器发展到多控制器，多控制器虽然实现了通过控制器冗余来解决数据中断不可用等故障，但也使得整个系统的监控管理越来越复杂。
对于双控存储系统，其架构是双控制器共享一个机箱，双控制器之间通过背板互联实现数据镜像、心跳连接及监控通信，整个系统的监控管理主要通过集成在控制器中的SASexpander进行，基于SES协议获取底层设备信息，通过上层软件管理界面呈现给最终用户。
对于多控存储系统，由于控制器更强调处理器、缓存、接口的扩展性，且系统多采用模块化设计，系统中各模块可进行热插拔维护，因此控制器不再集成具备SES管理功能的SASexpander，致使多控存储系统不能再使用传统SES协议的方式实现系统监控管理。
目前，对于多控存储系统的监控管理，现有技术所提出的解决方案均是基于已有的方式，如采用单机管理加外部管理通信模块整合的方式，又如采用采用类似刀片服务器的管理方式，但这些解决方案均存在可用性、可靠性以及可维护性不足的缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多控存储系统，有效提高监控管理的可用性、可靠性以及可维护性。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种多控存储系统，包括多个控制器和独立设置的两个监控管理器，所述两个监控管理器采用激活-休眠工作模式；每个控制器用于收集自身控制器的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给处于激活状态的监控管理器。
进一步地，每个控制器包括硬件监视HWM芯片、多个传感器和第一软开关，所述HWM芯片分别与所述多个传感器和第一软开关连接，所述HWM芯片用于通过所述多个传感器收集控制器的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过所述第一软开关发送给所述监控管理器，所述监控管理器用于控制所述第一软开关动作。
进一步地，每个控制器还包括中央处理器CPU、平板控制集线器PCH芯片、网络接口控制器NIC芯片和第二软开关，所述CPU、PCH芯片和NIC芯片依次连接，所述PCH芯片分别与所述HWM芯片和第二软开关连接，所述PCH芯片用于将BIOS启动过程日志与报警信息通过所述第二软开关发送给所述监控管理器，所述监控管理器还用于控制所述第二软开关动作。
进一步地，每个监控管理器包括底板管理控制器BMC芯片，所述BMC芯片设置有多个串口，一部分对内的串口分别通过第二软开关连接至每个控制器的PCH芯片，以获取BIOS启动过程日志与报警信息，另一部分对内的串口分别通过第一软开关连接至每个控制器的HWM芯片，以获取控制器的工作状态信息，一个对外的串口设置成桥接至对内的任一串口，用于系统异常时日志输出调试。
进一步地，每个监控管理器还包括交换机GESW、物理层PHY芯片和RJ45接口，所述GESW与所述BMC芯片连接，并通过PHY芯片与RJ45接口连接，所述RJ45接口的一个端口用于智能平台管理界面IPMI访问。
进一步地，两个监控管理器的交换机GESW相互连接，每个监控管理器的交换机GESW分别连接至每个控制器的NIC芯片。
进一步地，所述NIC芯片对外提供SGMII接口用于连接每个监控管理器的交换机GESW，且设置为广播策略模式，以确保控制器发包可以达到激活状态的监控管理器。
进一步地，所述BMC芯片通过I2C或SMBUS总线控制各控制器上的第一软开关和第二软开关动作，使各控制器上的PCH芯片和HWM芯片的I2C总线连接至激活状态的BMC芯片。
在上述技术方案基础上，所述监控管理器为可热拔插的模块。所述多个控制器为2个、4个、6个和8个控制器。
本发明提供了一种多控存储系统，由于控制器不再集成SASexpander，降低了系统设计复杂度和成本，提升了可用性和灵活性；由于采用独立且冗余的监控管理器，提高了系统的可靠性；由于整个系统采用模块化设计，系统中各模块可进行热插拔，使得多控存储系统在模块化设计的基础上提高了系统的可维护性。
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为本发明实施例四控制器存储系统的结构示意图；
图2为本实施例多控存储系统的监控管理处理流程图。
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。
本发明多控存储系统采用模块化设计，主体结构包括控制器端和监控管理端，控制器端包括模块化设计的多个控制器，每个控制器均可实现存储操作系统独立运行；监控管理端包括模块化设计的两个监控管理器，两个监控管理器采用激活-休眠(A-S)工作模式，形成冗余架构，每个监控管理器均为可热拔插的独立的模块。每个控制器用于收集自身控制器的工作状态信息，并将工作状态信息发送给处于激活状态的监控管理器，存储操作系统可以访问获取监控管理器上存储的工作状态信息，并通过系统界面进行显示。本发明多控存储系统通过监控管理器的独立模块化设计，使得在模块化设计基础上，有效提高了整个多控存储系统中监控管理的可用性、可靠性和可维护性。
下面通过四控制器存储系统具体说明本发明的技术方案。
图1为本发明实施例四控制器存储系统的结构示意图。如图1所述，本实施例四控制器存储系统包括控制器端的四个控制器和监控管理端的两个冗余设置的监控管理器，每个控制器和监控管理器均为模块化设计。每个控制器包括硬件监视HWM芯片、多个传感器和第一软开关，HWM芯片分别与多个传感器和第一软开关连接，多个传感器用于收集控制器的工作状态信息，并将收集的工作状态信息发动给HWM芯片，HWM芯片用于将工作状态信息通过第一软开关发送给监控管理器。第一软开关的动作由监控管理器控制，将HWM芯片的I2C总线连接至激活(active)状态的监控管理器，使激活状态的监控管理器接收HWM芯片发送的工作状态信息。
进一步地，每个控制器还包括中央处理器CPU、平板控制集线器PCH芯片、网络接口控制器NIC芯片和第二软开关，CPU、PCH芯片和NIC芯片依次连接，PCH芯片分别与HWM芯片和第二软开关连接，PCH芯片用于收集BIOS启动过程日志与报警信息，并将BIOS启动过程日志与报警信息通过第二软开关发送给监控管理器。第二软开关的动作由监控管理器控制，将PCH芯片的I2C总线连接至激活(active)状态的监控管理器，使激活状态的监控管理器接收PCH芯片发送的BIOS启动过程日志与报警信息。此外，NIC芯片还分别与两个监控管理器连接。
实际应用中，CPU与PCH芯片之间的连接采用直接媒体接口DMI，PCH芯片与NIC芯片之间的连接采用PCIE×2接口，HWM芯片与PCH芯片之间的连接采用低引脚数LPC接口，HWM芯片与第一软开关之间、PCH芯片与第二软开关之间、HWM芯片与传感器之间的连接采用I2C总线，NIC芯片与两个监控管理器之间的连接采用双SGMII接口。
进一步地，每个监控管理器包括底板管理控制器BMC芯片、交换机GESW、两个物理层PHY芯片和两个RJ45接口，BMC芯片与GESW连接，每个RJ45接口均通过一个PHY芯片与交换机GESW连接。BMC芯片设置有多个串口，一部分对内的串口分别通过第二软开关连接至每个控制器的PCH芯片，以获取BIOS启动过程日志与报警信息，另一部分对内的串口分别通过第一软开关连接至每个控制器的HWM芯片，以获取控制器的工作状态信息，一个对外的串口设置成桥接至对内的任一串口，用于在系统异常时日志输出调试。RJ45接口用于多控存储系统的监控管理连接，其中一个端口通过PHY芯片和GESW连接至BMC芯片，以使智能平台管理界面IPMI访问BMC芯片。此外，两个监控管理器的交换机GESW相互连接，每个监控管理器的交换机GESW连接至每个控制器的NIC芯片。
实际应用中，BMC芯片与GESW之间、GESW与PHY芯片之间的连接采用SGMII接口，PHY芯片与RJ45接口之间的连接采用介质相关接口MDI，GESW与NIC芯片之间的连接采用SGMII接口，BMC芯片与第一软开关之间、BMC芯片与第二软开关之间的连接采用I2C总线。
在上述具体实施例中，在控制器端，控制器上设计双端口网络接口，方便控制器间、控制器与监控管理器间的通信。PCH芯片引出PCIE×2到双端口的NIC芯片，NIC芯片对外提供SGMII接口用于连接每个监控管理器的交换机GESW，且设置为广播策略(broadcast)模式，以确保控制器发包可以达到激活状态的监控管理器。PCH芯片上的I2C或SMBUS总线，通过第二软开关分成两路I2C连接至两个独立的监控管理器的BMC芯片的I2C总线上。HWM芯片连接控制器的各个传感器，对外的一个I2C经第一软开关分成两路I2C连接至两个独立的监控管理器的BMC芯片的I2C总线上。在监控管理端，将可热拔插的监控管理器设计为集成了网络交换机和BMC芯片的外部独立模块，每个监控管理器对内提供多个个以太网交换端口，用于连接控制器上的物理网络端口，采用I2C总线直接连接至各控制器，对内提供多个串口连接至各控制器，对外提供一个可桥接对内任一串口的串口。千兆以太网交换机GESW的SGMII端口连接至BMC芯片，对控制器的四个端口分别连接至四个控制器的NIC芯片，一个端口用于两个监控管理器的交换机GESW相互连接，对外提供两个RJ45接口，冗余的外部RJ45接口用于多控存储系统的监控管理连接，一个端口连接至BMC芯片用于IPMI访问。BMC芯片对每个控制器连接两条I2C总线用于连接PCH芯片和HWM芯片，四个对内串口连接至四个控制器上的串口，对外提供一个串口，通过软件实现对外串口到对内任一串口的桥接功能，用于系统异常日志输出调试。BMC芯片通过I2C或SMBUS总线控制各控制器上的第一软开关和第二软开关动作，使各控制器上的PCH芯片和HWM芯片的I2C总线连接至active状态的BMC芯片。
本实施例多控存储系统是一种新型的监控管理设计，由于控制器不再集成具备SES管理功能的SASexpander，降低了系统设计复杂度和成本，提升了可用性和灵活性；由于采用独立且冗余的监控管理器，提高了系统的可靠性；由于整个系统采用模块化设计，系统中各模块可进行热插拔，提高了系统的可维护性。
本实施例四控制器存储系统的处理流程为：系统上电启动时，BMC芯片先启动工作。各控制器BIOS启动时首先初始化PCH芯片上的串口，由串口将启动信息发送至BMC芯片进行日志暂存管理。系统启动后，BMC芯片通过I2C获取各控制器HWM芯片采集的控制器工作状态信息。每个控制器上的存储操作系统可以独立运行，通过互通网络和智能平台管理界面IPMI访问获取BMC芯片上存储的工作状态信息，并通过系统界面进行显示。同时，BMC芯片对特定的报警信息采取主动发送的方式通知存储操作系统。
进一步地，本实施例多控存储系统的监控管理方法包括：
101、系统上电；
102、BMC芯片自检启动，初始化选定启动完成Active状态的监控管理器为主监控管理器(主BMC芯片)；
103、各个控制器启动；
104、BIOS自检识别主监控管理器，设置软开关，初始化串口；
105、BIOS启动日志与报警信息发送至BMC芯片，BMC芯片记录启动日志与报警信息；
106、判断自检启动是否成功，是则执行下一步，否则结束；
107、BMC芯片获取各控制器的工作状态信息并存储；
108、存储操作系统定期访问BMC芯片，并显示工作状态信息。
在上述处理流程中，BMC芯片初始化选定主监控管理器后，定期进行主备监控管理器轮询，当判断主监控管理器故障时，进行主备监控管理器切换。
在上述处理流程中，BMC芯片记录启动日志与报警信息后，判断报警信息是否超出预先设定的告警阈值，当报警信息超出告警阈值时，向存储操作系统发送主动告警日志。
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)
1.一种多控存储系统，其特征在于，包括多个控制器和独立设置的两个监控管理器，所述两个监控管理器采用激活-休眠工作模式；每个控制器用于收集自身控制器的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给处于激活状态的监控管理器。
2.根据权利要求1所述的多控存储系统，其特征在于，每个控制器包括硬件监视HWM芯片、多个传感器和第一软开关，所述HWM芯片分别与所述多个传感器和第一软开关连接，所述HWM芯片用于通过所述多个传感器收集控制器的工作状态信息，并将所述工作状态信息通过所述第一软开关发送给所述监控管理器，所述监控管理器用于控制所述第一软开关动作。
3.根据权利要求2所述的多控存储系统，其特征在于，每个控制器还包括中央处理器CPU、平板控制集线器PCH芯片、网络接口控制器NIC芯片和第二软开关，所述CPU、PCH芯片和NIC芯片依次连接，所述PCH芯片分别与所述HWM芯片和第二软开关连接，所述PCH芯片用于将BIOS启动过程日志与报警信息通过所述第二软开关发送给所述监控管理器，所述监控管理器还用于控制所述第二软开关动作。
4.根据权利要求3所述的多控存储系统，其特征在于，每个监控管理器包括底板管理控制器BMC芯片，所述BMC芯片设置有多个串口，一部分对内的串口分别通过第二软开关连接至每个控制器的PCH芯片，以获取BIOS启动过程日志与报警信息，另一部分对内的串口分别通过第一软开关连接至每个控制器的HWM芯片，以获取控制器的工作状态信息，一个对外的串口设置成桥接至对内的任一串口，用于系统异常时日志输出调试。
5.根据权利要求4所述的多控存储系统，其特征在于，每个监控管理器还包括交换机GESW、物理层PHY芯片和RJ45接口，所述GESW与所述BMC芯片连接，并通过PHY芯片与RJ45接口连接，所述RJ45接口的一个端口用于智能平台管理界面IPMI访问。
6.根据权利要求5所述的多控存储系统，其特征在于，两个监控管理器的交换机GESW相互连接，每个监控管理器的交换机GESW分别连接至每个控制器的NIC芯片。
7.根据权利要求6所述的多控存储系统，其特征在于，所述NIC芯片对外提供SGMII接口用于连接每个监控管理器的交换机GESW，且设置为广播策略模式，以确保控制器发包可以达到激活状态的监控管理器。
8.根据权利要求4所述的多控存储系统，其特征在于，所述BMC芯片通过I2C或SMBUS总线控制各控制器上的第一软开关和第二软开关动作，使各控制器上的PCH芯片和HWM芯片的I2C总线连接至激活状态的BMC芯片。
9.根据权利要求1～8任一所述的多控存储系统，其特征在于，所述监控管理器为可热拔插的模块。
10.根据权利要求1～8任一所述的多控存储系统，其特征在于，所述多个控制器为2个、4个、6个和8个控制器。
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Application publication date: 20151216 |