CN105975357B - 一种定位故障的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种定位故障的系统和方法。该系统包括：硬盘扩展卡，通过至少一个上行物理信道连接所述HBA，以及通过至少两个下行物理信道连接所述至少两个硬盘；并且，所述硬盘扩展卡还通过配置的串口连接到所述故障信息提供设备；所述硬盘扩展卡，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器；还用于通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备；所述故障信息提供设备，用于提供所述第一物理信道的故障信息。本方案能够实时地定位故障。

Description

一种定位故障的方法和系统
技术领域
本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种定位故障的方法和系统。
背景技术
随着互联网产业快速发展，大容量、高可靠性、高节点密度、支持普遍热插拔的存储服务器成为一种必然趋势。然而，不可避免的，服务器在工作过程中，会发生意外情况，影响整机柜的正常使用，甚至造成系统宕机。
在存储服务器中，比如Rack机柜存储服务器，一个重要的故障来源为存储子系统。即：从主机总线适配器(Host Bus Adapter，HBA)经硬盘扩展(Expander)卡至硬盘端的存储信号链路部分。其中，HBA是一个在服务器和存储装置间提供输入/输出(I/O)处理和物理连接的电路板和/或集成电路适配器。因为HBA减轻了主处理器在数据存储和检索任务的负担，它能够提高服务器的性能。一个HBA和与之相连的磁盘子系统有时一起被称作一个磁盘通道。
在目前，对存储子系统的链路故障检测往往采用模块细分方式，即对存储链路的各个部分按模块划分，待服务器节点停止工作后再针对模块分别分析，无法实现实时的故障定位。
发明内容
本发明实施例提供了一种定位故障的方法和系统，能够实现实时的故障定位。
一种定位故障的系统，包括：
HBA、硬盘扩展卡、至少两个硬盘以及故障信息提供设备，其中，
所述硬盘扩展卡通过至少一个上行物理信道连接所述HBA，以及通过至少两个下行物理信道连接所述至少两个硬盘；并且，所述硬盘扩展卡还通过配置的串口连接到所述故障信息提供设备；
所述硬盘扩展卡，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器；还用于通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备；
所述故障信息提供设备，用于提供所述第一物理信道的故障信息。
所述硬盘扩展卡包括：至少一个上行SAS接口、至少一个下行SAS接口、所述串口、所述寄存器以及处理模块；其中，
每一个所述上行SAS接口，用于连接所述HBA，接收所述HBA发送的业务信号；
每一个所述下行SAS接口，用于连接至少一个硬盘；
所述处理模块，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述寄存器；还通过所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备。
所述处理模块，进一步用于将从每一个所述上行SAS接口接收到的业务信号进行扩展，将扩展出的业务信号发送给对应的下行SAS接口。
包括两个所述上行SAS接口、三个下行SAS接口、十二个下行物理信道。
进一步包括硬盘背板和连接器，其中，
所述至少两个硬盘通过所述连接器设置在所述硬盘背板上，
所述硬盘扩展卡连接到所述硬盘背板，通过所述硬盘背板连接所述至少两个硬盘。
所述HBA卡包括：SAS/RAID卡。
所述HBA用于在进入操作系统后，对硬盘进行读写操作，该读写操作的业务指令通过所述上行物理信道传输到所述硬盘扩展卡，所述硬盘扩展卡将所述读写操作的业务指令通过所述下行物理信道传输到硬盘。
所述故障信息提供设备为个人电脑PC机；
所述PC机，用于在DOS命令行下，接收输入的指令将所述硬盘扩展卡的所述串口打开，并设置波特率，以及选择相应的串口号，设置所述波特率与所述硬盘扩展卡端的波特率相同，建立与所述硬盘扩展卡的串口连接；
所述输入的指令为：xutil-s com1set smartcli；
和/或，
所述波特率为38400。
一种定位故障的方法，
通过至少一个上行物理信道连接HBA和硬盘扩展卡；
通过至少两个下行物理信道连接所述硬盘扩展卡和至少两个硬盘；
通过在所述硬盘扩展卡上配置的串口连接所述硬盘扩展卡和故障信息提供设备；
还包括：
所述硬盘扩展卡监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道；
当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，所述硬盘扩展卡将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器；
所述硬盘扩展卡通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备。
本发明实施例提供了定位故障的方法和系统，由于通过硬盘扩展卡将HBA与扩展的多个硬盘相连，并且在硬盘扩展卡上配置串口，通过串口将硬盘扩展卡连接到能够提供故障信息的故障信息提供设备，这样，硬盘扩展卡在HBA与硬盘之间传输业务信号时，不仅可以监控并在寄存器中记录上下行物理信道的故障，并且还可以通过串口将在寄存器中记录的故障信息实时传输到外部的故障信息提供设备，从而实现了故障的实时定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例中定位故障的系统的结构示意图。
图2是本发明另一个实施例中定位故障的系统的结构示意图。
图3是本发明又一个实施例中定位故障的系统的结构示意图。
图4是本发明一个实施例中定位故障的方法的流程图。
图5是本发明另一个实施例中定位故障的方法的流程图。
图6是本发明一个实施例中定位故障的测试结果的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一个实施例提出了一种定位故障的系统，参见图1，包括：
HBA101、硬盘扩展卡102、至少两个硬盘103以及故障信息提供设备104，其中，
所述硬盘扩展卡102通过至少一个上行物理信道连接所述HBA101，以及通过至少两个下行物理信道连接所述至少两个硬盘103；并且，所述硬盘扩展卡102还通过配置的串口连接到所述故障信息提供设备104；
所述硬盘扩展卡102，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡102中的寄存器；还用于通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备104；
所述故障信息提供设备104，用于提供所述第一物理信道的故障信息。
可见，在图1所示的本发明实施例中，由于通过硬盘扩展卡将HBA与扩展的多个硬盘相连，并且在硬盘扩展卡上配置串口，通过串口将硬盘扩展卡连接到能够提供故障信息的故障信息提供设备，这样，硬盘扩展卡在HBA与硬盘之间传输业务信号时，不仅可以监控并在寄存器中记录上下行物理信道的故障，并且还可以通过串口将在寄存器中记录的故障信息实时传输到外部的故障信息提供设备，从而实现了故障的实时定位。
在本发明一个实施例中，参见图2所示，硬盘扩展卡102可以包括：至少一个上行SAS接口201、至少一个下行SAS接口202、串口203、寄存器204以及处理模块205；其中，
每一个所述上行SAS接口201，用于连接所述HBA101，接收所述HBA101发送的业务信号；
每一个所述下行SAS接口202，用于连接至少一个硬盘103；
所述处理模块205，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述寄存器204；还通过所述串口203将所述寄存器204中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备104。
所述处理模块，进一步用于将从每一个所述上行SAS接口接收到的业务信号进行扩展，将扩展出的业务信号发送给对应的下行SAS接口。
可见，通过上述图2所示的结构，硬盘扩展卡能够具体利用SAS接口来实现上下行物理信道。
在本发明的一个实施例中，参见图2，对于硬盘扩展卡102，可以包括2个所述上行SAS接口201、3个下行SAS接口202，每一个SAS接口对应4个物理信道，因此，总共有8个上行物理信道，12个下行物理信道。对应于此种结构，每一个下行物理信道可以对应于一个硬盘103，因此，可以连接12个硬盘103。
在本发明的一个实施例中，参见图3，定位故障的系统可以进一步包括硬盘背板301和连接器302，其中，
所述至少两个硬盘103通过所述连接器302设置在所述硬盘背板301上，
所述硬盘扩展卡102连接到所述硬盘背板301，通过所述硬盘背板301连接所述至少两个硬盘103。
可见，上述图3所示结构提供了一种定位故障的系统的具体实现，即通过硬盘背板301和连接器302来实现硬盘扩展卡102与每一个硬盘103的连接。
在本发明一个实施例中，所述HBA卡可以包括：SAS/RAID卡。
参见图3，在本发明一个实施例中，定位故障的系统实现了整个存储信号链路的连接：HBA可以在服务器节点和存储装置间提供I/O接口和物理连接。目前常见的HBA卡多指SAS/RAID卡，发出SAS协议信号及对应控制信息。硬盘扩展卡用于SAS信号信道扩展，增加HBA接入的硬盘数量，硬盘扩展卡在上行物理信道接收待扩展的HBA链路信号，下行为扩展后的信道输出。硬盘通过硬盘背板与硬盘扩展卡相连接，从而实现整个存储信号链路的连接。
在本发明一个实施例中，存储信号链路的连接允许从HBA至硬盘的信号传输，具体的一种工作过程参见图1至图3中的任意一个，可以是：HBA101用于在进入操作系统后，对硬盘103进行读写操作，该读写操作的业务指令通过所述上行物理信道传输到所述硬盘扩展卡102，所述硬盘扩展卡102将所述读写操作的业务指令通过所述下行物理信道传输到硬盘103。
在本发明一个实施例中，基于上述存储信号链路的连接，一种将故障实时定位出来的实现方式可以包括：
故障信息提供设备104为个人电脑PC机；
所述PC机，用于在DOS命令行下，接收输入的指令将所述硬盘扩展卡102的所述串口打开，并设置波特率，以及选择相应的串口号，设置所述波特率与所述硬盘扩展卡102端的波特率相同，建立与所述硬盘扩展卡102的串口连接。此后，硬盘扩展卡102则可以通过建立的串口连接将寄存器中记录的第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备104。
其中，输入的指令为：xutil-s com1set smartcli；
波特率可以为38400。
本发明一个实施例还提出了一种定位故障的方法。参见图4，包括：
401：通过至少一个上行物理信道连接HBA和硬盘扩展卡。
402：通过至少两个下行物理信道连接所述硬盘扩展卡和至少两个硬盘。
403：通过在所述硬盘扩展卡上配置的串口连接所述硬盘扩展卡和故障信息提供设备。
上述过程是预处理的系统构建过程。在系统构建完成后，各个设备则可以配合完成实时的定位故障的处理。
404：硬盘扩展卡监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道。
405：当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，所述硬盘扩展卡将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器。
406：所述硬盘扩展卡通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备。
可见，在搭建完系统架构后，硬盘扩展卡通过监控在存储信号链路，即上行物理信道和下行物理信道，则可以实时将故障的信息记录到存储器中，并通过串口实时地将故障报告出来，由外部的故障信息提供设备来向用户提供。
下面以20路的硬盘扩展(Expander)卡为例，且以该Expander卡的接口为SAS卡，故障信息提供设备为PC机为例，来详细说明在本发明一个实施例中定位故障的方法的过程。参见图5，并可以进一步参见图3，该过程包括：
501：将HBA卡、Expander卡、硬盘依次连接。
502：将Expander卡的两个上行MINISAS接口接HBA卡，用于接收HBA发出的SAS信号；下行三个MINISAS接口输出12路SAS信号至硬盘背板，硬盘背板通过专用的连接器与硬盘相连接。
这里，每一个MINISAS接口对应4路SAS信号。所以，三个下行MINISAS接口输出12路SAS信号，因此，可以连接硬盘背板上的12个硬盘。两个上行MINISAS接口接收8路SAS信号。因此，总共是20路SAS信号。
每一路SAS信号对应一个物理信道。
503：将通用串口线缆一端连接至Expander卡上的串口，一端连接至PC机。
504：上电开启要测试的Rack机柜服务器节点，进入操作系统后，对硬盘进行读写操作，使存储子系统链路中有信息传输。
505：在PC机端DOS命令行下，输入指令将Expander卡端串口打开。
这里，Expander对应命令为：xutil-s com1set smartcli。
506：设置波特率(默认38400)。
507：在PC机端开启串口调试软件，选择相应的串口号，设置波特率与Expander卡端相同，建立串口连接。
508：串口连接建立后，输入bug检测命令用于bug定位。
如在本步骤中，输入counters即可显示对应信道产生的bug。若反馈信息中无异常报错，则该链路中无bug发生。
509：Expander卡监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道。
510：当Expander卡监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入Expander卡的寄存器。
511：Expander卡通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给PC机。
512：PC机实时处理接收到的第一物理信道的故障信息。
比如，本步骤中，将故障信息结果显示给用户。
图6为一次实施中的测试结果，可见物理信道14、15有bug信息产生，对应Expander卡下游硬盘中第7、8顺位。更具体的，可以判断是Expander卡至第7、8顺位硬盘的连接线路发生了故障。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本发明的各个实施例至少具有如下的有益效果：
1、由于通过硬盘扩展卡将HBA与扩展的多个硬盘相连，并且在硬盘扩展卡上配置串口，通过串口将硬盘扩展卡连接到能够提供故障信息的故障信息提供设备，这样，硬盘扩展卡在HBA与硬盘之间传输业务信号时，不仅可以监控并在寄存器中记录上下行物理信道的故障，并且还可以通过串口将在寄存器中记录的故障信息实时传输到外部的故障信息提供设备，从而实现了故障的实时定位。
2、本发明实施例中，可以通过硬盘扩展卡内部寄存器与串口的配置，通过寄存器记录物理信道的故障信息，通过串口将故障信息实时在线引出到外部设备，因此能够实现故障的实时准确定位，极大节约时间成本。
3、通过在线检测的方式，可以最大限度减少因存储子系统信息bug而必须关机检测的次数，提高了服务器产品性能稳定性和工作可持续性。
4、该方法可适用于多个Expander卡，同时兼容SAS/SATA硬盘，具有方案普遍性，有效节约经济成本。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定位故障的系统，其特征在于，包括：
HBA、硬盘扩展卡、至少两个硬盘以及故障信息提供设备，其中，
所述硬盘扩展卡通过至少一个上行物理信道连接所述HBA，以及通过至少两个下行物理信道连接所述至少两个硬盘；并且，所述硬盘扩展卡还通过配置的串口连接到所述故障信息提供设备；
所述硬盘扩展卡，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器；还用于通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备；
所述故障信息提供设备，用于提供所述第一物理信道的故障信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硬盘扩展卡包括：至少一个上行SAS接口、至少一个下行SAS接口、所述串口、所述寄存器以及处理模块；其中，
每一个所述上行SAS接口，用于连接所述HBA，接收所述HBA发送的业务信号；
每一个所述下行SAS接口，用于连接至少一个硬盘；
所述处理模块，用于监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道，当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，将所述第一物理信道的故障信息写入所述寄存器；还通过所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理模块，进一步用于将从每一个所述上行SAS接口接收到的业务信号进行扩展，将扩展出的业务信号发送给对应的下行SAS接口。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括两个所述上行SAS接口、三个下行SAS接口、十二个下行物理信道。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括硬盘背板和连接器，其中，
所述至少两个硬盘通过所述连接器设置在所述硬盘背板上，
所述硬盘扩展卡连接到所述硬盘背板，通过所述硬盘背板连接所述至少两个硬盘。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述HBA卡包括：SAS/RAID卡。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述HBA用于在进入操作系统后，对硬盘进行读写操作，该读写操作的业务指令通过所述上行物理信道传输到所述硬盘扩展卡，所述硬盘扩展卡将所述读写操作的业务指令通过所述下行物理信道传输到硬盘。
8.根据权利要求1至7中任一所述的系统，其特征在于，
所述故障信息提供设备为个人电脑PC机；
所述PC机，用于在DOS命令行下，接收输入的指令将所述硬盘扩展卡的所述串口打开，并设置波特率，以及选择相应的串口号，设置所述波特率与所述硬盘扩展卡端的波特率相同，建立与所述硬盘扩展卡的串口连接。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述输入的指令为：xutil-s com1 set smartcli；
和/或，
所述波特率为38400。
10.一种定位故障的方法，其特征在于，
通过至少一个上行物理信道连接HBA和硬盘扩展卡；
通过至少两个下行物理信道连接所述硬盘扩展卡和至少两个硬盘；
通过在所述硬盘扩展卡上配置的串口连接所述硬盘扩展卡和故障信息提供设备；
还包括：
所述硬盘扩展卡监控每一个所述上行物理信道和每一个下行物理信道；
当监控到其中任意一个第一物理信道发生故障时，所述硬盘扩展卡将所述第一物理信道的故障信息写入所述硬盘扩展卡中的寄存器；
所述硬盘扩展卡通过自身配置的所述串口将所述寄存器中所述第一物理信道的故障信息发送给所述故障信息提供设备。
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