CN107294759B - 服务器系统及数据存取方法 - Google Patents

Abstract

一种服务器系统及数据存取方法。该服务器系统包括：第一服务器以及第二服务器；该第一服务器包括：第一主机、第一扩充单元以及第一外围设备；该第一扩充单元耦接于该第一主机；该第一外围设备耦接于该第一扩充单元；该第二服务器包括：第二主机、第二扩充单元以及第二外围设备；该第二扩充单元耦接于该第二主机；该第二外围设备耦接于该第二扩充单元，其中该第一扩充单元连接于该第二扩充单元，其中该第一主机经由该第一扩充单元来访问该第一外围设备，且在该第二主机故障时，该第一主机经由该第一扩充单元以及该第二扩充单元来访问该第二外围设备。本发明可避免在其中一台主机发生故障时，其所管控的外围设备并未故障却无法被访问。

Description

服务器系统及数据存取方法

技术领域

本发明涉及一种服务器系统及数据存取方法，且特别涉及一种可调整存取配置的服务 器系统及其数据存取方法。

背景技术

由于虚拟化与云端服务的崛起，目前服务器系统开始朝向可承载更多台虚拟机的方向 发展，例如提供更多的存储器插槽。因此，在服务器系统的设计上，为了充分利用有限的 机箱空间，发展出了在同一个机箱空间内安装两台以上实体服务器以及相当数量储存设备 的设计，称为是高密度储存服务器。

高密度储存服务器的特点在于可安装大量的储存设备(例如，硬盘)。一般来说，固态硬盘的读取效能明显优于传统硬盘，但是价格相当昂贵，且单位储存容量也比不上传统硬盘。但是，在应用上如有大容量的储存需求，同时又要兼顾良好的读取效能，便会使用 到大量的固态硬盘，耗费成本不赀。在这样的情形之下，如何设计一套具有良好管理机制 的服务器系统，能够在实体服务器存取发生异常但储存设备本身并未故障时，有效地避免 储存设备闲置而导致不必要的浪费，对本领域技术人员而言可谓是相当的重要。

因此，需要提供一种服务器系统及数据存取方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种服务器系统及其数据存取方法，可让服务器系统中的其中一个主机发 生故障时，故障主机原先管控的外围设备可由其他正常运作中的主机来接手管控，以避免 硬件资源的浪费。

本发明的服务器系统包括：第一服务器以及第二服务器；该第一服务器包括：第一主 机、第一扩充单元(expander unit)第一扩充单元；该第二服务器包括：第二主机、第二扩充单元以及第二外围设备；该第二扩充单元耦接于该第二主机；该第二外围设备耦接于该第二扩充单元，其中该第一扩充单元连接于该第二扩充单元，其中该第一主机经由该第一扩充单元来访问该第一外围设备，且在该第二主机故障时，该第一主机经由该第一扩充单元以及该第二扩充单元来访问该第二外围设备。

本发明的数据存取方法适用于服务器系统。该服务器系统包括第一服务器以及第二服 务器，其中该第一服务器包括第一主机、第一扩充单元以及第一外围设备，该第二服务器 包括第二主机、第二扩充单元以及第二外围设备，该数据存取方法包括：判断该第二主机 是否发生故障；以及当该第二主机发生故障时，该第一主机经由该第一扩充单元以及该第 二扩充单元访问该第二外围设备，其中该第一扩充单元连接于该第二扩充单元。

基于上述，服务器系统中的第一主机耦接于第一外围设备，并且第二主机耦接于第二 外围设备，且此服务器系统中的两主机可分别管控部分的外围设备，使各主机可管控的外 围设备数量优化。本发明实施例特别地将服务器系统的第一扩充单元与第二扩充单元互相 连接，如此可在第二主机发生故障时，由第一主机来接手访问第二外围设备。据此，可避 免在第二主机发生故障时，其所管控的第二外围设备并未故障却无法被访问，而造成硬件 上的浪费。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详 细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的服务器系统的框图。

图2是本发明一实施例的数据存取方法的示意图。

图3是本发明一实施例的数据存取方法的流程图。

图4是本发明另一实施例的数据存取方法的示意图。

图5是本发明另一实施例的数据存取方法的流程图。

主要组件符号说明：

10 机箱

100 服务器系统

110 第一主机

111 第一网络单元

120 第二主机

121 第二网络单元

130 第一扩充单元

131 第一连接端口

133 第一输入输出控制器

135 第一扩充器

137 第一交换器

140 第二扩充单元

141 第二连接端口

143 第二输入输出控制器

145 第二扩充器

147 第二交换器

150 第一外围设备

160 第二外围设备

170 第三主机

180 外部网络

I1 第一传输接口

I2 第二传输接口

PWR 电源模块

SVR1 第一服务器

SVR2 第二服务器

S310～S360 数据存取方法的步骤

S510～S550 数据存取方法的步骤

具体实施方式

以下提出多个实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所例示的多个实施例。图1 是本发明一实施例的服务器系统的框图。请参照图1，服务器系统100主要包括第一服务 器SVR1以及第二服务器SVR2。服务器系统100还包括电源模块PWR。电源模块PWR 分别电性连接第一服务器SVR1以及第二服务器SVR2，并且用以提供第一服务器SVR1 以及第二服务器SVR2的所需电力。电源模块PWR可以是分布式供电设备或是电源供应 器。在本实施例中，服务器系统100是架设在机箱10之中。第一服务器SVR1包括第一 主机110、第一扩充单元130以及第一外围设备150。第二服务器SVR2包括第二主机120、 第二扩充单元140以及第二外围设备160。第一扩充单元130耦接于第一主机110，且第 一外围设备150耦接于第一扩充单元130。第二扩充单元140耦接于第二主机120，且第 二外围设备160耦接于第二扩充单元140。值得一提的是，在本实施例中，服务器系统100 中包括两台服务器，但本发明并不在此限制。换言之，在其他实施例中，服务器系统也可 以是包括更多服务器、主机、扩充单元以及外围设备，服务器的数量不仅限于2。

在本实施例中，第一扩充单元130还包括第一连接端口131，第二扩充单元140还包括第二连接端口141，且第一连接端口131与第二连接端口141藉由第一传输接口I1互相 连接。特别是，在本实施例中，虽然第一扩充单元130是连接于第二扩充单元140，但第 一连接端口131与第二连接端口141是预设为具有相同传输方向的连接端口。因此，在各 组件皆正常运作的情形之下，第一主机110通过第一扩充单元130来访问第一外围设备 150，且第二主机120通过第二扩充单元140来访问第二外围设备160。换句话说，当第一 连接端口131与第二连接端口141是配置为具有相同传输方向的连接端口时，第一服务器 SVR1与第二服务器SVR2是不互相干扰且独立运作的两台服务器。

在本实施例中，第一外围设备150例如是包括多个硬盘的储存设备，并且第一扩充单 元130通过第二传输接口I2来连接上述的多个硬盘。同样地，第二外围设备160亦如是包括多个硬盘的储存设备，并且第二扩充单元140通过第二传输接口I2来连接上述的多 个硬盘，其中第二传输接口I2是依据第一外围设备150以及第二外围设备160的传输接 口来设置。值得一提的是，在本实施例中，第一外围设备150以及第二外围设备160所分 别包括的硬盘数量可依据第一主机110以及第二主机120的存取及运算能力来配置，以使 各主机所能访问的硬盘数量优化。此外，本发明并未在此限制第一外围设备150以及第二 外围设备160的种类，在其他实施例中，第一外围设备150以及第二外围设备160也可例 如是包括光驱或打印机等其他种类的外围硬件设备。

另一方面，在本实施例中，第一主机110还包括第一网络单元111，第二主机120还包括第二网络单元121。第一网络单元111以及第二网络单元121分别将第一主机110以 及第二主机120连接至外部网络180。因此，在本实施例中，第一主机110与第二主机120 可藉由外部网络180来相互通信。此外，第一主机110与第二主机120或可例如是分别连 接外部网络180并连接至第三主机170，并且各自与第三主机170相互通信。第一网络单 元111以及第二网络单元121例如是网卡或网络协议处理芯片。

图2是本发明一实施例的数据存取方法的示意图。图3是本发明一实施例的数据存取 方法的流程图。本实施例的方法适用于图1中的服务器系统100。以下将参照图1中服务器系统100的各组件来描述本实施例方法的详细步骤。

请先参照图2，在本实施例中，服务器系统100是如图2的方式来实现。第一传输接口I1以及第二传输接口I2例如为序列式小型计算机系统接口(Serial Attached SmallComputer System Interface；SAS)，第一连接端口131与第二连接端口141例如为SFF-8087(Mini-SAS)接头，并皆被预设置为上行连接端口。在本实施例中，第一扩充单元130包 括第一连接端口131、第一输入输出控制器133以及第一扩充器135。第一主机110通过 快捷外设互联标准(Peripheral Component Interconnect Express；PCI-E)总线连接至第一输 入输出控制器133，第一输入输出控制器133负责将符合PCI-E标准的信号转换为SAS兼 容的信号，并将转换后的信号传递至第一扩充器135。第一扩充器135具有多个连接端口， 并藉由该些连接端口通过第二传输接口I2连接至第一连接端口131以及第一外围设备 150。

另一方面，在本实施例中，第二服务器SVR2与第一服务器SVR1是对称地设置。换言之，第二扩充接口140包括第二连接端口141、第二输入输出控制器143以及第二扩充 器145，且第二扩充接口140与第二主机120以及第二外围设备160的连接方式相同于第 一服务器SVR1中的连接方式，在此不再重复赘述。

请参照图3，在本实施例中，服务器系统100在步骤S300中启动电源后，便进入步骤S310。在步骤S310中，服务器系统100会判断第二主机120是否发生故障，而上述的 判断步骤S310又包括步骤S311至步骤S313，在此说明如下。在步骤S311中，第一主机 110会判断第二主机120是否检测到第二扩充单元140。在本实施例中，第一主机110会 在步骤S311中判断第二主机120是否检测到第二扩充单元140的第二输入输出控制器 143。

在本实施例中，由于第一主机110与第二主机120皆连接至外部网络180，因此第一主机110可通过外部网络180与第二主机120相互通信。举例来说，第二主机120可藉由 发送通知信号，来告知第一主机110其是否成功检测到第二输入输出控制器143。举另一 例来说，第二主机120可发送通知信号至第三主机170，并且第一主机110由第三主机170 处得知第二主机120是否成功检测到第二输入输出控制器143。然而，本发明并不在此限 制。在其他实施例中，第一主机110与第二主机120之间也可藉由蓝牙(Bluetooth)、局 域网络(Local Area Network；LAN)或其他传输方式来相互通信。

在步骤S311中，若第一主机110判定第二主机120可成功检测到第二输入输出控制器143，则表示第二主机120以及第二输入输出控制器143并未发生故障，随即进入步骤S340。在步骤S340中，服务器系统100的第二主机120或第二输入输出控制器143会判 断第二扩充单元140是否正常运作。举例而言，第二主机120或第二输入输出控制器143 会检测第二扩充器145。倘若检测到第二扩充器145可正常连接至第二外围设备160，则 在步骤S350中，由第一主机110通过第一扩充单元130访问第一外围设备150，且由第 二主机120通过第二扩充单元140访问第二外围设备160。反之，倘若并未检测到第二扩 充器145可正常连接至第二外围设备160，可能表示服务器系统100启动时设定出现错误， 则重新启动服务器系统100。然而，在本实施例中，倘若重新启动服务器系统100次(例 如，t次)后，仍未在步骤S340中检测到第二扩充器145可正常连接至第二外围设备160， 则可能表示第二扩充单元140发生故障，而会进入步骤S360，由第一主机110或第二主 机120发出提示信号，以告知管理者修复第二扩充单元140。在本实施例中，t＝3。

另一方面，在步骤S311中，若第一主机110判定第二主机120并未成功检测到第二扩充单元140，表示第二主机120与第二扩充单元140的至少其中之一发生故障，则进入 步骤S313。在步骤S313中，第一主机110会进一步检测第二主机120，以判断第二主机 120是否发生故障。在本实施例中，第一主机110例如可依据第二主机120的外部网络地 址(如，IP地址)，来检测第二主机120是否正常运作。然而，在其他实施例中，第一主 机110也可例如依据蓝牙地址或局域网络地址等来检测第二主机120是否正常运作，本发 明不在此限制。倘若第一主机110在步骤S313中检测到第二主机120，则表示第二主机 120是正常运作并未发生故障，而判定是第二扩充单元140发生故障，则在步骤S360中， 第一主机110或第二主机120会发出提示信号，以告知管理者修复第二扩充单元140。

另一方面，倘若第一主机110在步骤S313中并未检测到第二主机120，则判定第二主机120发生故障，并进入步骤S320。在步骤S320中，第一连接端口131或第二连接端 口141的传输方向会被修改，以使第一主机110得以通过第一扩充单元130以及第二扩充 单元140来访问第二外围设备160。在本实施例中，第一连接端口131以及第二连接端口 141是预设为上行连接端口。因此，当第二主机120发生故障时，藉由第一扩充器135将 第一连接端口131修改为下行连接端口，如此第一主机110便得以在步骤S330中，通过 第一扩充单元130以及第二扩充单元140来访问第二外围设备160。

在本实施例中，第一连接端口131以及第二连接端口141是预设为上行连接端口，并 在第二主机120发生故障时，藉由第一扩充器135将第一连接端口131修改为下行连接端口以使第一主机110通过第一连接端口131以及第二连接端口141访问第二外围设备160。然而，在另一实施例中，第一连接端口131以及第二连接端口141也可例如是预设为下行 连接端口，并且在第二主机120发生故障时，藉由第二扩充器145将第二连接端口141修 改为上行连接端口以使第一主机110通过第一连接端口131以及第二连接端口141访问第 二外围设备160，本发明并不再此限制。

藉由前述实施例提供的服务器系统100以及数据存取方法，当第二主机120发生故障 且第二扩充单元140并未发生故障时，可藉由切换第一连接端口131或第二连接端口141的传输方向，来释放出第二主机120原先所管控的第二外围设备160给第一主机110来接 手访问。

在前述实施例中，第一传输接口I1以及第二传输接口I2例如为SAS接口，而各组件的接头例如为符合SAS接口的SFF-8482(Serial Advanced Technology Attachment；SATA)、 SFF-8484、SFF-8470或其他符合SAS接口的接头，其调整方式可由本领域公知常识获得 足够的教示、建议与实施说明，因此并不在此赘述。

在前述实施例中，第一外围设备150以及第二外围设备160所包括的硬盘例如为传统 硬盘。然而，为了读写效能的需求，时常必须考虑采用固态硬盘。固态硬盘的读写效能虽优于传统硬盘，但储存容量却较传统硬盘小，而且仍会占用硬盘插槽。因此，在一些实施 例中，PCI-E接口的固态硬盘便被使用来扩充储存容量。为达上述的目的，除了前述实施 例中提及的SAS接口之外，在本发明的另一实施例中，服务器系统100中的传输接口也 可例如是全部使用符合PCI-E标准的接口来实现。具体的实现方式详述如下。

图4是本发明一实施例的数据存取方法的示意图。图5是本发明一实施例的数据存取 方法的流程图。本实施例的方法适用于图1中的服务器系统100。以下将参照图1中服务器系统100的各组件来描述本实施例方法的详细步骤。

请参照图4，在本实施例中，服务器系统100是如图4的方式来实现。第一传输接口I1以及第二传输接口I2例如为PCI-E接口，第一连接端口131与第二连接端口141例如 为PCI-E连接器，并且预设为上行连接端口。在本实施例中，第一扩充单元130包括第一 连接端口131以及第一交换器137，其中第一交换器137为PCI-E交换器，用以连接至第 一连接端口131以及第一外围设备150。第二扩充单元140包括第二连接端口141以及第 二交换器147，其中第二交换器147亦为PCI-E交换器，用以连接至第二连接端口141以 及第二外围设备160。

请参照图5，在本实施例的数据存取方法的流程中，服务器系统100在步骤S500中启动电源后，便进入步骤S510。在步骤S510中，服务器系统100会判断第二主机120是 否发生故障，而上述的判断步骤S510又包括步骤S511至步骤S513，在此说明如下。首 先，在步骤S511中，第一主机110会判断第二主机120是否成功检测到第二扩充单元140。 在本实施例中，第一主机110会判断第二主机120是否检测到第二扩充单元140的第二交 换器147。第一主机110与第二主机120之间相互通信的方法已在前述图3实施例中说明， 不再重复赘述。

在步骤S511中，若第一主机110判定第二主机120可成功检测到第二扩充单元140，则表示第二主机120以及第二扩充单元140并未发生故障，意即第二主机120可通过第二 交换器147访问第二外围设备160，随即进入步骤S540。在步骤S540中，第一主机110 会通过第一扩充单元130访问第一外围设备150，且第二主机120会通过第二扩充单元140 访问第二外围设备160。

另一方面，在步骤S511中，若第一主机110判定第二主机120并未成功检测到第二扩充单元140，表示第二主机120与第二扩充单元140的至少其中之一发生故障，则进入 步骤S513。在步骤S513中，第一主机110会进一步检测第二主机120，以判断第二主机 120是否发生故障。在本实施例中，第一主机110例如可依据第二主机120的外部网络地 址，来检测第二主机120是否正常运作。然而，在其他实施例中，第一主机110也可例如 依据蓝牙地址或局域网络地址等来检测第二主机120是否正常运作。倘若第一主机110在 步骤S513中检测到第二主机120，则表示第二主机120是正常运作并未发生故障，而判 定是第二扩充单元140发生故障，则在步骤S550中，第一主机110或第二主机120会发 出提示信号，以告知管理者修复第二扩充单元140。

另一方面，倘若第一主机110在步骤S513中并未检测到第二主机120，则判定第二主机120发生故障，并进入步骤S520。在步骤S520中，第一连接端口131或第二连接端 口141的传输方向会被修改，以使第一主机110得以通过第一扩充单元130以及第二扩充 单元140来访问第二外围设备160。在本实施例中，第一连接端口131以及第二连接端口 141是预设为上行连接端口。因此，当第二主机120发生故障时，第一主机110会将第一 连接端口131修改为下行连接端口，如此第一主机110便得以在步骤S530中，通过第一 扩充单元130以及第二扩充单元140来访问第二外围设备160。

综上所述，本发明实施例的服务器系统中，第一主机耦接于第一外围设备，并且第二 主机耦接于第二外围设备，藉此服务器系统中的两主机可分别管控部分的外围设备，使各 主机可管控的外围设备数量优化。此外，本发明实施例将服务器系统的第一扩充单元与第 二扩充单元互相连接，如此一来，当服务器系统正常运作时，第一主机与第二主机可分别 访问第一外围设备与第二外围设备。而当其中一台主机(如，第二主机)发生故障时，由另一主机(如，第一主机)通过第一扩充单元以及第二扩充单元来接手访问故障的主机原先所管控的外围设备(如，第二外围设备)。据此，可避免在其中一台主机发生故障时， 其所管控的外围设备并未故障却无法被访问，而造成硬件上的浪费。

虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的 保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (15)

1.一种服务器系统，该服务器系统包括：

第一服务器，该第一服务器包括：

第一主机；

第一扩充单元，该第一扩充单元耦接于该第一主机；以及

第一外围设备，该第一外围设备通过一快捷外设互联标准接口耦接于该第一扩充单元；以及

第二服务器，该第二服务器包括：

第二主机；

第二扩充单元，该第二扩充单元耦接于该第二主机；以及

第二外围设备，该第二外围设备通过一快捷外设互联标准接口耦接于该第二扩充单元，

其中该第一扩充单元连接于该第二扩充单元，

其中当该第一主机与该第二主机均正常运作时，该第一主机经由该第一扩充单元来访问该第一外围设备，并且该第二主机经由该第二扩充单元来访问该第二外围设备，并且在该第一主机检测到该第二主机从正常运作改变到发生故障时，藉由切换该第一扩充单元的一第一连接端口或该第二扩充单元的一第二连接端口的传输方向，该第一主机经由该第一扩充单元以及该第二扩充单元之间的一快捷外设互联标准接口来访问该第二外围设备。

2.如权利要求1所述的服务器系统，其中该第一连接端口与该第二连接端口藉由一传输接口相连，

其中该第一连接端口与该第二连接端口预设为具有相同传输方向的连接端口，

当该第二主机故障时，修改该第一连接端口或该第二连接端口的传输方向，以使该第一主机得以通过该第一扩充单元以及该第二扩充单元来访问该第二外围设备。

3.如权利要求2所述的服务器系统，其中该第一连接端口以及该第二连接端口预设为上行连接端口，

当该第二主机故障时，修改该第一连接端口为下行连接端口。

4.如权利要求2所述的服务器系统，其中该第一连接端口以及该第二连接端口预设为下行连接端口，

当该第二主机故障时，修改该第二连接端口为上行连接端口。

5.如权利要求1所述的服务器系统，其中该第一主机包括第一网络单元，该第二主机包括第二网络单元，

其中该第一网络单元以及该第二网络单元连接至一外部网络，并且该第一主机通过该外部网络判断该第二主机是否发生故障。

6.如权利要求1所述的服务器系统，其中该第二扩充单元经由数据总线或快捷外设互联标准总线耦接于该第二主机。

7.如权利要求1所述的服务器系统，其中该第一服务器以及该第二服务器设于同一机箱之中。

8.如权利要求1所述的服务器系统，其中该服务器系统还包括：

电源模块，该电源模块电性连接该第一服务器以及该第二服务器，用以提供该第一服务器以及该第二服务器的电力。

9.一种数据存取方法，该数据存取方法适用于服务器系统，该服务器系统包括第一服务器以及第二服务器，其中该第一服务器包括第一主机、第一扩充单元以及第一外围设备，该第一外围设备通过一快捷外设互联标准接口耦接于该第一扩充单元，该第二服务器包括第二主机、第二扩充单元以及第二外围设备，该第二外围设备通过一快捷外设互联标准接口耦接于该第二扩充单元，其中当该第一主机与该第二主机均正常运作时，该第一主机经由该第一扩充单元来访问该第一外围设备，并且该第二主机经由该第二扩充单元来访问该第二外围设备，该数据存取方法包括：

该第一主机判断该第二主机是否从正常运作改变到发生故障；以及

当该第二主机从正常运作改变到发生故障时，切换该第一扩充单元的一第一连接端口或该第二扩充单元的一第二连接端口的传输方向，该第一主机经由该第一扩充单元以及该第二扩充单元之间的一快捷外设互联标准接口访问该第二外围设备，

其中该第一扩充单元连接于该第二扩充单元。

10.如权利要求9所述的数据存取方法，其中该第一连接端口与该第二连接端口藉由一传输接口相连，其中该第一连接端口与该第二连接端口预设为具有相同传输方向的连接端口，其中数据存取方法还包括：

当该第二主机发生故障时，修改该第一连接端口或该第二连接端口的传输方向，以使该第一主机得以通过该第一扩充单元以及该第二扩充单元来访问该第二外围设备。

11.如权利要求10所述的数据存取方法，其中该第一连接端口以及该第二连接端口预设为上行连接端口，其中修改该第一连接端口或该第二连接端口的传输方向的步骤包括：

修改该第一连接端口为下行连接端口。

12.如权利要求10所述的数据存取方法，其中该第一连接端口以及该第二连接端口预设为下行连接端口，其中修改该第一连接端口或该第二连接端口的传输方向的步骤包括：

修改该第二连接端口为上行连接端口。

13.如权利要求9所述的数据存取方法，其中判断该第二主机是否发生故障的步骤包括：

判断该第二主机是否检测到该第二扩充单元；

若该第二主机检测到该第二扩充单元，则判定该第二主机并未发生故障。

14.如权利要求13所述的数据存取方法，其中判断该第二主机是否发生故障的步骤还包括：

若该第二主机并未检测到该第二扩充单元，则判断该第一主机是否检测到该第二主机；

若该第一主机检测到该第二主机，则判定该第二扩充单元发生故障；以及

若该第一主机并未检测到该第二主机，则判定该第二主机发生故障。

15.如权利要求14所述的数据存取方法，其中该第一主机包括第一网络单元，该第二主机包括第二网络单元，其中该第一网络单元以及该第二网络单元连接至一外部网络，其中该判断该第一主机是否检测到该第二主机的步骤包括：

藉由该第一主机通过该外部网络检测该第二主机。

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