CN108804218B - 硬盘的分配方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于计算机技术领域，提供了硬盘的分配方法及系统，包括：扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口；扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；接收用户输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互。使得硬盘在科学的扩展之后，满足所有本系统节点的任意调用，提高了硬盘使用的灵活性。

Description

硬盘的分配方法及系统
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及硬盘的分配方法及系统。
背景技术
当前，计算机技术以及云存储技术越来越普遍地被使用，在与计算机技术相关的技术领域中，硬盘存储是一个极为重要的技术环节，它关系到数据的保存和提取，是计算机技术的核心之一。
在计算机技术发展之初，一个计算机系统往往只有一两个计算处理单元(即一两个节点)，然而随着技术的进步，研制多节点高密度服务器成为了当前计算机技术的一个重要发展方向。多节点高密度服务器专注于高密度、低功耗、运维方便、质量可靠，有效提升了机房空间利用率，在云计算、基于web的应用和高性能计算等多种业务场景得到广泛应用。
然而目前在高密度服务器上可供单个节点调用的硬盘数量往往不足以满足节点的需要，这限制了高密度服务器上的节点写入或读取数据的灵活性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了硬盘的分配方法及系统，以解决现有高密度服务器上可供单个节点调用的硬盘数量不足的问题。
第一方面，提供了一种硬盘的分配方法，包括：扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口；扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；接收用户输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互。
第二方面，提供了一种硬盘的分配系统，包括：第一扩展单元，用于扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口；第二扩展单元，用于扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；接收单元，用于接收用户输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；连接单元，用于根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；分配单元，用于基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过扩展硬盘和节点的数据传输接口，使得硬盘和节点的数据传输接口的数量可以满足节点的任意调用，在接收了用户输入的配置指令后，在具备对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接，再基于这些链接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互，使得硬盘在科学的扩展之后，满足所有本系统节点的任意调用，提高了硬盘使用的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的硬盘的分配方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的硬盘的分配方法S104的具体实现流程图；
图3是本发明实施例提供的硬盘的分配系统的结构框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的硬盘的分配方法的实现流程，详述如下：
在S101中，扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口。
在本发明实施例中，通过建立硬盘与硬盘扩展器之间的连接，达到扩展所述硬盘的数据传输接口的目的。
具体地，可以选用PCI-E扩展卡作为硬盘扩展器，但是并不仅仅局限于这种扩展卡。PCI-E扩展卡采用最新的总线和接口标准，数据传输速率很高，最高可以达到10GB/s以上。
具体地，PCI-E扩展卡在接收到输入本卡的外部信号时，内部的处理器先将外部信号转化为地址数据，这里的地址数据包含两种信息，一种信息是外部信号的来源，其可以用于描述PCI-E扩展卡接收到的信号是由哪个节点传来的。另一种信息是外部信号实际传输的数据信息，PCI-E扩展卡会将外部信号携带的数据信息，转化成适于扩展卡的随机存取存储器暂存的数据格式。
PCI-E扩展卡采用的是串行互联的方式，以点对点的形式进行数据传输，也就是同一时刻只允许一个节点将数据写入。因此首先将源自某一节点的地址数据写入到扩展卡的随机存取存储器X中，当PCI-E的随机存取存储器X写满后，用于数据切换的可编程芯片将不断输入的外部信号写入随机存取存储器Y中，同时让桥芯片读取刚刚写入到随机存取存储器X中的内容，当随机存取存储器Y写满后，再做切换让桥芯片读取随机存取存储器Y中的内容，外部信号写入随机存取存储器X中。如此循环使用随机存取存储器Y和随机存取存储器X。PCI-E扩展卡有两个以上的随机存取存储器，通过数据切换的可编程芯片，循环使用各个随机存取存储器，这样写入数据和读取数据互不干涉，有利于提高硬盘扩展器的运行效率。在硬盘扩展器与硬盘连接的一端，信号通过PCISLOT从硬盘扩展器输入到硬盘中。
在本发明实施例中，硬盘扩展器包括两个以上的硬盘扩展接口。
在S102中，扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口。
在本发明实施例中，建立所述节点与多路复用器之间的连接。多路复用器可使多路数据信息共享一路信道，达到扩展所述节点的数据传输接口的目的。在多路复用器中，一个接口连接节点，接口数量大于一个的其他接口用于与外部设备传输数据。具体地，可以采用Kilomux-2000多路复用器来扩展节点的数据传输接口。
具体地，Kilomux-2000多路复用器是一种时分多路复用器，可提供多种标准接口，数据速率范围从9.6到768kbps。
在本发明实施例中，由于采用的Kilomux-2000多路复用器具有一个显示屏，可以将多路复用器与其他设备之间进行的数据传输情况显示出来，因此用户可以通过Kilomux-2000多路复用器实时监控整个系统的数据传输情况。
在本发明实施例中，每个所述多路复用器仅与一个所述节点相连，并且包括一个以上的节点扩展接口与所述硬盘扩展器相连。
具体地，由于多路复用的作用是将N个输入通道的数据复用到一个输出通道上，因此在上文示例中，Kilomux-2000多路复用器只有一条通道即一个接口与节点相连，但是有多条通道即多个接口与硬盘扩展器相连。
在S103中，接收用户输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系。
在本发明实施例中，可以采用基板管理控制器BMC(BaseBoard ManagementController)的管理界面让用户根据需要对硬盘与节点之间的对应关系进行配置。BMC支持行业标准的智能平台管理接口IPMI(Intelligent Platform Management Interface)规范，可以完成配置管理、硬件管理、远程诊断和故障排除等功能。
可以理解地，用户可以通过BMC输入配置指令，控制每个节点需要调用哪些硬盘。具体地，配置指令中包含硬盘与节点的对应关系，这里的硬盘与节点的对应关系可以通过节点的编号与硬盘地址的映射来体现。需要强调的是，各个硬盘的地址以及节点的节点编号信息都被存储在一个主服务器当中.主服务器在系统中负责根据用户的配置指令，调用相应的节点与硬盘，控制硬盘的分配。每当系统接收到配置指令后，需要主服务器提取配置指令中所指示的硬盘地址以及该硬盘地址对应的节点编号信息，从而找到节点的编号与硬盘地址的映射关系。
在本发明实施例中，各个节点通过I2C总线接收BMC输入的配置指令。具体的I2C总线功能特点将在下文详述。
在S104中，根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接。
图2示出了本发明实施例提供的硬盘的分配方法S104的具体实现流程，详述如下：
在S201中，解析所述配置指令，对于具备所述对应关系的硬盘与节点，获取该硬盘的地址，以及获取该节点的节点编号。
具体地，上文提到配置指令中包含节点的编号与硬盘的地址的映射关系。因此当节点接收到配置指令以后，可以解析出用户希望该节点调用的硬盘的硬盘地址。指的注意的是，一个配置指令中，一个节点编号可以对应多个硬盘地址，多个节点编号以可以对应同一个硬盘地址。
可以理解地，硬盘地址可以是硬盘的IP地址。
在S202中，根据该硬盘的地址，传送所述配置指令至与该硬盘相连接的硬盘扩展器中。
具体地，通过上一步骤获取的与某个节点对应的硬盘的硬盘地址，系统可以找到这些与节点对应的硬盘。随后系统会将配置指令通过I2C线发送至与该硬盘相连接的硬盘扩展器中。
在S203中，与该硬盘相连接的硬盘扩展器基于所述配置指令中包含的该节点的节点编号，建立该硬盘扩展器上的其中一个硬盘扩展接口和该节点的其中一个节点扩展接口之间的连接。
在本发明实施中，硬盘扩展器在接收到配置指令后，可以根据配置指令中含有的节点编号，确定需要连接的节点。
具体地，硬盘扩展器可以选用I2C总线将该硬盘扩展器本身的其中一个硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接。
具体地，在上文示例中，I2C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。
特别地，在本发明实施例中，为了满足任一硬盘可以被分配给所有的节点，因此每个所述硬盘的所述硬盘扩展接口的数量大于所述节点的数量；每个所述节点的所述节点扩展接口的数量大于所述硬盘的数量。
在S105中，基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互。
具体地，当出现SCL上升沿时，自多路复用器向硬盘扩展器通过SDA逐位地串行传送每一位数据；当SCL出现下降沿时，自硬盘扩展器向多路复用器通过SDA逐位地串行传送每一位数据。
上文示例中采用的I2C总线只有两根双向信号线，控制方式简单，且通信速率较高，有助于提高整个硬盘分配系统的计算效率。
对应于上文实施例所述的硬盘的分配方法，图3示出了本发明实施例提供的硬盘的分配系统的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
参照图3，该系统包括：
第一扩展单元301，用于扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口；
第二扩展单元302，用于扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；
接收单元303，用于接收用户输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；
连接单元304，用于根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；
分配单元305，用于基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互。
进一步地，第一扩展单元具体用于建立所述硬盘与硬盘扩展器之间的连接；所述硬盘扩展器包括两个以上的所述硬盘扩展接口。
进一步地，第二扩展单元具体用于建立所述节点与多路复用器之间的连接；所述多路复用器包括两个以上的所述节点扩展接口。
进一步地，连接单元包括：
解析子单元，用于解析所述配置指令，对于具备所述对应关系的硬盘与节点，获取该硬盘的地址，以及获取该节点的节点编号；
传送子单元，用于根据该硬盘的地址，传送所述配置指令至与该硬盘相连接的硬盘扩展器中；
接通子单元，用于使与该硬盘相连接的硬盘扩展器基于所述配置指令中包含的该节点的节点编号，建立该硬盘扩展器上的其中一个硬盘扩展接口和该节点的其中一个节点扩展接口之间的连接。
进一步地，所述硬盘的所述硬盘扩展接口的数量大于所述节点的数量；
每个所述节点的所述节点扩展接口的数量大于所述硬盘的数量。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硬盘的分配方法，其特征在于，包括：
扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口，包括：建立所述硬盘与硬盘扩展器之间的连接；所述硬盘扩展器包括两个以上的所述硬盘扩展接口；其中，所述硬盘扩展器为PCI-E扩展卡，PCI-E扩展卡在接收到输入本卡的外部信号时，内部的处理器先将外部信号转化为地址数据，所述地址数据包含两种信息：一种信息是外部信号的来源，用于描述PCI-E扩展卡接收到的信号是由哪个节点传来的，另一种信息是外部信号实际传输的数据信息，PCI-E扩展卡会将外部信号携带的数据信息转化成适于扩展卡的随机存取存储器暂存的数据格式；
扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；
接收用户通过基板管理控制器的管理界面输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；其中，各个节点通过I2C总线接收基板管理控制器输入的配置指令；I2C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL；
根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；
基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互，具体为：当出现时钟线SCL上升沿时，自多路复用器向硬盘扩展器通过数据线SDA逐位地串行传送每一位数据；当出现时钟线SCL下降沿时，自硬盘扩展器向多路复用器通过数据线SDA逐位地串行传送每一位数据；
其中，每个所述硬盘的所述硬盘扩展接口的数量大于所述节点的数量；
每个所述节点的所述节点扩展接口的数量大于所述硬盘的数量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口：
建立所述节点与多路复用器之间的连接；
所述多路复用器包括两个以上的所述节点扩展接口。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接，包括：
解析所述配置指令，对于具备所述对应关系的硬盘与节点，获取该硬盘的地址，以及获取该节点的节点编号；
根据该硬盘的地址，传送所述配置指令至与该硬盘相连接的硬盘扩展器中；
与该硬盘相连接的硬盘扩展器基于所述配置指令中包含的该节点的节点编号，建立该硬盘扩展器上的其中一个硬盘扩展接口和该节点的其中一个节点扩展接口之间的连接。
4.一种硬盘的分配系统，其特征在于，包括：
第一扩展单元，用于扩展硬盘的数据传输接口，生成两个以上的硬盘扩展接口；
第二扩展单元，用于扩展节点的数据传输接口，生成两个以上的节点扩展接口；
接收单元，用于接收用户通过基板管理控制器的管理界面输入的配置指令，所述配置指令用于指示硬盘与节点的对应关系；其中，各个节点通过I2C总线接收基板管理控制器输入的配置指令；I2C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL；
连接单元，用于根据所述配置指令，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间，建立该硬盘的其中一个所述硬盘扩展接口和该节点的其中一个所述节点扩展接口之间的连接；
分配单元，用于基于建立的连接，在具备所述对应关系的硬盘与节点之间完成数据交互，具体为：当出现时钟线SCL上升沿时，自多路复用器向硬盘扩展器通过数据线SDA逐位地串行传送每一位数据；当出现时钟线SCL下降沿时，自硬盘扩展器向多路复用器通过数据线SDA逐位地串行传送每一位数据；
所述第一扩展单元具体用于建立所述硬盘与硬盘扩展器之间的连接；所述硬盘扩展器包括两个以上的所述硬盘扩展接口；其中，所述硬盘扩展器为PCI-E扩展卡，PCI-E扩展卡在接收到输入本卡的外部信号时，内部的处理器先将外部信号转化为地址数据，所述地址数据包含两种信息：一种信息是外部信号的来源，用于描述PCI-E扩展卡接收到的信号是由哪个节点传来的，另一中信息是外部信号实际传输的数据信息，PCI-E扩展卡会将外部信号携带的数据信息转化成适于扩展卡的随机存取存储器暂存的数据格式；
其中，每个所述硬盘的所述硬盘扩展接口的数量大于所述节点的数量；
每个所述节点的所述节点扩展接口的数量大于所述硬盘的数量。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二扩展单元具体用于建立所述节点与多路复用器之间的连接；所述多路复用器包括两个以上的所述节点扩展接口。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述连接单元包括：
解析子单元，用于解析所述配置指令，对于具备所述对应关系的硬盘与节点，获取该硬盘的地址，以及获取该节点的节点编号；
传送子单元，用于根据该硬盘的地址，传送所述配置指令至与该硬盘相连接的硬盘扩展器中；
接通子单元，用于使与该硬盘相连接的硬盘扩展器基于所述配置指令中包含的该节点的节点编号，建立该硬盘扩展器上的其中一个硬盘扩展接口和该节点的其中一个节点扩展接口之间的连接。
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