CN107797877A - 控制计算设备的控制器和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及控制计算设备的控制器和方法。本申请公开了一种控制计算设备的方法。该计算设备包括多驱动存储系统，该多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件。该方法包括检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求；以及确定拆卸驱动部件是否将引起多驱动存储系统的故障，如果是，则不允许从计算设备拆卸驱动部件；以及否则允许从计算设备拆卸驱动部件。也公开了一种用于执行该方法的对应的控制器和计算设备。

Description

控制计算设备的控制器和方法
技术领域
本申请涉及一种控制计算设备的控制器和方法。具体而言，提供了一种控制具有多驱动存储系统的计算设备的控制器和方法。
背景技术
硬盘驱动(HDD)是数据中心设备中的最常见的易出故障的部件之一。计算设备(比如计算机服务器或者数据存储服务器)运用存储虚拟化技术(比如多驱动存储系统以增进数据存储系统的性能和功能。如图1中所示，服务器1可以包括向服务器1的操作系统(OS)表现为单个逻辑单元的具有多个硬盘驱动10的多驱动存储系统。例如，多个硬盘驱动10可以被联结以形成单个独立盘冗余阵列(RAID)以在一个或者多个驱动出故障时通过提供数据冗余性来保护服务器以免数据丢失。存在具有各种特性和规范的RAID的不同级别。图2示出了如下表，该表图示了RAID的标准级别的示例，并且醒目显示的列提供用于每个RAID级别的RAID的关联的容错。
通常地，企业服务器允许热交换(即，更换)硬驱动而不影响服务器操作。当前设计允许用户在任何时间拉出任何硬盘驱动。然而，鉴于服务器中的大量硬驱动、复杂RAID级别和对全局热备用驱动的使用，用户可能非常难以告知可以安全地拉出哪个驱动和/或何时可以安全地拉出驱动而无损RAID阵列和/或数据的完整性。经常地，如果从服务器去除了错误盘驱动和/或在错误时间去除了盘驱动，则可能造成破坏性后果，比如整个RAID阵列的故障和不可逆数据丢失。
因此，希望提供一种控制具有多驱动存储系统的计算设备的改进的方法和用于控制这样的计算设备的控制器。
发明内容
一般而言，本申请提出了检测用于从具有多驱动存储系统的计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求，并且仅如果确定拆卸驱动部件不会引起多驱动存储系统的故障才允许从计算设备拆卸驱动部件。换而言之，如果确定拆卸驱动部件将会使多驱动存储系统出故障则将不允许拆卸。具体而言，这样的检测和确定可以由一个或者多个计算机处理器自动地执行而无需人为干预。
根据第一方面，提供了一种控制计算设备的方法。该计算设备包括多驱动存储系统，该多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件。该方法包括：
检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求；以及
确定拆卸驱动部件是否将引起多驱动存储系统的故障，
如果是，则不允许从计算设备拆卸驱动部件；以及
否则允许从计算设备拆卸驱动部件。
根据第二方面，提供了一种被配置为控制计算设备的控制器。该控制器被配置为：
检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求，计算设备包括多驱动存储系统，多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件；以及
确定拆卸驱动部件是否将引起多驱动存储系统的故障，
如果是，则不允许从计算设备拆卸驱动部件；以及
否则允许从计算设备拆卸驱动部件。
根据又一方面，提供了一种计算设备。该计算设备包括：
多驱动存储系统，具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件；以及
处理器，
其中处理器被配置为：
检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求；以及
确定拆卸驱动部件是否将引起多驱动存储系统的故障，
如果是，则不允许从计算设备拆卸驱动部件；以及
否则允许从计算设备拆卸驱动部件。
在从属权利要求中限定了以上各种方面的一些可选步骤或者特征。
注意，本公开内容(它是软件实现方式或者硬件控制器)提供对计算机技术的非抽象改进。例如，它在保护计算设备的存储系统和存储的数据的完整性时增进计算机功能。
附图说明
现在将参照附图仅为了说明而描述本发明的实施例，在附图中：
图1图示了具有多驱动存储系统的服务器；
图2是图示了RAID的标准级别和用于相应RAID级别的关联的硬盘容错的示例的表；
图3是根据一个实施例的方法的流程图；
由图4(a)、图4(b)、图4(c)和图4(d)组成的图4图示了根据一种示例性方法控制驱动部件的操作；
图5是根据另一实施例的方法的流程图；
图6是图示了用于确定RAID 5的容错状态的示例性算法的流程图；
图7由图示了具有视觉指示器单元的多驱动存储系统的图7(a)和图示了驱动部件被去除的多驱动存储系统的图7(b)组成；
图8图示了根据一个实施例的控制器的实现方式；以及
图9图示了根据另一实施例的控制器的实现方式。
具体实施方式
现在将参照图3和图4描述控制具有多驱动存储系统的服务器1a(见图7(a))的示例性方法100。多驱动存储系统是指如下数据存储虚拟化方案，该数据存储虚拟化方案运用多个驱动部件以形成单个逻辑单元(通常地、但是可以并非总是为了数据冗余性)。这样的多驱动存储系统的示例是独立盘冗余阵列(RAID)。如本领域技术人员将理解的那样，多驱动存储系统可以是以另一形式，比如运用逻辑卷管理或者数据库应用(通常地是非OS级别)、瘦调配文件系统等而不限于RAID的形式。仅为了说明，将参照具有RAID的服务器举例说明以下实施例，但是本领域技术人员将理解服务器可以具有取代RAID和/或除了RAID之外的任何其它存储多驱动存储系统。
参照图3，可以响应于用户的用于从服务器1a拆卸硬盘驱动(HDD)10的请求来启动(通常地自动地触发)方法100。为了清楚和易于说明，枚举以下步骤。本领域技术人员将理解，可以无需按照枚举所暗示的顺序执行该方法。
在这一实施例中，服务器1a如图4(a)中所示包括用于承载HDD 10的硬盘驱动载体8。载体8具有形式为锁闭器14的锁定机构，该锁闭器被配置为维持在HDD 10与服务器1a之间的接合，该锁定机构可以被有选择地启用或者停用以防止或者允许从服务器1a拆卸HDD10。用户的请求可以是致动在HDD 10的载体柄上的按钮(例如，如图4(a)至图4(d)中所示的可以被机械地耦合到锁闭器14以用于有条件地弹射HDD 10的按钮12)的形式。具体而言，对机械按钮12的致动在步骤110处由服务器1a的控制器检测。
在一个变体实施例中，按钮可以是在HDD 10的载体柄上的“软”按钮，该按钮向控制器数字地传输信号，该信号指示用户的用于拆卸HDD 10的请求。也设想了用户的请求可以由用户的经由服务器的OS的输入而被登记。
在步骤120处，服务器1a的控制器使用(在接下来的实施例中被更具体地描述的)控制算法以确定拆卸HDD 10是否将使RAID出故障。如果确定的结果为否定(即，RAID将不会出故障)，则控制器批准用于拆卸HDD 10的请求。在步骤130处，控制器生成用于允许拆卸HDD的对应的控制信号。例如，控制信号如图4(d)中所示使锁闭器14被释放，由此自动地弹射HDD 10。
如果确定的结果为肯定(即，RAID将出故障)，则控制器在步骤140处拒绝用于拆卸HDD 10的请求。在这一情况下，锁闭器14如图4(c)中所示保持停用以使HDD 110稳固地就位。将理解，可以使用取代锁闭器14或者除了锁闭器14之外的其它锁定机构。可选地，可以生成视觉指示(比如红色LED光信号)以向用户提醒用于拆卸HDD 10的请求被拒绝以保留数据完整性。
转向图5，图示了根据另一实施例的方法200。在这一示例中，服务器具有级别5RAID(即，RAID 5)。为了清楚和易于说明，枚举了以下步骤。本领域技术人员将理解，无需按枚举所暗示的顺序执行该方法。
在步骤210处，用户按压硬驱动载体的弹射按钮从而尝试拆卸硬盘驱动(HDD)。
在步骤220处，控制器从RAID控制器取读RAID数据。在这一实施例中，RAID数据包括作为RAID的成员的多个驱动和RAID级别的信息。
在步骤230处，取读的RAID数据用来确定用户尝试拆卸的HDD是否属于RAID。如果确定为否定，则控制器允许释放锁闭器，从而使得可以在步骤240处从服务器1弹射HDD 10。
如果确定HDD是RAID的成员驱动，则控制器被配置为在步骤250处确定HDD是否为健康或者有故障驱动。
如果HDD有故障，则在步骤260处例如批准拆卸HDD以允许更换驱动。
如果HDD健康，则在步骤270处通过基于RAID数据确定阵列冗余性来评估RAID的容错状态。
通常地，RAID数据包括每个成员驱动的工作状态。驱动部件的工作状态可以指示驱动部件处于以下情形中的一个或者多个情形：(i)健康、(ii)有故障和(iii)在数据重构期间(比如在用于数据冗余性的重建模式期间)。现在将在下文参照图6描述这一步骤的具体算法。
参照图6，在步骤271处，基于由RAID控制器提供的RAID数据确定RAID 5的成员驱动数目m。基于RAID数据相似地确定存在的驱动数目p和健康的驱动数目h。
在步骤272处，控制算法确定成员驱动数目(m)、存在的驱动数目(p)和健康的驱动数目(h)是否匹配。如图2所示，RAID 5具有为一的容错，也就是说，如果在RAID中有两个或者更多个驱动不存在和/或有故障则RAID将出故障。在这一情况下，如果m、p和h的值不相等，则意味着存在不存在和/或有故障的至少一个驱动。换而言之，RAID没有额外保护，因此不应从RAID去除更多驱动。因而，在这一情况下，RAID非容错(即，拆卸RAID的任何剩余成员驱动将使RAID出故障)。
在另一方面，如果m、p和h的值相等，则控制器在步骤273处使用RAID数据以确定RAID是否处于重建(即，数据重构)模式。通常地，在更换有故障驱动之后，可能需要若干小时重建阵列冗余性，在这期间RAID仍然脆弱并且应当直至完成重建才去除驱动。因此，如果在步骤273处的确定为肯定，则在RAID中无冗余驱动，并且因此RAID非容错。在另一方面，如果确定RAID不处于重建模式，则RAID容错。这意味着可以允许从服务器1拆卸HDD 10而无损RAID和存储的数据的完整性。
注意，图6图示了用于确定RAID 5的容错状态的示例性算法。本领域技术人员将认识到，存在用于确定RAID 5是否容错的其它可能算法。附加地，本领域技术人员将认识到，可以存在用于不同级别的RAID的不同算法。
在一个变体中，服务器1可以具有两个、三个或者更多个RAID。在一个示例中，如果确定用户请求拆卸的驱动部件不属于RAID中的任何RAID，则可以允许从服务器1拆卸驱动部件。在另一示例中，该方法如果确定驱动部件10只要它不属于特定的预定义的RAID就可以允许拆卸驱动部件10。
如果确定RAID非容错，则在步骤280处停用锁闭器(即，不是释放)，由此防止HDD从服务器1被拆卸。在这一示例中，生成提醒以向用户通知HDD被锁定。提醒也可以向用户通知RAID的被锁定的或者将被锁定剩余成员驱动。
如果确定RAID容错，则在步骤260处释放锁闭器以允许弹射HDD。可选地，提醒向用户通知RAID的例如由于去除当前HDD而将被锁定的所有其它成员驱动。提醒可以是以如以下将描述的视觉指示器(比如显示的用于标识驱动的LED灯)的形式。
如图7(a)和图7(b)中所示，服务器1a具有多个硬盘驱动(HDD)10。它们中的每个HDD具有可以被激活以向用户显示视觉信号的视觉指示器单元16。例如，可以激活视觉指示器单元16以标识属于相同多驱动存储系统的成员驱动。
在这一实施例中，硬盘驱动(HDD)10a、10b、10c、10d、10e形成级别5的RAID(即RAID5)。在这一示例中，用户尝试去除HDD 10c。确定RAID 5容错，因此允许从RAID 5去除HDD10c。如图7(a)中所示，HDD 10c的视觉指示器单元16显示第一视觉信号16a(例如，绿色LED灯)以向用户通知成功请求。同时，在RAID 5的其它成员驱动10a、10b、10d、10e上的视觉指示器16显示第二视觉信号16b(例如，黄色和/或闪烁的LED灯)，该第二视觉信号指示RAID 5不再容错并且它的成员驱动HDD 10a、10b、10d、10e现在被锁定。可以并行地显示第一视觉信号和第二视觉信号。
在另一示例中，如果例如由于HDD 10b被检测为有故障驱动而不允许拆卸HDD10c，则HDD 10c的视觉指示器单元16可以相似地显示黄色和/或闪烁的LED灯(未示出)。在其余工作驱动HDD 10a、10d、10e上的视觉指示器16显示黄色和/或闪烁的LED灯以指示所有四个HDD 10a、10c、10d、10e被锁定。可以并行地显示视觉指示器。可选地，可以对于RAID的有故障驱动HDD 10b显示另一视觉信号以向用户通知HDD 10b有故障并且它而不是HDD 10c应当被更换。
如图7(b)中所示，在从RAID去除HDD 10c之后，RAID不再容错。因而，将拒绝拆卸其它成员驱动10a、10b、10d、10e中的任何一个成员驱动的请求，并且向用户显示标识这些驱动的第二视觉信号。
图8图示了根据一个实施例的控制器的示例性实现方式。具体而言，控制算法可以被集成到服务器1的基板管理控制器(BMC)。如本领域技术人员将理解的那样，BMC芯片可以被配置为通过背板数字地控制HDD载体以便执行本公开内容的实施例。
图9图示了控制器的另一实现方式。具体而言，控制器可以被实施为被配置为在服务器的OS上运行的软件应用。具体而言，控制算法可以由服务器的次级存储设备存储并且由服务器处理器操作以相似地经由背板控制HDD载体。
在又一变体中，设想了控制算法可以由RAID控制器本身或者多驱动存储系统的RAID控制器执行。
尽管前文描述已经描述了示例实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在本发明的范围和精神实质内做出实施例的许多变化。例如，在以上举例说明的方法200中，在步骤250之前执行步骤230。在一个变体中，设想了可以在确定HDD 10是否为RAID的成员驱动之前做出关于HDD 10是否有故障的确定。在另一变体中，设想了可以省略步骤250并且控制算法代之以通过检查是否剩余成员驱动中的任一成员驱动有故障来确定RAID 5的容错状态。如果是，则将确定RAID5为非容错。否则，可以允许从服务器1拆卸HDD 10。

Claims (20)

1.一种控制计算设备的方法，包括：
检测用于从所述计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求，所述计算设备包括多驱动存储系统，所述多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件；以及
确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障，如果是，则不允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件；以及否则，允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括检测所述驱动部件的工作状态以及使用所述驱动部件的所述工作状态以确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述驱动部件的所述工作状态指示所述驱动部件处于以下情形中的至少一个情形：(i)健康、(ii)有故障和(iii)在数据重构期间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障的步骤包括确定所述多驱动存储系统的容错状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障的步骤包括确定所述驱动部件是否属于所述多驱动存储系统的所述多个驱动部件；并且所述方法还包括如果所述确定为否定则从所述计算设备拆卸所述驱动部件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算机设备包括多个多驱动存储系统，每个多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件，所述方法还包括：
确定所述驱动部件是否属于任何所述多驱动存储系统的所述多个驱动部件；以及
如果所述确定为否定，则从所述计算设备拆卸所述驱动部件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算设备包括被配置为使在所述驱动部件与所述计算设备之间的接合稳固的锁定机制，其中允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件包括停用所述锁定机制。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述驱动部件包括视觉指示器单元，所述方法还包括激活所述驱动部件的所述视觉指示器单元。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括使得：
所述视觉指示器单元的第一视觉指示器响应于允许所述驱动部件的拆卸而被显示，以及
所述视觉指示器单元的第二视觉指示器响应于不允许所述驱动部件的拆卸而被显示。
10.根据权利要求5所述的方法，还包括激活所述多驱动存储系统的所述多个驱动部件的所述相应驱动部件的视觉指示器单元。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多驱动存储系统是独立盘冗余阵列(RAID)。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
从RAID控制器获得RAID数据，所述RAID数据包括用于所述RAID的每个驱动部件的工作状态和RAID级别；以及
基于所述RAID数据确定所述RAID的阵列冗余性。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法由被配置为在所述计算设备的操作系统上运行的软件应用实施。
14.一种被配置为控制计算设备的控制器，其中所述控制器被配置为：
检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求，所述计算设备包括多驱动存储系统，所述多驱动存储系统具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件；以及
确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障，如果是，则不允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件；以及否则，允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件。
15.根据权利要求14所述的控制器，其中所述控制器是所述计算设备的基板管理控制器(BMC)。
16.根据权利要求14所述的控制器，其中所述多驱动存储系统是独立盘冗余阵列(RAID)并且所述控制器是RAID控制器。
17.根据权利要求14所述的控制器，还被配置为确定所述多驱动存储系统的容错状态。
18.一种计算设备，包括：
多驱动存储系统，具有形成单个逻辑单元的多个驱动部件；以及
处理器，
其中所述处理器被配置为：
检测用于从计算设备拆卸驱动部件的用户输入请求；以及
确定拆卸所述驱动部件是否将引起所述多驱动存储系统的故障，如果是，则不允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件；以及否则，允许从所述计算设备拆卸所述驱动部件。
19.根据权利要求18所述的计算设备，其中所述多驱动存储系统是独立盘冗余阵列(RAID)。
20.根据权利要求18所述的计算设备，其中所述多个驱动部件包括视觉指示器单元，所述视觉指示器单元被配置为显示视觉指示器以将所述驱动部件标识为属于所述多驱动存储系统的所述多个驱动部件。
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