CN113495691A - 安装在服务器上共享块级存储和资源的模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其包括：HBA卡部，用于与外部服务器连接；内部磁盘部，安装有多个内部磁盘，并具备服务器内部的存储空间；设置部，根据服务器管理器的控制命令将内部磁盘部的存储空间的存储分配成多个卷；目标端驱动器部，实现SCSI协议，与连接于HBA卡部的外部服务器通信，并根据服务器管理器的控制命令将卷设置为存储模式或服务器模式；以及目标端核心部，根据存储模式或服务器模式处理SCSI命令来路由内部磁盘部和目标端驱动器部的数据，目标端驱动器部能够根据服务器管理器的控制命令将卷从服务器模式变更为存储模式使得在外部服务器的控制下能够访问数据。

Description

安装在服务器上共享块级存储和资源的模块
技术领域
本发明涉及一种安装在服务器上共享块级存储和资源的模块。
背景技术
块存储是一种在易于访问的具有均等大小的块中存储数据的数据存储。块存储是指文件存储在均匀的块中的数据存储，适合用于经常访问和编辑的数据。另外，块存储是最常见的数据存储类型，主要用于存储区域网络(SAN：Storage Area Network)环境中。
现有的数据中心具备一种架构，在所述架构中存在第一层的主机、第二层的存储交换机或存储区域网络(SAN：Storage Area Network)交换机、第三层的存储区域网络(SAN：Storage Area Network)以及网络附加存储(NAS：Network Attached Storage)阵列控制器。
所述架构在块和文件级别提供中央集中综合存储资源，同时利用存储控制器在单一位置执行数据管理。因此，不便之处在于需要用于运行的附加服务器。
此外，由于现有的架构需要附加服务器，因此作为平台是复杂的。
此外，现有的块级存储是针对高可用性和高性能应用程序的解决方案。网络附加存储(NAS：Network Attached Storage)长期以来对整个企业提供了简单且廉价的文件共享，但是，由于频繁出现的网络故障和瓶颈引起了问题。
此外，虽然存储区域网络(SAN：Storage Area Network)可以更强大、更容易扩展如高交易数据库的应用，但是，价格昂贵，并且需要增设服务器。
此外，NAS和SAN方式的数据存储方式存在即使想增加计算性能，也只能增加存储容量的缺点。
发明内容
技术问题
本发明是为解决所述现有技术问题而提出的，其目的在于，提供一种可以解决为了现有运行需要增设服务器的问题的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块。
本发明是为解决所述现有技术问题而提出的，其他目的在于，提供一种通过利用现有网络可以解决共享存储的系统发生流量冲突问题的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块。
然而，本发明的实施例所要达成的技术课题不限于如上所述的技术课题，还能存在其他的技术课题。
技术方案
作为达成所述技术课题的技术手段，本发明一实施例的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块包括：HBA卡部，用于与外部服务器连接；内部磁盘部，安装有多个内部磁盘，并具备服务器内部的存储空间；设置部，根据服务器管理器的控制命令将所述内部磁盘部的所述存储空间的存储分配成多个卷；目标端驱动器部，实现SCSI协议，与连接于所述HBA卡部的外部服务器通信，并根据所述服务器管理器的控制命令将所述卷设置为存储模式或服务器模式；以及目标端核心部，根据所述存储模式或服务器模式处理SCSI命令来路由所述内部磁盘部和所述目标端驱动器部的数据，所述存储模式是根据服务器管理器的控制命令能够用作所述外部服务器的存储的模式，所述服务器模式是能够用作服务器内部的存储的模式，所述目标端驱动器部能够根据所述服务器管理器的控制命令将所述卷从所述服务器模式变更为存储模式使得在所述外部服务器的控制下能够访问数据。
所述目标端驱动器部，能够根据外部服务器管理器的控制命令将所述卷从所述服务器模式变更为存储模式，使得在所述外部服务器的控制下能够访问数据，能够根据所述外部服务器管理器的控制命令变更为服务器模式。
所述设置部，在块级别卷分配以SCSI方式指定的所述内部磁盘部的容量，并且能够对已分配的卷设置LUN。
所述内部磁盘部还可以具有独立磁盘冗余阵列卡，以增加内部磁盘的可安装的数量。
所述HBA卡与外部服务器之间的传输协议可以为光纤通道目标(Fiber ChannelTarget)、无限带宽目标(Infiniband Target)、互联网SCSI目标(iSCSI Target)、硬件以太网光纤通道目标(Hardware FCoE Target)、TCP上的ISCSI(ISCSI over TCP)、IP、无限带宽上的SRP(SRP over Infiniband)、无限带宽上的iSER(iSER over IB)、RoCE、iWARP以及软件以太网光纤通道目标(Software FCoE Target)中的一种。
在安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，还可包括用于与其他系统网络连接的NIC部。
在安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，还可包括分析数据请求，确定参数以特定设备类型来帮助数据处理的设备类型特定驱动器部。
所述目标端核心部可以为SCSI设备、块设备、文件以及独立磁盘冗余阵列控制器中的一个。
所述目标端驱动器部还能根据所述服务器管理器的控制命令而将所述卷设置为自动模式，所述自动模式根据所述服务器或所述外部服务器的可用存储将所述卷可以设置为存储模式或服务器模式。
所述设置部，还可以包括：区域设置部，设置存储的使用区域；诊断确定部，当使用区域小于未使用区域时，仅将使用区域确定为诊断对象，当使用区域大于未使用区域时，都确定为诊断对象；以及诊断部，对所述诊断对象周期性地进行诊断。
另外，本发明一实施例的利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统包括：第一服务器部，安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块；以及第二服务器部，安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，所述第一服务器部和所述第二服务器部的Tx和Rx相互连接，可根据管理器的控制命令，将所述第一服务器部或所述第二服务器部的可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统，还包括多个服务器部，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，每个服务器部之间的Tx和Rx以环形相连接，可根据管理器的控制命令将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
另外，本发明一实施例的利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统包括多个服务器部，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，每个服务器部通过光纤通道(Fiber Channel)连接到SAN交换机(SAN switch)，并可根据管理器的控制命令将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
所述课题解决手段仅是例示而已，不应解释为限制本发明的意图。除了所述例示实施例以外，附图及发明的详细说明中可以存在附加的实施例。
发明效果
鉴于本发明的上述问题解决手段，提供安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，从而在单一系统中共享块级存储的同时运行OS应用。
另外，提供安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，从而可以增设计算性能和存储容量。
根据本发明的上述问题解决手段，提供利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的系统，从而不仅可以自主驱动应用，还可以有效地运行存储。
然而，本发明所能得到的效果不限于如上所述的效果，还可以存在其他的效果。
附图说明
图1是本发明一实施例的利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统的示意性结构图。
图2是示出本发明一实施例的本模块的结构的框图。
图3是示出本发明一实施例的本模块的驱动器和SCSI(Small Computer SystemInterface，小型计算机系统接口)子系统之间的相互作用的图。
图4是本发明一实施例的本模块安装在服务器上的示例图。
图5是示出本发明一实施例的本模块的内部结构及连接的图。
图6是本发明一实施例的本模块被安装在服务器上共享块级的概念图。
图7是本发明一实施例的本模块被安装在服务器上改变服务器的模式或控制卷的示例概念图。
图8是本发明一实施例的本模块的使用定义框图。
图9是本发明一实施例的利用本模块的服务器之间以环形连接而共享存储的系统的示意性结构图。
图10是据本发明一实施例的利用本模块的服务器之间通过SAN交换机连接而共享存储的系统的示意性结构图。
附图标记：
100：安装在服务器上共享块级存储和资源的模块
110：HBA卡部 120：内部磁盘部
130：设置部 140：目标端驱动器部
150：目标端核心部 160：NIC部
170：设备类型特定驱动器部
200：服务器
300：外部服务器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明，使得本发明所属技术领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。但本发明可实现为多种不同的形态，并不局限于在此说明的实施例。而且，为了在附图中对本发明进行明确的说明，省略了与说明无关的部分，在整篇说明书中，对于相似的部分采用了相似的附图标记。
在本发明的整篇说明书中，当说明某一部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情况，还包括它们之间存有其他元件来以“电性连接”或“间接连接”的情况。
在本发明的整篇说明书中，当说明某一部件位于另一部件的“上”、“上部”、“上端”、“下”、“下部”、“下端”时，这不仅包括某一部件与另一部件相接触的情况，还包括两个部件之间存有其他部件的情况。
在本发明的整篇说明书中，当说明某一部分“包含”某一组分时，除非另有说明，否则是指还可包含其他组分，而不是排除其他组分。
在本发明的整个说明书中使用的术语是以说明具体实施例的目的而使用的，并不限定本发明。而且，应注意根据所说明的实施例，主机指代服务器或外部服务器。
以下，为了方便说明，将本发明一实施例的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块称为本模块100。另外，将安装有本模块100的服务器称为服务器200以及外部服务器300。
本模块100是使用SCSI协议的设备，由于SCSI协议是众所周知的通信规格，因此，对本领域的技术人员而言是显而易见的，故省略详细说明。
图1是本发明一实施例的利用本模块100的服务器之间的共享系统的示意性结构图。
参照图1，本发明一实施例的利用本模块100的服务器之间的共享系统200可以包括服务器200、外部服务器300以及连接装置10。服务器200和外部服务器300，例如可以是在内部安装有本模块100的服务器。
另外，服务器200和外部服务器300是在内部安装有本模块100的服务器，可以由能自主驱动应用的服务器而构成。例如，服务器可以包括CPU、存储器、驱动器、主板等而构成，并且可以适用现有公知或将来开发的所有服务器的结构。对于本领域的技术人员来说对服务器的结构的具体说明是显而易见的，因此，将省略详细说明。
本发明一实施例的服务器200或外部服务器300的驱动OS，例如可以包括Linux、Windows、VMware ESX以及ESXi、Solaris、IBM AIX及HP/UX。但不限于此。本领域的技术人员将可以适用现有公知或将来开发的所有OS。
本发明一实施例的服务器200和外部服务器300，例如，可以为本地SCSI客户端(Local SCSI initiator)或远程SCSI客户端(Remote SCSI initiator)，并且可以为SCSI目标端设备。但不限于此。即，当服务器200和外部服务器300为客户端时，例如，可以为SCSI目标端发起待处理的服务和作业管理请求，并从SCSI目标端接收设备服务和作业管理响应的SCSI设备。尽管在下面更详细地说明，但是，当服务器200为SCSI客户端时，外部服务器300可以为SCSI目标端。相反，当服务器200为SCSI目标端时，外部服务器300可以为SCSI客户端。
在没有连接网络的情况下，现有服务器不能用作目标端设备，但是本发明一实施例的利用本模块100的服务器200及外部服务器300不仅可以用作客户端设备，而且还可以用作目标端设备。换而言之，现有服务器为客户端不能利用SCSI协议用作目标端设备，但是，通过安装本模块100可以用作目标端设备。
另外，SCSI目标端设备可以称为目标端设备、对向设备、目标端以及对象装置，SCSI客户端设备可以称为客户端设备、客户端、initiator、发起方及发起设备，但不限于这些名称。
本发明一实施例的本地SCSI客户端(Local SCSI initiator)是指与子系统在同一本地主机上的SCSI客户端，远程SCSI客户端(Remote SCSI initiator)可以是位于子系统的远程主机上并通过后述的目标端驱动器部140建立客户端连接的SCSI客户端，但不限于此。
用于连接本发明一实施例的服务器200和外部服务器300的连接单元10可以包括光纤通道(Fiber channel)。但不限于此，对于本领域的技术人员显而易见的是可以适用现有公知或将来开发的所有服务器之间的连接装单元。
另外，连接单元10，例如可以与服务器200的Tx(传输数据，Transmit Data)及外部服务器300的Rx(接收数据，Receive Data)连接而连接服务器200与外部服务器300。并且，连接单元10可以与服务器200的Rx及外部服务器300的Tx连接而连接服务器200与外部服务器300。另外，尽管在后面详述，服务器200和外部服务器300的Tx和Rx连接SAN交换机(switch)后，可以以SAN方式共享块级存储和资源。此外，服务器200、外部服务器300以及附加外部服务器300的各服务器的Tx可以以连接到其他服务器的Rx的方式共享块级存储和资源。
图2是示出本发明一实施例的本模块100的大致结构的框图。
参照图2，本发明一实施例的本模块100可以包括：HBA卡部110、内部磁盘部120、设置部130、目标端驱动器部140、目标端核心部150，NIC部160以及设备类型特定驱动器部170。
HBA卡部110是安装在服务器上，用于服务器和设备之间的通信的卡，即，可以是用于利用不同接口的卡。换而言之，HBA卡部110通过在服务器200的内部安装本模块100，可以辅助服务器200和要连接到本模块100的外部服务器300之间的通信。另外，本模块100和后述的内部磁盘部120可以辅助通过设置部130分配的卷与服务器200之间的通信。
本发明一实施例的HBA卡部110可以为通过连接外部服务器300和服务器200来辅助通信畅通的设备。
本发明一实施例的HBA卡部110，例如，可以包括光纤通道(Fibre Channel)、SCSI、无限带宽(Infiniband)、iSCSI、硬件以太网光纤通道(Hardware FCoE)以及软件以太网光纤通道(Software FCoE)的适配器(Adapter)。即，HBA卡部110可以是根据与外部服务器300的目标端传输方式的种类确定适配器卡的种类。对HBA卡的详具体说明是对于本领域的技术人员来说是显而易见的，因此，将省略具体说明。
内部磁盘部120可以为安装在服务器200的内部的磁盘，用以提供OS专用存储和服务器内部存储。例如，内部磁盘部120可以包括硬盘驱动器(HDD；Hard Disk Drive)、固态驱动器(SSD；Solid State Drive)和固态混合驱动器(SSHD；Solid State Hybrid Drive)。
根据本发明一实施例的本模块100的内部磁盘部120可以包括PATA硬盘、SATA硬盘、SAS硬盘、基于RAM的SSD、基于闪存的SSD以及SSHD。更优选地，适合利用基于闪存的SSD。但不限于此，可以适用现有公知的磁盘或将来开发的磁盘。
另一方面，本发明一实施例的内部磁盘部120还可以包括：混合控制器；DDR控制器，结合于所述混合控制器；多个DDR组，结合于所述DDR控制器，分别具备多个DDR；HDD控制器，由结合于所述混合控制器的HDD及闪存构成；以及多个HDD组，结合于所述HDD控制器，分别具备多个HDD。此处，多个HDD，例如可以包括闪存及HDD构成。
本发明一实施例的内部磁盘部120可以包括例如串行连接小系统接口/串行PCI-Express型内部磁盘。所述内部磁盘通过在主机和存储磁盘之间通过PCI-Express接口进行数据通信期间调整主机和存储磁盘之间发送和接收的数据信号的同步，从而，可以在支持主机的低速数据处理速度的同时，支持存储磁盘的高速数据处理速度。因此，可以支持数据处理性能以最大化现有接口环境中的高速数据处理，但不限于此。在其他实施例中，可以使用利用SAS/SATA接口的SAS/SATA技术。
本发明一实施例的内部磁盘部120中所包含的PCI-Express型内部磁盘，可以包括：多个易失性半导体存储器(SSD)；HDD控制器，结合于所述SSD；主机接口部，连接所述SSD和主机之间(例如，PCI-Express主机)；以及辅助电源部，利用从主机通过所述主机接口部传输的电力来充电并维持一些电力。另外，当从主机通过主机接口传输的电力被切断或从主机传输的电力发生故障时，所述内部磁盘从所述辅助电源部获得电力，并且在这种情况下，还可以包括能够存储SSD的数据的备份存储部。备份存储部例如可以由如硬盘之类的低速非易失性存储设备构成。但不限于此。
另一方面，SSD是示例性存储器，可以包括用于高速数据输入/输出的多个易失性半导体存储器即DDR、DDR2、DDR3、SDRAM等。所述多个易失性半导体存储器可以并列布置。但不限于此。
另外，所述主机接口部可以连接主机和多个易失性半导体存储器之间。例如，主机可以为服务器200或外部服务器300。但不限于此。
另一方面，设置部130，可以通过调整在所述内部磁盘部120的主机接口部和多个易失性半导体存储器之间发送及接收的数据信号的同步，来调整在所述主机接口部和所述存储器之间的数据发送及接收速度。
本发明一实施例的内部磁盘部120的混合控制器可以与DDR控制器及由HDD和SSD构成的HDD控制器结合。在这种情况下，至少一个DDR可以结合于所述DDR控制器，或者至少一个HDD或SSSD可以结合于所述HDD控制器。另外，混合控制器，例如可包括高速数据控制器和低速数据控制器。此时，用于数据备份的组件可以结合于混合控制器。
另一方面，本发明一实施例的每个DDR组可以包括：一组DDR存储盘；热备用磁盘(hot-spare disk)，结合于一组DDR存磁盘；DDR控制器，结合于一组DDR存储盘；RAID失败组件，结合于DDR控制器；以及数据备份组件，结合于DDR控制器。但不限于此。对普通技术人员来说这些构成同样可适用HDD组是明确的事实。
本发明一实施例的内部磁盘部120在主机和存储盘之间的数据通信期间同步调整在主机和存储盘之间发送及接收的数据信号，以支持主机的低速数据处理速度的同时，支持存储盘的高速数据处理速度，从而，可以支持现有接口环境中的高速数据处理的高性能。
设置部130可以根据服务器管理器的控制命令将内部磁盘部120的存储空间分配成多个卷。服务器管理器的控制命令，例如可以包括用于设置要在存储空间中划分的卷的大小的命令。
另外，本发明一实施例的设置部130可以对所述分配的多个卷设置LUN。LUN是单一标识符号，允许在SCSI总线上相互区分每个设备，逻辑设备可以为最终用户、文件或应用程序。优选地，逻辑设备可以为上述设置部130划分存储空间的卷。但不限于此。
另一方面，本发明一实施例的设置部130还可以包括：区域设置部，为了检查内部磁盘部120的状态，对所分配的卷设置一个或多个使用区域；诊断确定部，比较使用区域和未使用区域的卷的大小，设置诊断对象；以及诊断部，对所述诊断对象周期性地进行诊断。
本发明一实施例的诊断确定部，例如比较所述区域设置部设置的使用区域和未使用区域，当使用区域大于未使用区域时，将所有区域确定为诊断对象，当使用区域小于未使用区域时，可以仅将使用区域确定为诊断对象。但不限于此。
当使用区域小于未使用区域时，例如，未使用区域的大小大于最小卷的大小时，由于在未使用区域进一步登录卷的可能性较高，因此，应事先检查未使用区域的数据，即便何时对未使用区域设置卷，也可以避免发生障碍。
在相反情况下，当使用区域大于未使用区域时，由于在未使用区域进一步登录卷的可能性较低，因此，为了快速进行数据检查和减少负载，在数据检查对象中除外未使用区域，而仅将使用中的卷的区域作为数据检查的对象。
另一方面，本发明一实施例的诊断确定部，例如，可以由服务器200的管理员来设置最小使用区域卷，并且将所述最小使用区域卷与未使用区域进行比较来确定诊断对象。但不限于此。
即，本发明一实施例的设置部130可以周期性地确定数据检查的对象区域，并且周期性地对所确定的对象区域进行数据检查。通过周期性地执行数据检查，可以减轻使用未使用区域时磁盘发生故障。
在服务器200或外部服务器300做客户端(initiator)的作用的情况下，当服务器200为客户端(initiator)时，目标端驱动器部140可为做外部服务器300的目标端(target)的作用的硬件或逻辑驱动器。即，当服务器200为客户端(initiator)时，外部服务器300的目标端驱动器部140可以为做目标端(target)的作用的硬件或逻辑驱动器。
另外，目标端驱动器部140可以包括Linux硬件、Windows硬件等。但不限于此。换而言之，目标端驱动器部140接受远程连接，并将所接收的SCSI请求传输至后述的目标端核心部150，然后将SCSI响应数据包再次发送到发到目标端核心部150的对象(设备等)。
另外，目标端驱动器部140可以被称为对象驱动器、目标端驱动器等。
根据本发明的一实施例，目标端驱动器部140实现SCSI协议，并且，可以与外部服务器300通信。例如，目标端驱动器部140接受包括做客户端(initiator)的作用的服务器200或外部服务器300的服务和作业管理请求的连接请求，并将SCSI作业请求传输至目标端(target)核心，并可以向外部服务器300传输SCSI响应数据包。
本发明一实施例的SCSI作业请求可以通过SCSI命令来实现。例如，可以包括SPC(SCSI Primary Commands)、SBC(SCSI Block Commands)、SSC(SCSI Streaming Commands)以及MMC(SCSI Multi Media Commands)。
根据本发明的一实施例，目标端会话(Target session)可以为说明通过目标端驱动器部140的客户端设备与目标端设备之间的关系的客体。例如，服务器200或外部服务器300的所有命令可以从目标端会话传输到目标端设备。出于理解目的，在如iSCSI之类的面向连接协议(connection-oriented protocol)的情况下，目标端会话可以映射到TCP连接(及iSCSI会话)。但不限于此。
本发明一实施例的目标端驱动器部140可根据服务器200管理器的控制命令将由所述设置部130分配的卷设置为存储模式或服务器模式。服务器管理器的控制命令可以为例如设置存储模式的命令，在该模式中将由设置部130分配的卷可以共享到外部服务器300的存储。另外，服务器管理器的控制命令可以是例如设置为服务器模式的命令，在该服务器模式中将所分配的卷可以用作服务器200的存储。
根据本发明一实施例的服务器模式，将在内部磁盘部120的存储中由设置部130分配的卷可以用于服务器200的OS驱动或应用程序的驱动。另外，存储模式将在服务器200的内部磁盘部120的存储中由设置部130分配的卷可以用于外部服务器300的OS驱动或应用程序的驱动。但不限于此。
另外，在所分配的卷通过目标端驱动器部140被设置为存储模式时，可以在外部服务器300的控制下访问服务器200的所分配的卷。访问可以包括例如数据的输入/输出、存储及使用。但不限于此。即，在将服务器200的所分配的卷被设置为存储模式时，可以用作外部服务器300的存储。
另一方面，本发明一实施例的目标端驱动器部140还可根据服务器200管理器的控制命令将设置部130分配的卷设置为自动模式。自动模式可以为如下模式；例如，在服务器200的可用磁盘容量较小的情况下，防止服务器200在运行应用程序时数据处理速度显著变慢，由于在小容量读取/写入数据，因此，因硬过载导致频繁发生故障的模式。
自动模式可以为如下模式；例如，在服务器200的存储可用量小于服务器200的管理器设置的设置值的情况下，将外部服务器300的存储分配给服务器200的外部服务器300的存储自动设置为存储模式，使得服务器200可以访问外部服务器300的存储的模式。
在另一实施例中，自动模式可以为如下模式；例如在外部服务器300的存储可用量小于由外部服务器300的管理器设置的设置值的情况下，将服务器200的存储分配给外部服务器300的服务器200的存储自动设置为存储模式，使得外部服务器300可以访问服务器200的存储的模式。
另外，自动模式可以为如下模式；例如，在服务器200的可用存储小于设置值的情况下，可以将服务器200的卷中的作为存储模式的卷转换为服务器模式并设置为可用存储。同时，服务器200的管理器可以设置应用自动模式的最大卷限制。
即，在自动模式下，在服务器200的可用存储小于管理器设置的设置值的情况下，将外部服务器300的存储设置为存储模式，或者将服务器200的存储模式中的卷转换为服务器模式来扩展服务器200的可用存储，从而，可以增加处理速度，并防止服务器过载。但不限于此。
目标端核心部150可根据存储模式、服务器模式及自动模式等处理SCSI命令来路由目标端驱动器部140和内部磁盘部120区间的数据。例如，目标端驱动器部140可以实现SCSI协议与客户端进行通信，并且向目标端核心部150提供本地存储区域以将服务器200实现为目标端段设备。
根据本发明的一实施例，目标端核心部150可以包括SCSI设备、块级设备、文件或独立磁盘冗余阵列(Raid)控制器。总之，目标端核心部150可以通过目标端驱动器部140将SCSI命令发送到SCSI中间层。
根据本发明的一实施例，本模块100的目标端驱动器部140例如通过呼叫目标端将对应模板注册到目标端核心部150，从而，目标端驱动器部140通过注册在目标端核心部150的模板可以确认入口点以允许访问数据。但不限于此。
NIC部160被安装在本模块100，可以经由网络连接至其他系统。显然，本发明一实施例的本模块100通过提出最低物理阶段的通信而不是服务器之间的网络，可以解决网络中的业务冲突问题。然而，例如，NIC部160不仅共享存储和资源，还可以被安装为用于连接驱动系统的OS和应用的网络的一设备。
图3是示出本发明一实施例的本模块100的驱动器与SCSI子系统之间的相互作用的图。
参照图3，本发明一实施例的外部服务器300可以通过光纤通道(Fiber Channel)等连接到HBA卡部110。外部服务器300(客户端)可以通过光纤通道将SCSI命令传输至模块的HBA卡部110，如此传输的SCSI命令被传输到目标端驱动器部140，目标端驱动器部140将由设置部130分配的卷的LUN设置的入口点注册到模板，并且，目标端核心部150可以路由目标端驱动器部140和设置部130之间的数据。
设备类型特定驱动器部170可以分析进入目标端核心部150的数据请求并确定参数，从中特定各种类型的设备并辅助目标端核心部150的数据路由。所述各种类型的设备可以为例如由设置部130分配的卷或内部磁盘部120的磁盘。但不限于此。
本发明一实施例的本模块100的设备类型特定驱动器部170可以辅助分析目标端核心部150的数据请求。另外，设备类型特定驱动器部170可以被称为Device(backend)handle driver、设备类型专用驱动器或dev处理器，但不限于此。
图4是本发明一实施例的本模块100被安装在服务器上的示例图。
参照图4，本模块100可以安装在服务器200的内部。例如，本模块100可以安装在服务器200的主板上。但不限于此。因此，本领域的技术人员可容易理解，本模块100不仅可以安装在服务器200的内部，还可以安装在外部。
图5是示出本发明一实施例的本模块100的内部结构和连接的图。
参照图5，根据本发明的一实施例，外部服务器300和本模块100例如可以通过光纤通道连接。另外，外部服务器300和本模块100可以通过光纤通道连接到SAN交换机40，并且，可以通过iSCSi连接到网络S/W41。但不限于此。
另外，参照图5，通过光纤通道和HBA卡部110的连接以及iSCSI和NIC部160的连接而连接的外部服务器300和中央处理单元42可以进行通信。中央处理单元42可以包括设置部130、目标端驱动器部140、目标端核心部150以及设备类型特定驱动器部170。
根据本发明的一实施例，内部磁盘部120可以为多个存储设备43。存储设备43可以包括例如硬盘驱动器(HDD；Hard Disk Drive)、固态驱动器(SSD；Solid State Drive)和固态混合驱动器(SSHD；Solid State Hybrid Drive)。优选地，可以为基于闪存的固态驱动器(SSD；Solid State Drive)。但不限于此。
另外，本发明一实施例的内部磁盘部120可以进一步包括独立磁盘冗余阵列(RAID)卡，以增加存储设备43的可安装的数量。
图6是用于容易说明本发明一实施例的本模块100被安装在服务器上共享块级存储和资源的图。
参照图6，根据本发明的一实施例，安装有本模块100的服务器200根据服务器管理器的控制命令，通过设置部130将内部磁盘部120的存储分配成多个卷，并可以通过目标端驱动器部140将多个卷中的一部分设置为服务器模式或存储模式。
根据本发明的一实施例，当服务器管理器发布控制命令以使用多个卷中的一部分作为服务器200的存储时，本模块100可以分配60多个卷中的一部分作为服务器200的存储。另外，当服务器管理器发出控制命令以用作外部服务器300的存储时，本模块100可以分配(61)多个卷中的一部分作为外部服务器300的存储。在向外部服务器300分配(61)的情况下，外部服务器300可根据外部服务器的控制将分配的存储用作其自己的存储。但不限于此。
具体而言，在服务器模式下，根据服务器管理器的控制命令，由设置部130分配成多个的卷由目标端核心部150路由到目标端驱动器部140，从而，外部服务器300可以通过HBA卡部110来利用存储。
在存储模式的情况下，根据服务器管理器的控制命令，由设置部130分配成多个的卷由目标端核心部150路由OS驱动器，从而，可以向服务器200提供存储。但不限于此。
图7是本发明一实施例的本模块100被安装在服务器上以改变服务器的模式或控制卷的示例性概念图。
参照图7，逻辑卷管理器(LVM)70可以发出有效地管理服务器管理器的控制命令，以将服务器的存储分配成多个卷或改变所分配的卷的模式等的控制命令。例如，可以确认对外部服务器300共享存储的服务器模式的激活状态的结构71，在启动(Enabled)情况下可为服务器模式，在禁用(Disabled)情况下可为可用作服务器200的存储的存储模式。但不限定于此，本图是本发明的一实施例的示例图。
另外，逻辑卷管理器(LVM)70可以根据服务器管理器的控制命令对由设置部130分配的多个卷进行LUN设置。具体而言，根据服务器管理器的控制命令，使设置部130可以进行LUN设置。LUN是对本领域的技术人员来说是明确的，因此，省略详细说明。
根据本发明的一实施例，本模块100可以为安装在服务器上的单一平台。因此，降低了复杂性，易于维护，并且，可根据需要，将独立磁盘冗余阵列(RAID)卡安装在内部磁盘部120上来附加具备存储设备43进行扩展。另外，具有可以基于后述的架构无需关闭服务器200可以增加存储设备43的效果。
另外，由于本模块100包括内部磁盘部120，因此，除了块级主机之外，还可以利用所连接的其他的SAN交换机或网络交换机与其他系统相连接。
另外，本模块100被安装在服务器上，提供基本的计算能力，通过与所需的CPU仅共享资源，实际磁盘IO通过HBA卡部110以块级别存储在内部磁盘部120的存储空间中。即，可以混合使用基本的块级扩张性和计算能力。但不限于此。
另外，本发明一实施例的本模块100，例如被安装在服务器上，基本上可以驱动服务器内部的自己设备，并通过与外部服务器或系统共享备用存储，可以有效地利用存储。
根据本发明的一实施例，安装有本模块100的服务器200的架构，首先可以在其自身系统中的插入式闪存驱动器启动，然后，所有构成(二进制、文件、目录等)都可以在启动时加载到内存中。另外，若闪存驱动器发生故障，则系统继续正常运行直到可以处理(更换)发生故障的闪存驱动器为止。
此外，使用系统所需的结构、文件及设置与文件系统自动同步，在关机和重新启动时，或者文件系统和磁盘大小日志可以保存在自己的闪存驱动器中。
另外，可以启动其引导加载程序，并可以加载自动块级存储内核。然后，初始化临时文件系统(RAM)之后，将根映像提取到新创建的临时文件系统中。接着，存储控制器控制传递到客户端内核，并可以执行rc/init脚本(Script)。但不限于此。
根据本发明的一实施例，利用本模块100的服务器系统可以为基本上支持SAN(提供块存储的服务器)块的系统。即，是可以将所有服务器转换为SAN系统的软件，这种方式可以称为基于软件的存储。但不限于此。
另外，安装有本模块100的服务器200不需要特殊的硬件，配备有OS，可以驱动应用，并且可以与其他OS存储分层结合。
图8是本发明一实施例的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的使用定义框图。
参照图8可以了解服务器200或外部服务器300，即，根据客户端所请求的作业命令的目标端驱动器部140、目标端核心部150以及设置部130之间的处理。但这些只是示例，不限于此。
利用根据本发明的一实施例的本模块100的服务器之间的共享系统包括第一服务器部和第二服务器部，在所述第一服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，在所述第二服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，所述第一服务器部和所述第二服务器部中Tx和Rx相互连接，可根据管理器的控制命令将所述第一服务器部或所述第二服务器部管理器的可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
图9是本发明一实施例的利用本模块100的服务器之间以环形连接共享存储的系统的示意性结构图。
参照图9，根据本发明的一实施例，利用本模块100的服务器之间以环形连接而共享存储的系统，包括第一服务器部、第二服务器部以及多个服务器部，在所述第一服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，在所述第二服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，每个服务器部之间的Tx和Rx互相以环形连接，根据管理器的控制命令将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。图9举例示出了三个服务器部，但是，本领域的技术人员应理解可以连接多个服务器部。
另外，每个服务器部之间的Tx和Rx互相以环形连接是，例如，共有三个服务器部，分别称为第一服务器部、第二服务器部以及第三服务器部时，可以连接第一服务器部的Tx端和第二服务器部的Rx端，可以连接第二服务器部的Tx端和第三服务器部的Rx端，并且可以连接第三服务器部的Tx端和第一服务器部的Rx端。
这种情况下，在没有网络连接的情况下第一服务器部可以访问第三服务器部的存储。同样，存在多个服务器部的情况下也可以适用。
图10是通过本发明一实施例的利用本模块100的服务器之间的SAN交换机相连接而共享存储的系统的示意性结构图。
参照图10，通过利用根据本发明的一实施例的本模块100的服务器之间的SAN交换机相连接而共享存储的系统包括多个服务器部，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上并共享块级存储和资源的模块，每个服务器部通过光纤通道连接到SAN交换机40，可根据管理器的控制命令，将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
即，当安装有本发明的一实施例的以环形连接的本模块100的服务器的数量变多时，可以利用SAN交换机40共享更多的服务器部之间的存储。但不限于此。
SAN交换机40是对本领域的技术人员来说显而易见的技术，因此，省略其详细说明。
本发明的以上说明是例示性的，本发明所属技术领域的普通技术人员应理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下可容易变形实施为其他的具体形态。因此，以上所述的述实施例是在所有方面都是例示性的，而不是限制性的。例如，描述为单一形态的每个构成要素可以分散实施，类似地，描述为分散形态的构成要素也可以以组合形式实施。
本发明的范围由权利要求范围而决定而不是发明的内容来决定，并且应解释为从权利要求范围的含义和范围及其等同概念得出的所有变更或变形的形态均包括在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，包括：
HBA卡部，用于与外部服务器连接；
内部磁盘部，安装有多个内部磁盘，并具备服务器内部的存储空间；
设置部，根据服务器管理器的控制命令将所述内部磁盘部的所述存储空间的存储分配成多个卷；
目标端驱动器部，实现SCSI协议，与连接于所述HBA卡部的外部服务器通信，并根据所述服务器管理器的控制命令将所述卷设置为存储模式或服务器模式；以及
目标端核心部，根据所述存储模式或服务器模式处理SCSI命令来路由所述内部磁盘部和所述目标端驱动器部的数据，
所述存储模式是根据服务器管理器的控制命令能够用作所述外部服务器的存储的模式，
所述服务器模式是能够用作服务器内部的存储的模式，
所述目标端驱动器部能够根据所述服务器管理器的控制命令将所述卷从所述服务器模式变更为存储模式使得在所述外部服务器的控制下能够访问数据。
2.根据权利要求1所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，
所述目标端驱动器部，能够根据外部服务器管理器的控制命令将所述卷从所述服务器模式变更为存储模式，使得在所述外部服务器的控制下能够访问数据，
能够根据所述外部服务器管理器的控制命令变更为服务器模式。
3.根据权利要求1所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，
所述设置部，在块级别卷分配以SCSI方式指定的所述内部磁盘部的容量，并对已分配的卷设置LUN。
4.根据权利要求1所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，
所述内部磁盘部还具有独立磁盘冗余阵列卡，以增加内部磁盘的可安装的数量。
5.根据权利要求4所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，
所述HBA卡与外部服务器之间的传输协议是光纤通道目标、无限带宽目标、互联网SCSI目标、硬件以太网光纤通道目标、TCP上的iSCSI、IP、无限带宽上的SRP、无限带宽上的iSER、RoCE、iWARP以及软件以太网光纤通道目标中的一种。
6.根据权利要求5所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，还包括用于与其他系统网络连接的NIC部。
7.根据权利要求6所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，还包括分析数据请求，确定参数以特定设备类型来帮助数据处理的设备类型特定驱动器部。
8.根据权利要求7所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，所述目标端核心部是SCSI设备、块设备、文件以及独立磁盘冗余阵列控制器中的一个。
9.根据权利要求1所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，所述目标端驱动器部还能根据所述服务器管理器的控制命令而将所述卷设置为自动模式，
所述自动模式根据所述服务器或所述外部服务器的可用存储将所述卷设置为存储模式或服务器模式。
10.根据权利要求1所述的安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，其中，所述设置部，还包括：
区域设置部，设置存储的使用区域；
诊断确定部，当使用区域小于未使用区域时，仅将使用区域确定为诊断对象，当使用区域大于未使用区域时，都确定为诊断对象；以及诊断部，对所述诊断对象周期性地进行诊断。
11.一种利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统，其中，包括：
第一服务器部，安装有被安装在服务器上，共享块级存储和资源的模块；以及
第二服务器部，安装有被安装在服务器上，共享块级存储和资源的模块，
所述第一服务器部和所述第二服务器部的Tx和Rx相互连接，
根据管理器的控制命令，将所述第一服务器部或所述第二服务器部的可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
12.根据权利要求11所述的利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统，其中，还包括多个服务器部，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上，共享块级存储和资源的模块，
每个服务器部之间的Tx和Rx以环形相连接，根据管理器的控制命令将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
13.一种利用安装在服务器上共享块级存储和资源的模块的服务器之间的共享系统，其中，包括多个服务器部，在所述多个服务器部安装有被安装在服务器上共享块级存储和资源的模块，
每个服务器部通过光纤通道连接到SAN交换机，并根据管理器的控制命令将可用存储卷分配给其他服务器部的可用存储。
CN202011215635.5A 2020-04-03 2020-11-04 安装在服务器上共享块级存储和资源的模块 Pending CN113495691A (zh)

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