CN110928820A - 串行小型计算机系统接口区域自动配置的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种串行小型计算机系统接口(SAS)区域自动配置的系统和方法。基于SAS的架构包括局域网络和具有耦接至局域网络的局域网络端口的SAS系统。SAS系统包括多个目标装置以及具有多个输入端口和多个目标端口的扩展器。目标端口耦接至目标装置。管理工具耦接至局域网络。管理工具可操作以检测第一主机装置与多个输入端口中的一个之间的电缆连接。管理工具自动地配置SAS区域以将目标装置指派给第一主机装置。

Description

串行小型计算机系统接口区域自动配置的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种自动配置串行小型计算机系统接口(SAS)区域的系统，特别是关于当电缆连接主机时，对目标装置自动分类SAS区域的系统上例程(routine)。
背景技术
云端计算应用程序的出现增加了异地安装(称为数据中心)(off-siteinstallation)的需求，该异地安装存储数据并执行由远端连接的计算机装置使用者存取(access)的应用程序。典型的数据中心具有物理机箱结构(physical chassisstructure)，其具有附带的电源和通信连接。每个机架(rack)可以容纳多个网络装置，例如用于计算，存储或控制的服务器，以及适当的网络及管理交换器。每个服务器可能需要存取存储装置以存储数据。虽然存储装置可以被设置在协调阵列(coordinated array)中，但它们通常只是一组存储磁盘，其需要对每个节点分开存取。
串行小型计算机系统接口(SAS)架构是用于将装置彼此连接以用于联网目的的机制。SAS架构定义了串行装置互连和为装置之间的信息交换提供规则的传输协议。SAS物理电缆是一组包括四条导线用以作为两个差分信号对(differential signal pair)，以允许数据同时在两个方向上传输。SAS电缆的端口可由唯一的SAS世界广用名称(也称为SAS地址)识别。
SAS控制器或管理器包含一或多个SAS端口。一个路径是在控制器中的SAS启动器端口与目标装置(例如：诸如硬盘的存储装置)上的SAS目标端口之间的逻辑点对点链路(logical point-to-point link)。一个连接是控制器与目标装置之间通过路径的暂时关联(temporary association)。
SAS扩展器是经由目标装置和控制器之间的扩展器端口(expander ports)路由连接来实现控制器端口与多个目标装置之间的连接的装置。在任何给定时间中，只能有通过SAS扩展器的单一连接。使用扩展器在从控制器到目标装置的路径中创建更多节点，并因此可以将更多控制器连接至与SAS扩展器连接的目标装置。因此，SAS扩展器为网络设计者提供了更大的灵活性。
在传统上，主机装置(例如服务器)根据与在SAS架构中的存储装置的输入/输出端口的连接相关的既定SAS区域来建立。电缆连接必须根据既定区域来建立。因此，系统的操作者需要先配置SAS区域，并接着更改SAS电缆以匹配SAS区域定义。否则，在“集束磁盘”(JBOD)存储单元中的存储装置无法在没有SAS区域配置的情况下支持多个服务器。当SAS电缆连接被更改但技术人员在添加额外服务器装置时忘记更改SAS区域时，这种要求易受人为错误的影响。举例来说，第一主机服务器可以通过SAS扩展器连接至一系列存储目标装置。如果第二主机服务器被连接至SAS扩展器，除非重新配置SAS区域以识别新连接的第二主机服务器，否则它将无法存取存储目标装置。
因此，需要一种SAS区域自动配置协议来消除人为错误。还需要一种根据与主机装置的SAS电缆连接自动改变SAS区域的机制。
发明内容
本公开提供一种串行小型计算机系统接口(SAS)区域自动配置的系统。此系统包括局域网络和SAS系统。SAS系统具有耦接至局域网络的局域网络端口、多个目标装置以及扩展器。扩展器具有多个输入端口和多个目标端口。目标端口的至少一些耦接至目标装置。管理工具耦接至局域网络。管理工具可操作以检测第一主机装置与多个输入端口中的一个之间的电缆连接。管理工具自动地配置SAS区域以将目标装置指派给第一主机装置。
本公开提供一种在系统中串行小型计算机系统接口(SAS)区域自动配置的方法，此系统具有局域网络、管理工具以及SAS系统。SAS系统具有耦接至局域网络的局域网络端口、多个目标装置以及扩展器。扩展器具有多个输入端口和多个目标端口。目标端口的至少一些耦接至目标装置。第一主机装置经由电缆耦接至局域网络和扩展器的输入端口中的一个。第一主机装置与输入端口中的一个之间的电缆连接被检测。SAS区域经由管理工具被自动地配置，以将目标装置指派给第一主机装置。
以上内容非旨在代表本公开的每个实施例或每个观点。具体来说，前述内容仅提供在此所述的一些新颖观点及特征的范例。结合附图及所附权利要求书，从实行本发明的代表性实施例和模式的后续详细说明中，可以显而易见本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点。
附图说明
从后续实施例的说明以及参考附图，本公开将可以更好地被理解，其中：
图1是包括SAS区域自动配置机制的SAS架构的示意图。
图2是在图1中的系统的示意图，显示用于单一主机服务器的一个SAS区域的配置。
图3是在图1中的系统的示意图，显示用于两个主机服务器的SAS区域的配置。
图4是基于电缆连接自动配置SAS区域的例程的示意图。
本公开容许各种修改以及替代形式，并且一些代表性实施例已通过在附图中的范例显示，并且将在本文中详细说明。应理解此处发明不限于特定公开形式。具体来说，本公开涵盖如所附权利要求书定义的本发明的精神及范围内的所有修改、等价及替代形式。
【符号说明】
100～网络系统
102-106～服务器
110～局域网络
112～管理工具
114～基板管理控制器
116～SAS启动器端口
118～局域网络端口
120～SAS系统
122-130～目标装置
132～扩展器
134-138～输入端口
140～局域网络端口
142-150～目标端口
152～SAS启动器装置
154～电缆
160～SAS目标端口
310～电缆
312～SAS启动器端口
314～基板管理控制器
400-408～操作
具体实施方式
本公开可呈现以多种不同实施形式。其表现于附图并在此进行详述。本公开的代表具体实施例为用来了解本公开原理的范例或附图，并且不限制本公开所公开范围。举例来说，公开在摘要、现有技术、发明内容(但无明确设于权利要求书)的范围、要素及限制，该范围、要素及限制不应单独地或集体地以暗示、推论或其他方式体现在权利要求书。为本公开内容的详述目的，除非特定否认，单数词包含多个词，反之亦然。并且字词“包含”其意为“非限制性地包含”。此外，近似性的(approximation)用语例如“大约”、“几乎”、“相当地”、“大概”等，可用于本发明实施例，其意义上如“在、接近或接近在”或“在3至5％内”或“在可接受制造公差内”或任意逻辑上的组合。
为了避免在基于SAS的架构中连接电缆时的人为错误并且未能改变SAS区域配置，本示例系统操作SAS区域自动配置例程，其根据主机服务器与SAS系统之间的SAS电缆连接自动改变SAS区域。
图1是网络系统100的示意图，网络系统100包括一系列主机装置，例如服务器(主机服务器)102、104以及106。服务器102、104以及106连接至局域网络110，局域网络110连接至管理工具112。管理工具112可以在管理控制器或其他适当装置上运行。每个服务器(例如服务器102)包括基板管理控制器(BMC)114、SAS启动器端口116以及局域网络(LAN)端口118。基板管理控制器114控制服务器102的操作，包括检测在SAS启动器端口116中连接的电缆。基板管理控制器114经由局域网络端口118与管理工具112通信。基板管理控制器114的功能可以通过执行常驻程序(daemon function)的任何控制器来执行。
在此实施例中，网络系统100基于SAS架构。因此，网络系统100还包括SAS系统120。SAS系统120可以是具有不同存储装置的集束磁盘(JBOD)。在此实施例中，SAS系统120包括各种目标装置，例如目标装置122、124、126、128以及130。每个目标装置122、124、126、128以及130可以是独立的存储装置，例如硬盘、固态硬盘或相同的一些组合。SAS系统120包括扩展器132。扩展器132包括一系列扩展器输入端口(扩展器端口)，例如输入端口134、136以及138。SAS系统120还包括局域网络端口140，以从管理工具112接收命令。一系列扩展器目标端口，例如目标端口142、144、146、148以及150，可以连接至目标装置。因此，扩展器132具有两个侧面(side)，每个侧面包括扩展器端口面(输入端口或目标端口)。一侧具有扩展器输入端口，其可一个接一个地连接至服务器102、104以及106；另一侧具有扩展器目标端口，其可一个接一个地连接至目标装置122、124、126、128以及130。
每个服务器(例如服务器102)包括SAS启动器装置，例如SAS启动器装置152。SAS启动器装置可包括主机总线接口卡(HBA)或磁盘阵列(RAID)卡，其允许服务器使用SAS协议以通过电缆与SAS装置(例如SAS系统120)通信。SAS启动器装置152包括SAS启动器端口116，其可以连接至扩展器132的输入端口中的一个。在此实施例中，电缆154将服务器102的SAS启动器端口116连接至扩展器132的输入端口134。
在此实施例中，其他的服务器104和106各自可以连接至其他相应的输入端口136和138中中的一个。然而，如图2所示，服务器104和106当前都没有连接至输入端口136和138。每个目标装置(例如目标装置122)可包括SAS目标端口160。每个目标装置的SAS目标端口经由电缆连接至扩展器132的目标端口。在适当的SAS区域配置之后，扩展器132允许服务器基于区域配置来存取相应的目标装置。因此，在此实施例中，如果服务器102、104以及106连接至扩展器132的输入端口，则区域配置将某些目标设备指派给每个服务器102、104以及106。
管理工具112包括SAS区域自动配置机制(SAS zoning automatic configurationmechanism)，其在网络系统100(在图1中)中作用，以在新服务器连接至扩展器132时，自动建立SAS区域配置。SAS区域配置是基于预定义规则(predefined rule)，以定义将哪些目标装置指派给不同主机装置。配置机制检测SAS电缆连接状态以用于SAS系统120的SAS区域自动配置。在此实施例中，管理工具112将IPMI/Redfish OEM命令发送至基板管理控制器或主机服务器的常驻行程，并且发送至SAS系统120以经由局域网络110上的局域网络接口得到电缆身份(ID)。电缆身份用于检测连接状态。电缆身份可以是与电缆相关联的电子抹除式可复写只读存储器(EEPROM)或SAS地址。每个电缆在两个连接器中都有一个EEPROM，其包含EEPROM序列号(serial number)和部件号(part number)。任一EEPROM的序列号可被用来确定连接至每个扩展器端口的主机装置。SAS地址也可被用来确定哪个主机装置连接至每个扩展器端口。如果连接状态已经改变，则管理工具112将SAS区域自动配置命令发送至SAS系统120，以根据由管理工具112检测到的SAS电缆连接来定义每个SAS区域配置。
在主机服务器与SAS系统120之间检测到连接的情况下，管理工具112首先将IPMI/Redfish OEM命令发送至服务器(例如服务器102和SAS系统120)，以得到将服务器102的SAS启动器端口116连接至扩展器132的输入端口134的电缆154的电缆身份。电缆身份经由局域网络端口140和服务器102被发送至管理工具112以检测连接状态。如果连接状态已经改变，则管理工具112经由局域网络端口140将SAS区域自动配置命令发送至SAS系统120。如果连接状态没有改变，例程将持续得到电缆身份。在接收到新的SAS区域配置时，SAS系统120将根据由管理工具112检测到的SAS电缆连接来定义每个SAS区域配置。
图2显示了当服务器最初连接至SAS系统120时，网络系统100(在图1中)的SAS区域自动配置的操作。在图2中的相同元件以与在图1中它们的对应部件相同的数字标记。主机服务器(例如服务器120)经由电缆154连接至SAS系统120的输入端口134。管理工具112首先将IPMI/Redfish OEM命令发送至服务器(例如服务器102和SAS系统120)，以得到电缆154的电缆身份。在此实施例中，将服务器102的SAS启动器端口116连接至扩展器132的输入端口134的电缆154将具有相关的电缆身份(电缆序列号存储在电缆EEPROM中)，其由基板管理控制器114确定。电缆身份经由局域网络端口140被发送至管理工具112以用于连接状态检测。基板管理控制器114用于取得离线(offline)的电缆身份。藉由基板管理控制器114和扩展器132通过I2C连接从电缆EEPROM的序列号接收离线的电缆身份。离线的电缆身份仅需要SAS系统120的启动以允许基板管理控制器114从电缆中的EEPROM获得离线的电缆身份。在线(online)的电缆身份从SAS地址(远端SAS地址)接收。在线的电缆身份需要启动主机服务器和SAS系统120。在线的电缆身份(SAS地址)藉由基板管理控制器114从SAS系统120上的主机总线接口(HBA)卡获得。在此实施例中，管理工具112发现仅一个服务器(服务器102)连接至SAS系统120。管理工具112接着将SAS区域自动配置命令发送至SAS系统120。在此实施例中，此配置允许所有目标装置122、124、126、128以及130被包括在SAS区域中，因为只有一个服务器已连接扩展器132。目标装置122、124、126、128各自具有耦接至目标端口142、144、146、148以及150的相应电缆。因此，SAS系统120遵循SAS区域自动配置命令来设置SAS区域。图2显示了示例配置的结果，其中服务器102可以通过连接的输入端口134经由目标端口142、144、146、148以及150存取所有目标装置122、124、126、128以及130。
图3显示了当另一服务器添加至在图2中的配置时，用于图1中的网络系统100的SAS区域自动配置的操作。这需要重新配置SAS区域以允许连接的主机服务器正确存取目标装置122、124、126、128以及130。在图3中的相同元件以与在图1和图2中它们的对应部件相同的数字标记。在此实施例中，经由服务器104进行新连接。新连接藉由在服务器104的SAS启动器端口312与扩展器132的输入端口136之间连接电缆310来进行。
一旦电缆310将SAS启动器端口312连接至输入端口136，管理工具112就对服务器104上的基板管理控制器314发送命令，以经由局域网络110得到电缆310的电缆身份以用于连接状态检测。在此实施例中，将发现两个服务器(服务器102和104)连接至SAS系统120，相较图2中的配置需要改变，以使新的服务器104存取目标装置。管理工具112将SAS区域自动配置命令发送至SAS系统120。配置命令经由在SAS系统120的局域网络端口140接收SAS系统120遵循SAS区域自动配置命令，并且改变扩展器132中的连接以遵循区域配置。在此实施例中，SAS区域自动配置命令使输入端口134连接至目标端口142和144作为一个SAS区域。因此，在此新配置中，服务器102经由目标端口142和144连接至目标装置122和124。SAS区域自动配置命令还使输入端口136连接至目标端口146和148作为另一个SAS区域。因此，服务器104经由目标端口146和148连接至目标装置126和128。
在此实施例中，SAS区域自动配置命令将两个目标装置指派给每个服务器。当然，管理工具112可以根据既定规则使用其他配置，其指派更少或更多目标装置。自动配置避免了手动重新配置的需要，并因此在新服务器被加入时，允许系统100继续操作。
图4是由在图1中的管理工具112运行的周期例程的流程图，以自动配置网络系统100的SAS区域。管理工具112首先将IPMI/Redfish OEM命令发送至连接的主机服务器和SAS系统120(操作400)。在此实施例中，每个连接的主机服务器的基板管理控制器和SAS系统120将电缆身份发送至管理工具112，以允许管理工具112检测连接的服务器的连接状态，其与扩展器132的输入端口相关(操作402)。或者，在主机服务器上的常驻行程和在SAS系统120上的基板管理控制器可以发送电缆ID。管理工具112确定扩展器132的任何输入端口的连接状态是否已改变，从而指示新连接(操作404)。如果连接状态没有改变，则管理工具112在下一个时间周期循环返回以开始例程。
如果连接状态发生改变，则管理工具将SAS区域自动配置命令发送至SAS系统120(操作406)。基于新连接，SAS系统120重新定义用于每个连接的主机和目标装置的区域配置(操作408)。例程接着在下一个时间周期循环返回。
在图4中的流程图表示用于在图1中的网络系统100的示例机器可读指令。在此实施例中，机器可读指令包括算法，由以下所执行：(a)处理器；(b)控制器；和/或(c)一或多个其他合适处理装置。算法可以实施在存储于有形介质(例如：快闪存储器、CD-ROM、软盘片、硬盘、数字影音(多功能)光盘(DVD)或其他存储器装置)的软件中。然而，本领域技术人员将容易理解整个算法和/或其部分可以在已知方式中替代地藉由处理器以外的装置执行和/或实施在固件或专用硬件中(例如：它可以藉由特殊应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程逻辑装置(FPLD)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、离散逻辑等等)实施。举例来说，接口的任何或全部部件可以藉由软件、硬件和/或固件实现。而且，流程图所显示的一些或全部机器可读指令可以手动实现。另外，虽然图4所示流程图说明了范例算法，但是本领域技术人员将容易理解可以替代地使用实施范例算法的许多其他方法。举例来说，可以改变区块的执行顺序和/或可以改变、删除或组合所说明的一些区块。
如在此处所使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等等，其通常是与计算机相关的实体，硬件(例如：电路)、硬件与软件的组合、软件、或与具有一或多个特定功能的操作机器相关的实体。举例来说，部件可以是运作在处理器上的程序、处理器、物件、执行档、执行线程、程序和/或计算机。举例而言，在控制器上运作的应用以及控制器都可以是部件。一或多个部件可以驻留在程序和/或执行线程内，并且部件可以位于一台计算机和/或分布在两台或多台计算机之间。另外，“装置”可以通过特别设计的硬件；藉由在其上执行软件使硬件可以执行特定功能而特别制造的通用硬件；存储在计算机可读介质上的软件；或上述的组合的形式呈现。
此处所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不限制本发明。如此处所使用的，除非上下文另外清楚的指出，否则单数形式“一”、“一个”以及“该”意旨在也包括复数形式。此外，就被用于详细描述和/或权利要求书中的“囊括”、“包含”、“具有”、“有”、“含”或其变体的术语来说，这些术语旨在以相似于“包括”的方式而具有包容性。
除非另外定义，否则此处所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的相同含义。此外，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义中相同的含义，并且不会被理解为理想化或过度正式，除非在此处有明确地如此定义。
尽管上面以描述了本发明的各种实施例，但应该理解它们仅作为范例呈现，而不是限制在此。虽然本发明已由一或多个实施例来呈现和描述，但是在阅读和理解本说明书及附图后，本领域技术人员将会想到等价的变化和修改。另外，尽管本发明的一个特定特征可能已公开在仅仅几个实施例中的一个，但这种特征可以与其他实施例的一或多个其他特征组合，此对于任何给定或特定应用可能为需要的或有利的。因此，本发明的广度及范围不应受到任何上述实施例的限制。具体来说，本发明的范围应根据以下权利要求书以及其等价物来定义。

Claims (10)

1.一种串行小型计算机系统接口(SAS)区域自动配置的系统，包括：
局域网络；
SAS系统，具有耦接至上述局域网络的局域网络端口、多个目标装置以及具有多个输入端口和多个目标端口的扩展器，其中上述目标端口的至少一些耦接至上述目标装置；以及
管理工具，耦接至上述局域网络，其中上述管理工具可操作以检测第一主机装置与上述输入端口中的一个之间的电缆连接：以及自动地配置SAS区域以将上述目标装置指派给上述第一主机装置。
2.如权利要求1所述的SAS区域自动配置的系统，其中上述第一主机装置包括基板管理控制器，当上述第一主机装置连接至上述SAS系统时，上述基板管理控制器可操作以经由上述局域网络将电缆身份(ID)发送至上述管理工具。
3.如权利要求2所述的SAS区域自动配置的系统，其中上述管理工具可操作以经由上述电缆身份检测上述第一主机装置与上述输入端口中的一个之间的连接状态。
4.如权利要求1所述的SAS区域自动配置的系统，其中上述管理工具更可操作以当第二主机装置耦接至上述扩展器的另一个输入端口，以将上述目标装置指派给上述第二主机装置时，重新配置SAS区域。
5.如权利要求1所述的SAS区域自动配置的系统，其中上述管理工具可操作以周期性地检测上述扩展器的上述输入端口的状态，以确定是否已经建立新连接。
6.一种在系统中串行小型计算机系统接口(SAS)区域自动配置的方法，上述系统具有局域网络；SAS系统，具有耦接至上述局域网络的局域网络端口、多个目标装置以及多个输入端口和多个目标端口的扩展器，其中上述目标端口的至少一些耦接至上述目标装置；以及管理工具，耦接至上述局域网络，上述自动配置SAS区域的方法包括：
经由电缆将第一主机耦接至上述局域网络和上述扩展器的上述输入端口中的一个；
检测上述第一主机装置与上述输入端口中的一个之间的电缆连接；以及
经由上述管理工具自动地配置SAS区域以将上述目标装置指派给上述第一主机装置。
7.如权利要求6所述的SAS区域自动配置的方法，其中上述第一主机装置包括基板管理控制器，上述SAS区域自动配置的方法还包括当上述第一主机装置连接至上述SAS系统时，经由上述基板管理控制器以经由上述局域网络将电缆身份发送至上述管理工具。
8.如权利要求7所述的SAS区域自动配置的方法，其中检测上述电缆连接的步骤包括经由上述电缆身份检测上述第一主机装置与上述输入端口中的一个之间的连接状态。
9.如权利要求6所述的SAS区域自动配置的方法，还包括当第二主机装置耦接至上述扩展器的另一个输入端口，以将上述目标装置指派给上述第二主机装置时，重新配置SAS区域。
10.如权利要求6所述的SAS区域自动配置的方法，还包括周期性地检测上述扩展器的上述输入端口的状态，以确定是否已经建立新连接。
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