CN115053210A - 通过提供的url的启动卷的自动填充 - Google Patents

Abstract

存储系统(400)包括存储处理器(420‑1)，诸如，位于主机服务器(410‑1)中并耦合到存储设备(450‑1)的存储卡。存储处理器(420‑1)可以被配置为创建虚拟卷(428‑1)，存储根据从与虚拟卷(428‑1)对应的URL存储下载的映像(492)得到的内容，并将虚拟卷(428‑1)作为启动LUN提交给主机服务器。管理基础设施(480)可以被用于创建与不同存储系统特性对应的映像(492、494)的库(490)，以及被用于选择将哪个URL提供给存储处理器(420‑1)。

Description

通过提供的URL的启动卷的自动填充

背景技术

启动卷(boot volume)是指包含用于诸如服务器之类的计算机系统的操作系统的存储卷，例如，硬盘驱动器的一部分。通常，在开机或启动时，计算机系统需要在正常运行所需的许多服务就绪之前在过程早期访问和使用启动卷。如今，服务器可以从本地驱动器上提供的卷、RAID卡上提供的启动卷或外部存储装置(即，SAN、AFA、NVMeoF等)上提供的启动卷启动。

计算机系统通常需要用包括启动卷上提供的操作系统的最新软件来设置和维护，并且提供存储服务的服务器需要用与所连接的存储系统和可能是组合存储平台的一部分的其他服务器相关的信息来设置。当设置包含多个服务器的新系统时，必须用正确地配置的软件填充系统，从而服务器可以启动。如果必须手动完成设置，则为存储系统(尤其是采用多个服务器的存储系统)提供正确地配置的软件可能是冗长的过程。例如，每个新的主机服务器可能需要最初在可移除介质或网络提供的映像上启动，然后手动安装或复制软件。

附图说明

图1是说明根据本公开的一个示例的包括存储平台的整体架构的框图。

图2是根据本公开的示例的用于初始化存储处理单元和相关联的存储装置并且特别地为服务器提供启动卷的过程的流程图。

图3是根据本公开的示例的用于更新或更换存储平台中的启动卷的过程的流程图。

图4-1和图4-2是示出根据本公开的一个示例的提供一触式(one-touch)服务器更新和安装的存储平台的框图。

附图出于解释目的说明了示例，而非发明自身。在不同附图中使用相同的附图标记指示相似或相同的项。

具体实施方式

根据本公开的方面，用于存储平台的连接到网络的管理基础设施可以提供映像以在存储平台中自动填充一个或多个启动卷。因此，该映像只需要配置一次，其后就可以以最小工作量被应用于新的主机服务器。此特征可以应用映像而无需单独地启动新主机，从而节省时间和手动工作量。

根据本公开的另一方面，云定义的存储提供了在提供服务器所提供的存储时创建和提供服务器的启动卷的能力。使用在本文中有时被称为容器(pod)模板的模板的基于云的管理基础设施可以限定作为容器创建的一部分而创建和填充的启动卷，而无需来自存储平台的用户的任何进一步的动作。

存储平台可以包括由一个或多个主机服务器提供的数据平面，该一个或多个主机服务器包含存储卡，有时被称为存储处理单元(SPU)，其连接到和控制存储设备。存储平台具体可以采用协同工作提供存储服务的多个存储卡，以及这些一起工作的存储卡在本文中有时被称为容器。存储卡的容器通常需要根据存储平台的要求和所需特性以及可用的服务器和存储硬件进行设置和初始化。容器是可扩展的，并且能够随着存储平台的存储需求的变化而实际地添加任何数量的服务器、存储卡或存储设备。在对将成为存储平台一部分的存储卡进行初始化之前，可以为存储平台提供控制平面的管理基础设施可以选择用于该存储卡的模板。例如，所选模板可以与先前用于已经在新存储卡正在加入的容器中的主机服务器和存储卡的模板相同。或者，如果正在创建新的容器，则可以在用户(例如，使用存储平台的企业的代表)指定存储平台的要求或特性时选择模板。例如，模板可以指定应该存在什么大小的启动卷，并且可以标识用于提供启动卷的统一资源定位符(URL)。该URL可以预先配置为返回可启动的映像，该可启动的映像可以可选地被压缩。(未压缩的)映像可能具有用于托管存储卡的服务器的已经设置的软件。

图1是根据本公开的一个示例的包括存储平台100的框图。存储平台100包括用户硬件，该用户硬件包括在本文中被统称为(一个或多个)主机服务器110的一个或多个主机服务器110-1到110-n。每个主机服务器110可以是常规的计算机或包括中央处理单元(CPU)、存储器以及用于连接到内部设备或外部设备的接口的其他计算系统。在本文中被统称为(一个或多个)存储处理单元(SPU)120的一个或多个SPU 120-1到120-m被安装在主机服务器110中。通常，存储平台100可以包括一个或多个主机服务器110，其中每个服务器110托管一个或多个SPU 120。最小配置可以包括单个主机服务器110，一个或多个SPU 120位于该单个主机服务器110中。为了提高冗余，存储平台100可以包括至少两个主机服务器110和具有附加后端存储装置的至少两个存储处理单元120，但是更通常地，包含任意数量的主机服务器110和任何数量的SPU 120的无限数量的不同配置是可能的。通常，存储平台100能够通过添加更多的具有附加后端存储装置的SPU 120来扩展。

每个SPU 120可以通过虚拟卷或逻辑单元号(LUN)122向主机服务器110和客户端162或172提供存储服务。图1具体示出了SPU 120-1提供与一组虚拟卷122a到122b和122c到122d相关的存储服务，并且示出了SPU 120m提供与虚拟卷122w到122x和122y到122z相关的存储服务。SPU 120-1有时被称为“拥有”卷122a到122b和122c到122d，因为SPU 120-1一般负责完成针对卷122a到122b和122c到122d中的任何一个的IO请求。类似地，SPU 120-m可以是卷122-w到122-x和122y到122z的拥有者，因为SPU 120-m一般负责执行针对卷122y到122z中的任何一个的IO请求。图1中的虚拟卷(例如，卷122a到122b、122c到122d、122w到122x和122y到122z)在本文中被统称为(一个或多个)虚拟卷122。每个卷122可以是“镜像”卷，其中每个镜像卷具有保存在存储平台100中某处的备份卷124。图1中，SPU 120-1维护备份卷124w到124x，该备份卷124w到124x复制SPU 120-m所拥有的镜像卷122w到122x，并且SPU 120-m维护备份卷124a到124b，该备份卷124a到124b复制SPU 120-1所拥有的虚拟卷122a到122b。图1的一个或多个备份卷124a到124b和124w到124x在本文中被统称为(一个或多个)备份卷124。如下文进一步描述的，备份卷124可以是作为相应主卷122的副本的虚拟卷。卷122c到122d和122y到122z是“未镜像的”，意味着卷122c到122d和122y到122z没有相关联的备份卷。

SPU120还可以维护一个或多个卷122或备份卷124的快照126，并且可以提供不可用于共享数据存储的卷128。每个快照126对应于卷122或124在与快照126对应的时间的数据。卷128可以包括仅由主机服务器110使用的卷，例如，如下文进一步描述的启动LUN。

每个SPU 120控制后端存储装置150，例如，存储装置150-1到150-m，以存储与SPU120所拥有的虚拟卷122对应的以及用于SPU 120所维护的备份卷124、快照128和非共享卷128的数据。在图1的示例中，SPU 120-1操作存储装置150-1以存储与主卷122a到122b和122c到122d、备份卷124w到124x以及任何快照126或非共享卷128相关联的数据。SPU 120-m操作存储装置150-m以存储与主卷122w到122x和122y到122z、备份卷124a到124b以及任何快照126或非共享卷128关联的数据。存储装置150可以被安装在与关联的SPU 120相同的主机服务器110中，包括直接连接到其相关联的SPU 120或主机110的一个或多个外部存储设备，或者包括连接到网络的存储装置150-n。存储装置150可以采用例如硬盘驱动器、固态驱动器或数据可以被物理地存储在其中其他非易失性存储设备或介质，并且存储装置150特别地可以具有独立磁盘冗余阵列(RAID)5或6配置以实现性能和冗余。

每个SPU 120可以被安装在其相关联的主机服务器110的机箱中并完全位于该机箱中。每个SPU 120可以例如利用卡(例如，PCI-e卡)或者具有插入到标准外围接口(例如，主机服务器110中的PCI总线)中的插槽中的连接器或触点的印刷电路板来实现。每个SPU120还可以是或包括设备(例如，电路板、多个电路板、SoC或ASIC)。具体而言，每个SPU 120可以通过IO互连连接到其主机服务器110，该IO互连可以是PCI-e总线、QuickPath互连(QPI)或等效的前端总线或Gen-Z总线。图1示出了本公开的示例实施方式，其中每个SPU120包括主机接口138，该主机接口138被适配或配置用于连接到主机服务器110。主机接口138一般处于主机的电力、控制和/或枚举下，但SPU 120的其他核心功能(例如，存储器130、处理系统140和通信模块148)可以与主机服务器110隔离并连接到备用电源单元146，该备用电源单元146提供备用电源以继续SPU 120的至少一些操作而无论其主机110的状态如何，例如，主机服务器110的跨主机固件升级、重置和重启。SPU 120的独立核心功能可以被实现为插卡(add-in card)、夹层卡(mezzanine card)或内置移动板(MB)设备。夹层卡(也被称为“子板(daugherboard)”)可以是VMEbus卡、CompactPCI卡或PCI卡，其插入到形成或包括SPU 120的其他部分的板中。

每个SPU 120包括存储器130和处理系统140，其可以是SPU 120的隔离核心的部分并且被配置和用于提供SPU 120的IO服务。如下文进一步描述的，处理系统140可以包括一个或多个处理器来执行软件或固件以实现IO处理器142和维护模块144。IO处理器142可以用于处理I/O请求，诸如对SPU 120所拥有的主卷122的读取和写入。具体而言，IO处理器142可以执行单程存储处理，例如包括自动地对进入SPU 120的数据在单程中的用于去重、压缩、加密的哈希计算。维护模块144可以执行诸如垃圾收集之类的操作，以确保相关联的物理存储装置150和SPU 120的其他资源被有效地使用和维护。在每个SPU 120的正常操作期间，存储器130和处理系统140可以使用相关联的主机服务器110提供的电力并且可以使用服务器提供的冷却，但是在主机故障的情况下，存储器130和处理系统140可以在其主机服务器110不提供电力时(例如，在主机服务器110掉电或以其他方式断电之后)接收来自其备用电源单元146的电力以在一段时间内操作SPU 120。具体而言，处理系统140继续操作和执行固件，并且存储器130在主机服务器110断电之后的至少某段时间内仍可访问处理系统140，该存储器130可以包含或操作非易失性存储装置，诸如非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)、相变存储器(PCM)或高耐久性闪存设备。备用电源单元146可以进一步向通信模块148提供电力，以使得处理系统140能够与其他SPU 120和/或使用网络通信的其他设备进行通信。如下文进一步描述的，SPU 120因此可以在其主机意外地电力循环或断电时执行限制电力过程或安全断电过程。

多个SPU 120(例如，图1中的SPU 120-1到120-m)可以使用高速数据链路166(例如，一个或多个并行25GB/s以太网链路)连接在一起，以形成用于SPU 120的容器的数据网络。数据链路166可以具体形成高速数据网络，其直接连接容器中的SPU 120并且独立于连接主机服务器110和客户端162的专用网络160。

每个SPU 120还可以采用链路168来连接到本地的专用网络160并且通过本地网络160和防火墙164连接到公用或广域网络170，例如，互联网。在存储平台100的一些实施方式中，客户端站162可以通过主机110或通过链路168进行通信以从SPU 120请求存储服务。每个客户端站162可以是包括处理器、存储器和用于执行适于通过本地网络160进行通信的用户界面的软件或固件的计算机。客户端站162通常可以是需要存储平台100所提供的存储服务的存储客户端。图1进一步示出了本地网络160可以提供通过防火墙164到网络170(例如，互联网)的连接，从而SPU 120可以例如通过基于云的管理基础设施180而远程访问，这将在下文进一步描述。另外，也可以是存储客户端的一些客户端172可以通过公用网络170连接以接收来自存储平台100的存储服务。

基于云的管理基础设施180可以包括远程定位的计算机或服务器，例如，以减轻企业操作存储平台100上的存储管理的负担或允许诸如SPU 120的制造商之类的专家进行存储管理。管理基础设施180可以用于管理SPU 120，例如用以配置SPU 120，监视存储平台100的性能，或提供分析服务。具体而言，管理基础设施180可以配置每个SPU 120以创建SPU120所拥有的虚拟卷122或填充卷128(例如，启动卷)的内容。

图2是用于初始化存储卡(例如，图1的存储平台100中的SPU 120之一)的过程200的流程图。在过程块210中，选择用于存储卡的模板。可以基于可用的硬件(例如，连接到存储卡的主机和后端存储设备)以及基于操作将包括存储卡的存储平台的企业的存储需求来选择和构建模板。当存储卡被初始化时，在过程块220中，管理系统(例如，图1的基于云的管理基础设施180)将基于选定的模板的配置数据或指令发送到存储卡。如上所述，无论主机是否已完全启动，存储卡可以具有能够接收配置数据的通信接口。在过程块230中，基于配置数据或指令，存储卡创建具有由配置数据或指令指定的大小的卷。创建的卷可以包括主存储卷(例如，卷122)和启动LUN(例如，主机服务器110将用作启动卷的非共享卷128)。

在过程块240中，存储卡尝试下载启动LUN的内容。例如，在过程块220期间发送的配置数据可以向存储卡提供链接到启动LUN的期望内容的映像的URL，并且存储卡尝试连接到给定的URL并下载该映像。过程块240可以包括存储卡读取内容的所报告的大小并且如果所报告的大小超过启动LUN的卷大小则返回错误。如果内容大小和卷大小匹配，则存储卡继续下载。下载可以作为后台任务执行，并且存储卡可以继续进行其他操作，诸如创建其他卷(例如卷122)，以用于在下载映像的同时进行数据存储。在过程块250中，存储卡使用所下载的映像来用内容填充启动LUN。具体地，如果存储卡检测到检索到的数据是用公认的算法(诸如gzip、bzip2或xz)压缩的，则存储卡对数据进行解压，然后将经解压的数据写入启动卷。当下载完成并且启动LUN包含由模板标识的内容时，存储卡可能会将卷提交为SCSI LUN0，从而允许卡的主机服务器从卷启动。

类似的过程可以允许管理基础设施和存储卡更换或更新现有虚拟机的启动卷。例如，图3是用于更新启动LUN的过程300的流程图。在过程块310中，确定需要更新的管理基础设施命令存储卡创建新卷并向存储卡提供到新映像的URL。在过程块320中，存储卡创建具有指令中指示的大小的卷，并且在过程块330中，从提供的URL下载新映像。在过程块340中，存储卡将映像解压(在需要的情况下)或以其他方式使用映像来提供存储卡存储到新卷上的内容。在过程块350中，一旦新卷就绪，存储卡就将新卷提交为主机的启动LUN，从而在检测到主机重新启动时通过指向新卷来自动更换先前启动LUN。

图4-1图示了可以采用如上所述的基于云的配置或更新过程的存储平台400。作为示例，存储平台400最初具有由包括两个主机410-1和410-2的容器提供的数据平面，该主机410-1和410-2分别包含SPU 420-1和420-2以及相应的后端存储装置450-1和450-2。在一种实施方式中，主机410-1和410-2、SPU 420-1和420-2以及后端存储设备450-1和450-2可以与上面参照图1描述的主机服务器110、SPU 120和存储装置150相似或相同。每个SPU 420-1或420-2拥有零个、一个或多个共享或非共享虚拟卷422，并维护零个、一个或多个共享备份虚拟卷424。SPU 420-1和420-2还提供被配置为分别用于主机410-1和410-2的启动LUN的虚拟卷428-1和428-2。具体而言，主机410-1能够使用卷428-1作为启动驱动。类似地，主机410-2能够使用卷428-2作为启动驱动。启动LUN 428-1和428-2通常不需要或不具有备份卷，并且启动LUN 428-1和428-2不需要是共享的(并且通常是非共享的)。具体而言，启动LUN 428-1和428-2可以是只能由相应的主机410-1和410-1从相应的SPU 420-1和420-2访问的卷。

图4-1进一步说明了包括存储映像库490的计算机系统的管理基础设施480。在一个实施方式中，管理基础设施480可以是与图1的基于云的管理基础设施180相似或相同的远程系统，并且可以通过包括互联网的网络与存储平台400通信。或者，管理基础设施480可以直接连接到还与SPU 420-1和420-2连接的本地或专用网络(未示出)。管理基础设施480中的映像库490包含启动LUN映像492和494，该启动LUN映像492和494可以由相应的URL标识并使用相应的URL访问。存储平台400的一个特征，管理基础设施480的管理者或其他用户可以创建启动LUN映像492或494并且指示SPU(例如，SPU 420-1和420-2)从指定的映像492或494填充它们所拥有的启动LUN(例如，启动LUN 428-1和428-2)。例如，运行特定操作系统(例如，特定版本的Linux或Microsoft

)的所有主机的SPU可被指示通过从映像库490复制与其主机使用的特定操作系统对应的映像来预填充其启动LUN。在图4-1的实施方式中，SPU 420-1可以将可以用于运行特定版本Microsoft

的主机的映像492复制到启动LUN 428-1，以及SPU 420-2可以将可以用于运行特定版本的Linux的主机的映像494复制到启动LUN 428-2。只有连接到SPU 420-1的主机410-1看到卷428-1或使用卷428-1作为启动卷。类似地，SPU 420-2使用映像494预填充启动LUN 428-2，并且只有连接到SPU 420-2的主机410-2看到或使用卷428-2。

存储平台400是可进一步扩展的，并且可以通过添加另一个主机服务器来增加其存储容量，并且图4-2示出了在添加包含与存储设备450-3连接的SPU 420-3的新主机服务器410-3之后的存储平台400。当SPU 420-3被添加到包括SPU 420-1和420-2的容器时，主机服务器410-3需要包含适合主机410-3的功能的操作系统的软件。为了将主机410-3和SPU420-3添加到容器，管理基础设施480可以向SPU 420-3提供用于映像494的URL，该映像494已被配置用于容器中的SPU和主机，即，用于SPU 420-2和主机410-2。在SPU 420-3的初始起动时，SPU 420-3从提供的URL下载映像494，在必要的情况下将数据解压，并创建启动LUN428-3。一旦启动LUN 428-3就绪，主机服务器410-3可以从LUN 423-3启动，使得主机410-3和SPU-3被配置为作为存储平台400的一部分操作，并且特别是SPU 420-3使得新卷可以可用于存储服务。

这里公开的每个模块可以包括例如包含用于实现本文描述的功能的电子电路系统的硬件设备。附加地或作为替代，每个模块可以部分地或完全地通过处理器执行机器可读存储介质上编码的指令来实现。

一些上述系统和方法的全部或部分可以在计算机可读介质中实现，该计算机可读介质例如是包含指令的非瞬态介质，诸如，光盘或磁盘、存储卡或其他固态存储装置，计算设备可以执行这些指令以执行本文描述的特定过程。这样的介质还可以是或被包含在服务器或连接到提供数据和可执行指令的下载的诸如互联网之类的网络的其他设备中。

尽管已经公开了特定的实施方式，但是这些实施方式仅仅是示例并且不应被视为限制。所公开的实施方式的各种修改和特征组合在所附权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种存储系统，包括：

存储设备；以及

位于主机服务器中并连接到所述存储设备的存储处理器，所述存储处理器包括网络接口并被配置为访问统一资源定位符(URL)，其中，所述存储处理器还被配置为：

创建虚拟卷；

从URL下载映像；

将源自所述映像的内容存储在所述存储设备中，所述内容被写入到所述虚拟卷上；以及

向所述主机服务器提交所述虚拟卷作为用于所述主机服务器的启动LUN。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络接口通过互联网访问所述URL。

3.根据权利要求1所述的存储系统，其中，管理基础设施在所述URL处创建所述映像。

4.根据权利要求3所述的存储系统，其中，所述管理基础设施通过所述存储处理器的网络接口将配置指令传送到所述存储处理器，所述配置指令包括所述URL。

5.根据权利要求4所述的存储系统，其中，所述管理基础设施从多个URL当中选择与主机运行的操作系统对应的所述URL，所述多个URL对应于多个不同的操作系统。

6.根据权利要求4所述的存储系统，其中，所述管理基础设施基于针对包括所述存储系统的存储平台选择的模板来选择所述URL。

7.一种方法，所述方法包括操作位于主机服务器中并连接到存储设备的存储处理器，使得所述存储处理器执行第一过程，所述第一过程包括：

接收统一资源定位符(URL)；

创建通过所述存储处理器提供的虚拟卷；

从URL下载映像；

将源自所述映像的内容存储在连接的存储设备中，所述内容被写入到所述虚拟卷上；以及

向所述主机服务器提交所述虚拟卷作为用于所述主机服务器的启动LUN。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括远离所述主机服务器的管理基础设施执行第二过程，所述第二过程包括：

选择用于所述存储处理器的所述URL；

将所述URL传送到所述存储处理器；以及

维护所述URL处的所述映像。

9.根据权利要求8所述的过程，其中，选择所述URL包括从分别与所述管理基础设施维护的多个映像相关联的多个URL当中进行选择。

10.根据权利要求9所述的过程，其中，所述多个映像包括分别用于不同操作系统的映像。

11.根据权利要求9所述的过程，其中，所述多个映像包括与不同存储模板相关联的映像。

12.根据权利要求11所述的过程，还包括基于包括所述存储处理器的存储平台的特性来选择存储模板，其中，选定的URL与选定的存储模板相关联。

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