CN1805328A

CN1805328A - 在iSCSI中实现错误返回的系统及其方法

Info

Publication number: CN1805328A
Application number: CN 200510004310
Authority: CN
Inventors: 宋建福; 刘文涵; 李卓印
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: CN100438396C

Abstract

一种在因特网小计算机系统接口，以下均简称iSCSI(internet SCSI)，中实现错误返回的系统及其方法，利用在目标设备(Target Machine)内的iSCSI模块(module)中，建立一虚拟SCSI磁盘装置(Virtual SCSI disk driver)，当启动设备(Initiator Machine)端发出命令至目标设备端后，能够不必通过文件系统(filesystem)传送到SCSI layer，即可快速辨识命令的正确性，并立即将错误命令信息回传给启动设备。

Description

在iSCSI中实现错误返回的系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种返回错误信息的系统及其方法，特别是指应用在储存网络上，通过在目标设备内建立一虚拟SCSI磁盘装置，可直接返回错误命令信息的系统及其方法。

背景技术

储存网络是特指连结储存设备与服务器的网络，由于储存网络是以网络串联储存设备，故其较RAID及SCSI等将服务器与储存设备直接连结的技术，除了具有高速传输能力，也不会因服务器本身而限制储存设备的扩充与备份，扩充性与可靠性佳。目前Fiber Channel是最为常用的储存网络的连结技术的代表。

另一个新兴起的储存网络技术，则是刚完成标准制定的iSCSI(internetSCSI)传输协议。此传输协议主要的功能是将SCSI的命令及数据，通过iSCSI的协议数据单元(PDU，Protocol Data Units)在目前发展已非常成熟的IP网络上传送，借由iSCSI协议，将使IP网络亦可成为储存网络。以IP网络作为储存网络时的最大优点是，对使用者而言，其只需将其服务器及储存设备换成iSCSI接口，使用原有的IP网络的交换设备，就可建置出价廉物美的储存网络，而且使用上好像它们是″直接存取装置″一样。iSCSI可以实现在IP网络上营运SCSI协议，使其能够在高速千兆Ethernet上进行路由选择。

iSCSI传输协议为互联网工程任务组织(IETF，Internet Engineering TaskForce)所制定的标准，定义了启动设备(Initiator Machine)，也就是发出存取数据要求的一方，通常为服务器端或使用者计算机，及目标设备(TargetMachine)，也就是接收并响应要求的一方，通常为储存设备端，两者之间的传输方式，包括了有两者之间的传送的iSCSI PDU的格式，Session的建立及终止，以及SCSI Task的开始及结束。

对传统SCSI而言，iSCSI协议是架构在TCP/IP协议之上，而再往上则是与SCSI接口相接，因此不必再受限于SCSI的最远距离只能到25公尺，只要有网络的地方即可建构，由于是采取SCSI的接口方式来传送命令，而执行一个SCSI命令只能有2种结果：正确或错误。启动设备把命令传递给目标设备后，会一直等待命令的执行结果。若是执行错误，目标设备必须返回错误信息给启动设备，才能保证启动设备能够正常运行。

请参照图1，此为iSCSI传递SCSI命令的过程示意图。当启动设备端270从SCSI层100发出一格式为命令描述块(CDB，Command DescriptorBlock)的命令101到iSCSI层110，iSCSI层110则再包上一层协议数据单元111，最后再加上TCP/IP标头(header)，成为一IP封包后，才能传送到因特网上到达目标设备端280。

而当目标设备端280自TCP/IP网络120上接收到此封包后，先由网络层将TCP/IP标头解除后，传到iSCSI层110将PDU111的标头去除后，最后才将命令描述块格式数据101传到SCSI层100。由于从目标设备端280所返回的错误信息必须包含在IP封包中，但是如果目标设备端280在协议数据单元的标头中加入错误信息，则在启动设备端270的分层拆解过程将导致错误信息到SCSI层100丢失，如此一来，启动设备端270的SCSI磁盘装置将得不到命令执行的结果，以至于导致启动设备端270与目标设备端280的操作异常，甚至于造成系统停止运作的危险。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种在iSCSI中实现错误返回的系统，其在目标设备内的iSCSI模块中就能够把错误信息处理完，并返回给启动设备端的SCSI层，以解决现有技术中的上述问题，正确的处理错误信息，保证错误能够返回到启动设备端的SCSI层。

为达到上述目的，本发明一种在iSCSI中实现错误返回的系统，对于原本iSCSI系统中一启动设备端所传送出去的一IP封包，需经由一目标设备内一iSCSI层将其协议数据单元拆解后，再由一SCSI层解读剩余的SCSI命令描述块格式数据及命令，并于一SCSI磁盘装置中执行，其特征在于该系统还包含：一虚拟SCSI磁盘装置，当该目标设备内包含一LVM/RAID装置时，可以在该iSCSI模块中就判别出一个以上错误命令，并立即反馈给该启动设备端，使每个SCSI命令都能够得到实时的确认，避免信息的丢失，以利将该IP封包重送。

该虚拟SCSI磁盘装置可以解读多个SCSI命令描述块的多个命令信息。

该虚拟SCSI磁盘装置可将错误信息加入各该SCSI命令描述块中。

该启动设备端的SCSI层可解读由该虚拟SCSI磁盘装置所加入错误信息的各该SCSI命令描述块。

该虚拟SCSI磁盘装置检查SCSI命令描述块的各该命令信息无误后，则仍可将各该命令信息交由SCSI磁盘装置来执行。

本发明还提供一种在iSCSI中实现错误返回的方法，该方法包含下列步骤：接收一启动设备端发出的IP封包；去除一协议数据单元及一SCSI命令描述块的标头；自该SCSI命令描述块中取出多个SCSI命令的设备信息；当该设备信息正常时，将该SCSI命令描述块信息传给一文件系统；当发现该设备信息错误时，在该SCSI命令描述块中加入一个以上的错误处理信息；及处理完毕后，向该启动设备端发送确认信息。

该设备信息为一SCSI磁盘装置执行的命令。

该启动设备端接收到该错误信息回复时，可立即将该SCSI命令重送。

该虚拟SCSI磁盘装置可判读SCSI磁盘装置的READ CAPACITY(10)、MODE SENSE(6)、REPORT LUNS、INQUIRY、TEST UNIT READY、VERIFY(10)、READ(10)、WRITE(10)等命令。

也就是说，本发明提供一种在iSCSI中实现错误返回的系统，其特征在于：于目标设备的iSCSI层除原有的iSCSI模块外，还包含一虚拟SCSI磁盘装置(Virtual SCSI disk driver)，使处于iSCSI层的iSCSI协议，不需传送到SCSI层即能准确的把SCSI命令的错误执行结果反馈给启动设备，使每个SCSI命令都能够得到实时的确认，避免信息的丢失，从而达到目标设备端与启动设备端的信息互通，最后保证了目标设备端与启动设备端能维持稳定运作的目的。

至于在iSCSI中实现错误返回的方法上，则包含下列步骤：首先，在目标设备端接收启动设备发出的IP封包；接着，去除协议数据单元及命令描述块的标头；然后，自命令描述块中取出SCSI的命令；判断内含的设备信息是否正常？如果不是，则在命令描述块中加入错误处理信息，否则就直接将命令描述块信息传给文件系统(file system)，最后，向启动设备发送确认信息。

有关本发明的特征与实作，兹配合附图作最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为公知的系统结构图；

图2是本发明的系统结构图；及

图3是本发明的方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

100—SCSI层；101—SCSI命令(CDB)

110—iSCSI层；111—iSCSI命令(PDU)；

120—TCP/IP网络；200—SCSI磁盘装置；

210—LVM/RAID装置；220—文件系统；

230—虚拟SCSI磁盘装置；240—iSCSI模块；

250—网络系统；260—IP封包；

270—启动设备端；280—目标设备端；

步骤300—接收启动设备端发出的IP封包；

步骤310—去除PDU及CDB的标头；

步骤320—自CDB中取出SCSI的命令；

步骤330—设备信息是否正常？；

步骤340—将CDB信息传给文件系统；

步骤350—向启动设备端发送确认信息；

步骤360—在CDB中加入错误处理信息；

具体实施方式

本发明提出一种在iSCSI中实现错误返回的系统及其方法，可借由在目标设备280内的iSCSI模块240中，来对错误信息作直接的处理，以防止信息的丢失。

请参照图1，此图为公知的iSCSI传递SCSI命令的过程示意图。如图中所示，启动设备端270与目标设备端280两者对SCSI磁盘装置200的操作，实际上都是对SCSI磁盘驱动程序即SCSI层100的操作，所以，iSCSI层110可以把命令描述块直接传递给SCSI层100的磁盘驱动程序，这和以往的对本机SCSI磁盘操作很类似。原来的本机SCSI磁盘，操作系统只要把SCSI命令描述块传递给SCSI层100的驱动程序即可，SCSI层100的驱动程序在接收到SCSI命令描述块后，可独立完成命令的处理，之后，把执行结果回传给操作系统。而且，假如SCSI命令执行有误，则SCSI层100的驱动程序会自动把错误信息记录到SCSI命令描述块中，最后，把SCSI命令描述块再返回给操作系统。

请参照图2，此图为本发明的系统结构图。与图1的不同点在于，本系统后端的储存设备为一LVM(Logical Volume Manager)/RAID(RedundantArray ofInexpensive Disks)装置210，而在启动设备端270内部的系统结构则与图1相同，故本图的启动设备端270仅省略为以一方块代替。而原本iSCSI系统为单纯的SCSI磁盘装置200，因此依据SCSI层100的磁盘驱动程序在处理SCSI命令时，会自动把错误信息加入到SCSI命令描述块中，而iSCSI模块240则无须判断SCSI命令描述块的内容，可以直接把SCSI命令描述块传递给SCSI层100的磁盘驱动程序作处理。

在SCSI层100的磁盘驱动程序处理完命令描述块后，如果有错误发生，则命令描述块中已包含错误信息，iSCSI层110只需要把此SCSI命令描述块打包成协议数据单元后，发给启动设备端270即可。而启动设备端270在得到SCSI命令描述块后，再对自目标设备端280所发出的结果作分析，这部分则和处理本机SCSI磁盘一样。

因此，对本机直接通过网络储存TCP/IP方式120，连接一iSCSI磁盘装置而言，iSCSI层110只需要直接把SCSI命令描述块发给启动设备端270即可，全部的错误处理和判断都在目标设备端280及启动设备端270，各自的SCSI层100的磁盘驱动程序内部完成。

但是假如iSCSI模块240要操控的是LVM/RAID装置210，则必须通过设备文件访问的方式，这与原先的iSCSI系统直接操纵SCSI层100的磁盘驱动程序并不相同，必须先通过文件系统220，才能对相应设备作控制。如图2所示，当启动设备端270发出I/O(Input/Output)要求时，iSCSI模块240却不能直接将此要求送至SCSI磁盘装置200，也就是说，SCSI命令描述块并不能直接传递到SCSI磁盘装置200，同时，SCSI磁盘装置200也无法将错误信息上传给iSCSI模块240。因此，我们必须让iSCSI模块240拥有可以自己完成错误处理的功能。

我们采取在iSCSI模块240中，建立一虚拟SCSI磁盘装置230，代替了SCSI磁盘装置200来处理发生错误的工作。针对READ CAPACITY(10)、MODE SENSE(6)、REPORT LUNS、INQUIRY、TEST UNIT READY、VERIFY(10)、READ(10)、WRITE(10)等命令做逐一判读，如果发现异常，则直接修改SCSI命令描述块，根据具体问题来组织相对应的错误信息。

请参照图3，此为本发明的方法流程图。首先，目标设备端280接收启动设备端270所发出的IP封包260(步骤300)后，则网络系统250会先将IP标头给去除，接着将剩余的数据往下传到iSCSI模块240，将协议数据单元的标头去掉，剩下的就是由SCSI磁盘装置200所要判读的命令描述块格式，原先的做法是要等传到底层的SCSI磁盘装置200才能判断命令是否有错。

而我们的做法是利用在iSCSI模块240中，建立一个虚拟SCSI磁盘装置230，其对于判断命令描述块格式的能力与SCSI磁盘装置200相同，故能直接去除命令描述块的标头(步骤310)，并自命令描述块中读取SCSI的命令(步骤320)，并对这些命令作检查，判断是否有错误发生(步骤330)。

假如检查的结果是发现有异常，则直接修改命令描述块，在其中加入错误处理信息(步骤360)，并将加入错误码的命令描述块往下传到iSCSI模块240；假如检查结果并没有发现异常情形，则将命令描述块的信息直接传给文件系统220(步骤340)，文件系统220再与LVM/RAID装置210沟通后，最后将命令描述块传给SCSI磁盘装置200执行；当命令描述块信息正常无误的执行，则回传给启动设备端270一正常执行的回复信息，否则，则将先前加入错误处理信息的命令描述块回传。

当启动设备端270收到目标设备端280所回复的信息也是按相反顺序米作逐层拆解，由于虚拟SCSI磁盘装置230是按照SCSI协议标准来组织错误信息，因此传到启动设备端270可以被正常判读，当启动设备端270读完命令描述块的内容后，发现在命令执行上有错误产生，则立即取消此命令的执行，否则，此命令将会令启动设备端270一直处于等待结果状态，最终可能导致系统陷入当机的状态之中。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书为准。

Claims

1.一种在iSCSI中实现错误返回的系统，对于原本iSCSI系统中一启动设备端所传送出去的一IP封包，需经由一目标设备内一iSCSI层将其协议数据单元拆解后，再由一SCSI层解读剩余的SCSI命令描述块格式数据及命令，并于一SCSI磁盘装置中执行，其特征在于，该系统还包含：

一虚拟SCSI磁盘装置，当该目标设备内包含一LVM/RAID装置时，可以在该iSCSI模块中就判别出一个以上错误命令，并立即反馈给该启动设备端，使每个SCSI命令都能够得到实时的确认，避免信息的丢失，以利将该IP封包重送。

2.如权利要求1所述的在iSCSI中实现错误返回的系统，其特征在于，该虚拟SCSI磁盘装置可以解读多个SCSI命令描述块的多个命令信息。

3.如权利要求1所述的在iSCSI中实现错误返回的系统，其特征在于，该虚拟SCSI磁盘装置可将错误信息加入各该SCSI命令描述块中。

4.如权利要求1所述的在iSCSI中实现错误返回的系统，其特征在于，该启动设备端的SCSI层可解读由该虚拟SCSI磁盘装置所加入错误信息的各该SCSI命令描述块。

5.如权利要求1所述的在iSCSI中实现错误返回的系统，其特征在于，该虚拟SCSI磁盘装置检查SCSI命令描述块的各该命令信息无误后，则仍可将各该命令信息交由SCSI磁盘装置来执行。

6.一种在iSCSI中实现错误返回的方法，该方法包含下列步骤：

接收一启动设备端发出的IP封包；

去除一协议数据单元及一SCSI命令描述块的标头；

自该SCSI命令描述块中取出多个SCSI命令的设备信息；

当该设备信息正常时，将该SCSI命令描述块信息传给一文件系统；

当发现该设备信息错误时，在该SCSI命令描述块中加入一个以上的错误处理信息；及

处理完毕后，向该启动设备端发送确认信息。

7.如权利要求6所述的在iSCSI中实现错误返回的方法，其特征在于，该设备信息为一SCSI磁盘装置执行的命令。

8.如权利要求6所述的在iSCSI中实现错误返回的方法，其特征在于，该启动设备端接收到该错误信息回复时，可立即将该SCSI命令重送。

9.如权利要求6所述的在iSCSI中实现错误返回的方法，其特征在于，该虚拟SCSI磁盘装置可判读SCSI磁盘装置的READ CAPACITY(10)、MODE SENSE(6)、REPORT LUNS、INQUIRY、TEST UNIT READY、VERIFY(10)、READ(10)、WRITE(10)等命令。