CN1836216A - 分布式系统中的备份固件 - Google Patents
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Abstract
在网络内的多个模块的分布式系统中,每个模块具有关联处理器节点,其包括用于操作关联模块的处理单元。处理单元包括:处理器接口,用于在网络中通信;以及非易失性存储器,用于存储用于处理单元以便操作关联模块的代码,并且用于存储用于网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码,该备份代码用于操作该另一个处理器节点的关联模块。响应于请求,处理单元将备份代码提供给处理器节点,以便用来恢复用于操作与请求处理器节点相关联的模块的代码。
Description
技术领域
本发明涉及一种多个模块的分布式系统,更具体地说,涉及具有在网络中互连的关联处理器节点的至少多个模块,这些处理器节点具有用于操作关联模块的代码。
背景技术
分布式系统可包括多个模块,其中至少一些具有在网络中互连的关联处理器节点。这些处理器节点典型地包括用于操作关联模块的处理单元以及用于在网络中提供处理器节点的通信的处理器接口。处理单元执行可存储在存储器如非易失性存储器中的代码如计算机可读程序代码,以便操作关联模块。这些模块和关联处理器可被称作嵌入式系统。
分布式系统的例子包括自动数据存储库,其将可移动数据存储介质存放在存放架(storage shelf)中,并且具有至少一个数据存储驱动器以便在可移动数据存储介质上读取和/或写入数据。自动机械存取器(accessorrobot)在数据存储驱动器与存放架之间运输可以为盒形的可移动数据存储介质。操作员面板允许操作员与库通信,操作员面板还检测与库的其它交互,例如打开门以及从库插入或移除存储盒。另外,控制器控制与库的主机交互,这可包括主机与数据存储驱动器之间的交互。
在IBM 3584 UltraScalable磁带库的例子中,为自动机械存取器模块提供了两个处理器节点,存取器控制器控制包括通过机械瓜(gripper)的存储盒操纵、存取器工作排队、读取存储盒标签等的基本存取器功能,而XY控制器控制自动机械存取器的X和Y运动。操作员面板控制器处理器节点控制包括显示输出、键盘输入、I/O站传感器和锁等的基本操作员面板模块功能。介质改变器控制器处理器节点控制包括主机交互、包括主机通信、驱动器通信、“以太网”通信、电源管理等的控制器模块功能。这些处理器节点由诸如CAN(控制器区域网)的网络互连,其中该网络包括多站式网络。可以添加其它自动机械存取器模块和操作员站模块,其中每一个都具有关联处理器节点。
分布式系统的其它例子包括工业控制系统以及汽车和飞机多处理器系统。
在共同转让的在2001年1月5日提交的美国专利申请09/755,832的分布式系统中,为每一个处理器节点提供完整的代码映象,其提供了可被执行以便操作任何模块的代码。在共同转让的在2000年12月13日提交的美国专利申请09/734,917的分布式系统中,主代码映象(master code image)由可具有非易失性存储装置的主源(master source)提供,并且可以用来刷新已被关断电源的任何处理器节点的易失性存储器。
所要解决的问题是备份代码或者可由需要恢复其代码映象的处理器节点采用的代码的问题。例如,用于处理器节点之一的代码映象在操作期间可能以某种方式被破坏,处理器节点所利用的代码映象可能被部分删除,模块可能被替换并且处理器节点代码映象不正确,或者当更新一个或多个其它处理器节点时,节点的处理器可能例如从网络不可用。然后,处理器节点可能进入错误状态,这可能需要操作员干预。然后,必须定位该代码的备份副本,并且利用其恢复出错处理器节点的模块的工作。操作员可以从另一个处理器节点选择完整的代码映象,其包括用于所有处理器节点的代码,或者可以从主非易失性存储装置选择主代码映象,但是必须首先保证代码映象正确并且可用作系统备份。对利用在每个处理器节点处或者在主源处复制的完整代码映象的阻碍是对于非易失性存储器需要完全数量的代码,并且即使当实际上仅仅更新了用于一个处理器节点模块的代码时,也需要更新完整或主代码映象。在不同的处理器节点处存在不同级别的完整代码的情况下,一个处理器节点处的下级完整代码可能不正确,或者可能不可用作另一个处理器节点的潜在备份。
发明内容
根据本发明各方面的分布式系统、用于分布式系统的处理器节点、用于分布式系统的模块、自动数据存储库以及计算机程序产品为分布式系统的处理器节点提供备份代码。
在一个实施例中,多个模块的分布式系统包括网络和多个模块,模块包括至少一个关联处理器节点。关联处理器节点包括:处理单元,用于操作关联模块;处理器接口,用于在网络中提供处理器节点通信;以及非易失性存储器,用于存储用于处理单元以便操作关联模块的代码,并且用于存储用于网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码,该备份代码用于操作该另一个处理器节点的关联模块。当合在一起时,处理器节点的备份映象因此形成系统总集(aggregate)的部分或全部。所得到的备份代码映象和操作代码映象的系统总集在每一处理器节点处仅占据整个系统总集所需的空间总量的一小部分。结果,与在每个模块处复制用于所有模块的完整代码映象的系统相比,节省了大量的非易失性存储器存储空间。
在另一个实施例中,模块处理节点的处理单元响应在处理器接口处接收的对备份代码的请求,在处理器接口处提供备份代码。结果,可以将备份代码提供给请求处理器节点,以便用来恢复用于操作与请求处理器节点相关联的模块的代码。
在另一个实施例中,处理单元另外维护备份代码类型的标识。例如,备份代码的类型可以与备份代码打算操作的模块的类型相关。处理单元响应在处理器接口处接收的对标识的请求,在处理器接口处提供标识。
在另一个实施例中,例如响应恢复信号而需要恢复其代码的处理单元在处理器接口处发送对备份代码的请求,备份代码包括用于处理单元以便操作关联模块的代码。
另外,处理单元可以维护用于操作关联模块的代码的类型的标识;并且在需要恢复其代码时,在处理器接口处发送对备份代码类型的标识的请求。然后,响应于在处理器接口处接收到对该请求的响应,处理单元比较所接收的标识与所维护的标识;并且响应于表示标识有效于替换用于操作关联模块的代码的比较,接收备份代码,并且用备份代码替换用于操作关联模块的代码的至少一部分。
在另一个实施例中,处理单元另外维护具有用于操作关联模块的备份代码的至少一个其它处理器节点的标识;并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号而在处理器接口处向其它处理器节点发送对备份代码的请求。另外,处理单元可以维护用于操作关联模块的代码的级别的标识,并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号,从而响应于接收到其它处理器节点的备份代码的级别的标识,比较所接收的标识与所维护的标识;并且响应于表示标识有效于替换用于操作关联模块的代码的比较,用备份代码替换用于操作关联模块的代码的至少一部分。
在另外的实施例中,处理器节点的处理单元另外维护备份代码的级别的标识;以及另外包括这样的逻辑,其响应备份代码的更新而更新标识并且在处理器接口处通过网络发送更新通知。
附图说明
现在将参照附图仅作为示例描述本发明的实施例,其中:
图1是实现本发明的多个模块和处理节点的分布式系统的实施例的方框图;
图2A、2B、2C和2D是图1的处理节点的非易失性存储器的图示;
图3、4和5是示出本发明的计算机实现方法的实施例的流程图;
图6A和6B是可实现根据本发明的分布式系统的实施例的自动数据存储库的立体图;
图7是图6A和6B的自动数据存储库的实施例的方框图示,其采用了根据本发明的分布式系统;以及
图8A、8B、8C和8D是图7的四个处理节点的非易失性存储器的图示。
具体实施方式
参照图1,示出了分布式系统100的实施例,其包括了系统节点处的多个具有处理器的模块101、102、103、104、以及用来互连系统的这些模块的网络110。“网络”被定义为包括两个或更多个节点之间的直接或间接通信,并且可包括一个或多个子网。所示模块的每一个包括至少一个关联的处理器节点。关联的处理器节点包括用于操作关联模块的处理单元,其被示出为处理单元111、112、113、114;处理器接口,用于在网络110中提供处理器节点的通信,其被示出为接口121、122、123、124;以及非易失性存储器,用于存储用于处理单元以便操作关联模块的代码,其被示出为非易失性存储器131、132、133、134。在图1的例子中,如将要讨论的那样,为模块101的处理节点提供了附加非易失性存储器135。非易失性存储器可包括NVRAM(非易失性随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、ROM(只读存储器)、闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、电池支持RAM(随机存取存储器)、硬盘驱动器等。可替换地,非易失性存储器可位于处理单元中。处理单元111、112、113、114包括可编程处理器以便操作这些模块及其组件,从而操作该系统。这些模块组件被示出为组件141、142、143、144。处理单元可包括在技术领域内公知的任何微处理器装置,并且在程序代码的控制下操作,由于该代码与例如组成库的模块硬件相关,因此该程序代码经常被称作“固件”。该代码使得处理单元操作系统的各组件。虽然典型地在非易失性存储器中维护该代码,但是可以将该代码的部分或全部传输到处理单元的高速RAM(随机存取存储器),以便操作处理单元,并且需要时从非易失性存储器存取。
参照图1以及2A、2B、2C和2D,根据本发明的实施例,非易失性存储器131、132、133、134存储用于处理单元以便操作关联模块的代码151、152、153、154,并且用于存储用于网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码,该备份代码用于操作该另一个处理器节点的关联模块。
作为例子,图1和2A的非易失性存储器135存储用于模块102的处理节点的处理单元112的备份代码162。如果用于模块102的处理器节点的图1和2B的代码映象152在操作期间以某种方式被破坏、被部分删除、模块被替换并且代码映象不正确,或者当更新一个或多个其它处理器节点时节点的处理器从例如网络不可用,则处理单元112开始恢复处理,从而发送对备份代码162的请求。
参照图1以及2A、2B、2C和2D,模块102的处理器节点的非易失性存储器132存储了用于该处理节点的处理单元111以便操作模块101的备份代码161,并且存储了用于模块103的处理节点的处理单元113以便操作模块103的备份代码的副本163。模块103的处理器节点的非易失性存储器133存储了用于该处理节点的处理单元114以便操作模块104的备份代码164。模块104的处理器节点的非易失性存储器134存储了用于该处理节点的处理单元113以便操作模块103的备份代码的第二副本173。
根据本发明的用于执行备份和恢复处理的代码可以在用于模块的操作代码例如操作代码151中实施,可以在处理单元如处理单元112中维护的代码中实施,或者可以单独地被存储在非易失性存储器中,例如非易失性存储器133的代码177。
因此,这里的术语“非易失性存储器”包括与形成处理器的一部分独立、能够以非易失性方式存储代码的一个或多个装置。
由于以分布的方式存储备份代码映象使得备份代码映象和/或操作代码映象形成系统总集的部分或全部,因此每个备份代码映象形成系统总集的一部分。结果,与在每个模块处复制用于所有模块的完整代码映象的系统相比,节省了大量的非易失性存储器存储空间。
例如,如果用于分布式系统的所有代码映象如图2A、2B、2C、2D所示,则存储在非易失性存储器135中的用于模块102的处理单元112的备份代码162仅占据系统总集的非常小的部分。例如,比较作为总集一部分的非易失性存储器135与在每个模块处复制用于系统所有模块的现有技术完整操作代码映象所需的非易失性存储器。
可能期望以总集代码装载(aggregate code load)而非一系列单独代码装载更新系统固件。此外,可能期望具有多个兼容级别的总集代码装载的部分或全部。即使不作为总集更新系统代码装载,单独的代码装载也可被认为是总集。
在根据本发明的备份和恢复处理的一个实施例中,处理单元(例如,处理单元111)可以维护用于操作关联模块的代码的类型的标识;并且在需要恢复其代码时,在处理器接口处发送对备份代码类型的标识的请求。备份代码类型这里被定义为代表备份代码打算操作的模块的类型。标识可以被设置且维护为备份和恢复代码的一部分,或者可以是与其处理器节点的模块接口的一部分。因此,术语“被维护”被定义为具有对标识的访问。标识符的例子包括字中被设成“1”状态的比特位置。处理单元还可维护存储在关联的非易失性存储器中的备份代码的类型的标识。标识符可以被设置且维护为备份和恢复代码的一部分,或者可以组成存储在非易失性存储器中的备份代码的一部分。因此,同样地,术语“被维护”被定义为具有对标识符的访问。因此,存储在非易失性存储器132中的备份代码161的类型用于操作包括模块101的模块的类型。处理单元响应在处理器接口处接收到的对标识的请求,在处理器接口处提供标识。例如,如果用于模块101的操作代码需要恢复,则在关联的接口122、123、124处接收到对标识的请求的处理单元112、113、114的每一个以存储在关联的非易失性存储器中的备份代码的标识响应,其分别是用于操作模块101的备份代码161的标识和用于操作模块103的备份代码163的标识、用于操作模块104的备份代码164的标识、以及用于操作模块103的备份代码173的标识。可选地,如将要讨论的那样,操作代码可用作另一个类似模块的备份代码,或者备份代码和操作代码可组成单个单元。
然后,响应于在处理器接口(例如,处理器接口121)处接收到对请求的响应,请求处理单元(例如,处理单元111)比较所接收的标识与所维护的标识;并且,响应于表示标识有效于替换用于操作关联模块的代码的比较(例如,所接收的用于存储在模块102处的备份代码161的标识符),请求备份代码,接收备份代码(例如,备份代码161),并且用备份代码替换用于操作关联模块的代码(例如,代码151)的至少一部分。作为相同功能的另一个实施例,请求处理器节点在处理器接口处发送具有期望备份代码类型的请求。在此情况下,只有在关联的非易失性存储器中存储有期望类型的备份代码的处理单元才以备份代码类型的标识响应(例如,模块102的处理单元112发送备份代码161的类型的标识)。
在另一个实施例中,处理单元另外维护具有用于操作与该处理单元相关联的模块的备份代码的至少一个其它处理器节点的标识。这意味着,例如,模块101的处理单元111将模块102的处理节点的身份维护为具有用于操作模块101的备份代码161。在本例中,处理单元111响应恢复信号而在处理器接口处向模块102的处理器节点发送对备份代码的请求,并且处理单元112在非易失性存储器132中查询备份代码,并且通过接口122将备份代码161发送到模块101的处理器节点。
另外,处理单元(例如,处理单元111)可以维护用于操作关联模块的代码的级别的标识,并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号,从而响应于接收到其它处理器节点的备份代码(例如,备份代码161)的级别的标识,比较所接收的标识与所维护的标识;并且响应于表示该标识有效于替换用于操作关联模块的代码的比较,用备份代码(例如,备份代码161)替换用于操作关联模块的代码(例如,代码151)的至少一部分。
在另外实施例中,备份代码可被更新成例如新级别。处理器节点的处理单元另外维护备份代码的级别的标识;并且另外包括这样的逻辑,其响应备份代码的更新而更新标识,并且在处理器接口处通过网络发送更新通知。该通知可被广播到所有其它处理器节点,或者可以被直接发送到将使用备份代码来恢复其代码的处理器节点。例如,响应于对存储在模块104的非易失性存储器134中的备份代码173的更新,处理单元114更新其备份代码级别的标识,并且将更新标识的通知发送到模块103的处理器节点。如果用于模块103的处理器节点的备份代码的其它副本163未被更新,并且操作代码153也被更新,则只有备份代码的副本173将有效。相反地,如果操作代码153为与备份代码副本163相同的级别,则只有备份代码的副本163将有效。
参照图3以及图1和2A、2B、2C和2D,示出了恢复处理的实施例,其以步骤199开始。步骤199可被称作“恢复信号”,但是被定义为用于操作处理器节点的代码映象如上所述以某种方式已经或将要被破坏的任何检测。因此,“恢复信号”可包括错误状态,或者代表任何形式或格式的信令。可选步骤201表示要恢复其代码的处理器节点的处理单元是否知道具有用于该处理器节点的备份代码的处理单元。例如,模块101的处理单元111将模块102的处理节点的身份维护为具有用于操作模块101的备份代码161,从而在步骤201意味着“是”。然后,该处理在步骤205继续。如果要恢复其代码的处理器节点不知道具有备份代码的处理单元,则“否”,该处理在步骤206继续。步骤201是一般备份和恢复处理中的步骤,并且该代码可被替代编程为直接进入步骤205,以便执行备份代码位置已知的情况下的备份和恢复处理,或者可被替代编程为直接进入步骤206,以便执行备份代码位置未知的情况下的备份和恢复处理。如果这样,则可以从该处理中删除其它分支的处理步骤。
在步骤206,要恢复其代码的处理器节点的处理单元在关联的处理器接口处发送对备份代码的类型和/或级别的标识的请求。如上所述,在一个可替换方案中,仅仅将该请求提供给所有其它处理器节点,并且作为相同功能的另一个实施例,请求处理器节点在处理器接口处发送具有期望备份代码类型和/或级别的请求。在此第二情况下,只有在关联的非易失性存储器中存储有期望类型和/或级别的备份代码的处理单元才以备份代码的类型和/或级别的标识响应(例如,如果模块101的处理单元111发送对操作模块101的备份代码的类型的请求,则只有模块102的处理单元112才以备份代码161的类型响应)。在第一情况下,每个其它处理器节点以存储在其关联的非易失性存储器中的备份代码的每个副本的标识响应(例如,在关联的接口122、123、124处接收到对标识的请求的处理单元112、113、114中的每一个以存储在关联的非易失性存储器中的备份代码的标识响应,其分别是用于操作模块101的备份代码161以及用于操作模块103的备份代码163、用于操作模块104的备份代码164、以及用于操作模块103的备份代码173)。
另外,处理单元(例如,处理单元111)可以维护用于操作关联模块的代码的级别的标识,并且包括响应恢复信号而请求备份代码的级别的逻辑,其中备份代码也由响应处理节点提供。
在步骤208,请求处理器节点接收到响应于该请求的一个或多个标识符,该一个或多个标识符包括备份代码的类型和/或级别。例如,如果该请求包括期望备份代码类型,则响应可以仅表示哪个请求正被响应,从而有效地包括类型指示。然后,在步骤210,响应于在处理器接口(例如,处理器接口121)处接收到对该请求的响应,请求处理单元(例如,处理单元111)比较所接收的标识(类型和/或级别)与所维护的标识。在步骤211,如果步骤210的比较表示标识有效于替换用于操作关联模块的代码(例如,所接收的用于备份代码161的标识符),则正在恢复其代码的处理单元在步骤215请求备份代码。
比较步骤210可以一次比较所有响应(如果多于一个)的标识符,或者可以单个地比较例如在步骤208接收到的这些响应。如果单个地比较这些标识符,则在步骤211表示标识符无效之后,步骤217测试所有标识符是否已被比较。这可能在步骤208要求等待时间,以确保已经接收到所有潜在的响应。如果不是所有接收的标识符都已经与所维护的标识比较,则步骤217将该处理循环回到步骤210,以比较下一个标识符,该下一个标识符可能是在步骤208单独接收的。如果所有标识符都被比较而没有有效标识符,则不能执行恢复处理,并且在步骤218指示错误。
在步骤220,接收在步骤215请求的备份代码(例如,备份代码161),并且在步骤223,处理单元安装备份代码,从而用备份代码替换用于操作关联模块的代码(例如,代码151)的至少一部分。
在步骤205的实施例中,处理单元另外维护具有用于操作关联模块的备份代码的至少一个其它处理器节点的标识(例如,模块101的处理单元111将模块102的处理节点的身份维护为具有用于操作模块101的备份代码161)。正被恢复的处理器节点的处理单元(例如,处理单元111)响应恢复信号,从而在步骤205在处理器接口处将对备份代码的请求发送到模块102的处理器节点。接收到该请求的处理单元(例如,处理单元112)在非易失性存储器(例如,非易失性存储器132)中查询备份代码,并且通过处理器接口(例如,处理器接口122)将备份代码(例如,备份代码161)发送到请求处理器节点(例如,模块101的处理器节点)。
在步骤230,正在恢复其代码的处理单元从向其发出了请求的其它处理器节点接收备份代码。
如上所述,处理单元(例如,处理单元111)可以维护用于操作关联模块的代码的级别的标识,并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号,从而响应于在步骤230接收到其它处理器节点的备份代码(例如,备份代码161)的级别的标识,在步骤233比较所接收的标识与所维护的标识。响应于表示标识有效于替换用于操作关联模块的代码的比较,正在恢复其代码的处理单元(例如,处理单元111)在步骤223安装备份代码,从而用备份代码(例如,备份代码161)替换用于操作关联模块的代码(例如,代码151)的至少一部分。
如果步骤233表示所接收的备份代码或者其级别无效,则步骤235确定任何其它处理器节点是否具有备份代码的副本。例如,处理器节点102的非易失性存储器132具有用于模块103的处理器节点的备份代码的一个副本163,并且处理器节点104的非易失性存储器134具有用于模块103的处理器节点的备份代码的另一个副本173。如果存在另一个副本,则步骤235将该处理循环回到步骤205,以请求备份代码的下一个副本。如果步骤233表示所接收的备份代码或其级别无效,并且步骤235确定没有其它处理器节点具有备份副本,则在步骤239指示错误。
本领域的技术人员可以预见图3的步骤的可替换方案。另外,步骤可被去除或添加。例如,步骤233、235和239可被去除,并且步骤230直接进入步骤223。
图4代表处理器节点接收对标识符的请求或者对备份代码的请求的处理的实施例,其以步骤240开始。步骤241确定请求是否仅针对标识符,其可以针对备份代码的类型和/或备份代码的级别。如果是,则处理器节点的处理单元在步骤245查询所请求类型和级别的所请求标识符,并且在步骤246发送这些标识符。另外参照图1和2B,例如,处理器节点102的处理单元112发送用于备份代码161和备份代码163的标识符。
如果图4的步骤241确定请求不针对标识符,则步骤247确定请求是否针对备份代码。如果否,则正在进行另外的请求,从而进入步骤248。
作为可替换方案,步骤241、247和248可包括确定接收到什么请求的查询。
如果步骤247确定所接收的请求针对备份代码,则处理器节点的处理单元在步骤251查询所请求的备份代码,并且在步骤253发送备份代码。另外参照图1、2A和2B,例如,响应于处理单元111的请求,处理器节点102的处理单元112发送备份代码161。
本领域的技术人员可以预见图4的步骤的可替换方案。例如,如果请求处理器节点维护关于哪个(哪些)处理器节点具有备份代码的信息,则无需步骤241、245和246。
图5代表用于另一个处理器节点的备份代码例如被更新成新级别的处理器节点的处理的实施例。处理器节点的处理单元另外维护备份代码的级别的标识。备份处理在步骤260开始。步骤261确定该处理是否是对备份代码的更新,并且如果否,则在步骤263指示涉及另一个处理。如果是,则步骤265将更新的备份代码或者其更新部分装载到非易失性存储器,并且在步骤266,将备份代码的标识更新成新级别。然后,在步骤267,处理单元在处理器接口处通过网络发送更新通知。该通知可被广播到所有其它处理器节点,或者可被直接发送到可以使用备份代码恢复其代码的处理器节点。另外参照图1和2D,例如,响应于对存储在模块104的非易失性存储器134中的备份代码173的更新,处理单元114更新其备份代码级别的标识,并且将更新标识的通知发送到模块103的处理器节点。
本领域的技术人员可以预见图4的步骤的可替换方案。例如,如果标识符是备份代码映象的一部分,则可以去除步骤266。
图6A和6B示出了自动数据存储库10的实施例,其可实现根据本发明的分布式系统。该库被布置用于响应于来自至少一个外部主机系统的命令而存取数据存储介质(未示出),开且包括:多个存放架16,用于存放数据存储介质;至少一个数据存储驱动器15,用于相对于数据存储介质读取和/或写入数据;以及至少一个自动机械存取器18,用于在多个存放架16与数据存储驱动器15之间运输数据存储介质。该库还可包括操作员面板23或者其它用户接口,如基于万维网的接口,其允许用户与库交互。库10可包括一个或多个框架11-13,每一个具有可被自动机械存取器18存取的存放架16。自动机械存取器18包括机械瓜配件20,用于夹持(grip)一个或多个数据存储介质,并且可包括条形码扫描器22或阅读系统,如智能卡阅读器或类似系统,其安设在机械瓜20上,以“阅读”关于数据存储介质的识别信息。
图7示出了图6A和6B的数据存储库10的实施例,其采用根据本发明的具有多个处理器节点的模块的分布式系统。可实现本发明的数据存储库的例子是IBM 3584 UltraScalable磁带库。该库包括基本框架11,可以另外包括一个或多个扩展框架12,并且可包括高可用性框架13。
库10的基本框架11包括一个或多个数据存储驱动器15、以及自动机械存取器18。如上所述,自动机械存取器18包括机械瓜配件20,并且可包括用来“阅读”关于数据存储介质的识别信息的阅读系统22。数据存储驱动器15例如可以是光盘驱动器或者磁带驱动器,并且数据存储介质可以分别包括光介质或磁带介质、或者任何其它可移动介质和关联的驱动器。作为例子,数据存储驱动器可包括IBM LTO Ultrium Drive等。另外,可以提供控制端口,其用来在主机和库之间通信,例如,从主机接收命令,并且将命令转发到库,但是它不是数据存储驱动器。
扩展框架12包括附加的存放架,并且可包括附加的数据存储驱动器15。高可用性框架13还可包括附加的存放架和数据存储驱动器15,并且包括第二自动机械存取器28,其包括机械瓜配件30,并且可包括条形码扫描器32或其它阅读装置、以及操作员面板280或其它用户接口。在自动机械存取器18或者其机械瓜20等出现故障或其它不可用性的情况下,第二自动机械存取器28可以接替。
在示例性库中,自动机械存取器18、28的每一个在被称作“X”方向和“Y”方向的至少两个方向上移动其机械瓜,以在存放架16处检索和夹持、或者递送和释放数据存储介质,并且在数据存储驱动器15处装载和卸载数据存储介质。
示例性库10从一个或多个主机系统40、41或42接收命令。主机系统如主机服务器例如在路径80上直接地、通过一个或多个控制端口(未示出)、或者在路径81、82上通过一个或多个数据存储驱动器15与库通信,从而提供存取特定数据存储介质并且例如在存放架与数据存储驱动器之间移动该介质的命令。这些命令典型地是识别介质和/或用于存取该介质的逻辑位置的逻辑命令。
示例性库由分布式控制系统控制,从而从主机接收逻辑命令、确定所需的动作,并且将这些动作转换成自动机械存取器18、28的物理运动。
在示例性库中,分布式控制系统包括多个处理器节点,其中每一个处理器节点具有一个或多个处理器。在分布式控制系统的一个例子中,通信处理器节点50可以位于基本框架11中。通信处理器节点提供用于经由例如耦接到线路80的至少一个外部接口直接地或者通过驱动器15接收主机命令的通信链路。通信处理器节点50可以另外提供用于与数据存储驱动器15通信的通信链路70。
通信处理器节点50可以位于框架11中,其接近于数据存储驱动器15。另外,在分布式处理器系统的例子中,提供了一个或多个附加的工作处理器节点,其可包括例如工作处理器节点52,其可以位于自动机械存取器18处,并且通过网络60耦接到通信处理器节点50。每个工作处理器节点可以响应所接收的命令,该命令从任何通信处理器节点被广播到这些工作处理器节点,并且工作处理器节点还可以引导自动机械存取器的操作,从而提供移动命令。可以提供XY处理器节点55,并且XY处理器节点55可以位于自动机械存取器18的XY系统处。XY处理器节点55耦接到网络60,并且响应移动命令,从而操作XY系统以定位机械瓜20。
另外,可以在操作员面板23处提供操作员面板处理器节点59,以便提供用于在操作员面板与通信处理器节点50、工作处理器节点52和XY处理器节点55之间进行通信的接口。
提供了例如包括公共总线60的网络,其耦接各个处理器节点。该网络可包括鲁棒有线网络如可购得的CAN(控制器区域网)总线系统,其是具有例如由CiA,the CAN in Automation Association,Am Weichselgarten 26,D-91058 Erlangen,Germany定义的标准存取协议和布线标准的多站式网络。在库中可以采用其它类似网络如以太网或者无线网络系统如射频或红外线,这对于本领域的技术人员而言是公知的。
通信处理器节点50通过线路70耦接到基本框架11的每一个数据存储驱动器15,从而与这些驱动器以及主机系统40、41和42通信。可替换地,主机系统可以在输入80处直接耦接到通信处理器节点50,或者耦接到控制端口装置(未示出),其采用类似于驱动器/库接口的库接口将库连接到主机系统。对于本领域的技术人员而言是公知的,可以采用各种通信方案与主机以及数据存储驱动器通信。在图7的例子中,主机连接80和81是SCSI总线。总线82包括光纤通道仲裁环的例子,其是高速串行数据接口,从而允许大于SCSI总线系统的距离上的传输。
数据存储驱动器15可以紧邻于通信处理器节点50,并且可以采用诸如SCSI的短距离通信机制、或者诸如RS-422的串行连接。这样,数据存储驱动器15通过线路70单独地耦接到通信处理器节点50。
可以提供扩展框架12,并且扩展框架12可以由扩展网络157耦接到网络157、60中。类似于通信处理器节点50的另一个通信处理器节点155可以位于扩展框架中,并且可以例如在输入156处与主机通信,并且例如通过线路170与扩展框架12中的数据存储驱动器15通信。通信处理器节点155耦接到网络157、60,通信处理器节点155向网络157、60提供用于这些命令的通信链路,以便将这些命令链接到基本框架工作处理器节点52。
通信处理器节点155可以紧邻于所耦接的扩展框架12的数据存储驱动器15而被安设在扩展框架12中,从而与这些驱动器以及所附连的主机系统通信。数据存储驱动器15还通过线路170单独耦接到通信处理器节点155。
可以提供具有相同通信处理器节点155、存放架、数据存储驱动器15和扩展网络157的附加扩展框架,并且每一个附加扩展框架耦接到相邻的扩展框架。
此外,数据存储库10可以在高可用性框架13中另外包括另一个自动机械存取器20。自动机械存取器28可包括用于存取数据存储介质的机械瓜30、以及用于移动自动机械存取器的XY系统255。高可用性框架可以与扩展框架12相邻或者与基本框架11相邻,并且自动机械存取器28可以在与自动机械存取器18相同的水平机械路径或者相邻路径上运行。示例性控制系统另外包括扩展网络200,其形成耦接到扩展框架的网络157或者基本框架的网络60的网络。可以提供另一个通信处理器节点250,其也类似于通信处理器节点50,并且可以位于高可用性框架13中,用于在输入256处直接地、或者通过控制端口(未示出)、或者例如在输入256处通过数据存储驱动器15和线路270,从主机接收命令。通信处理器节点250耦接到高可用性框架网络200,并且向网络提供通信链路。
通信处理器节点250可以紧邻于所耦接的高可用性框架13的数据存储驱动器15而被安设,从而与这些驱动器以及所附连的主机系统通信。数据存储驱动器15还通过线路270并且使用诸如RS-422的接口单独地耦接到通信处理器节点250。
实现本发明的计算机程序产品可以在这些处理器节点之一处,例如在工作处理器52处,或者可选地在处理器50、处理器155或处理器250处提供,或者可以在多个或所有处理器节点中实现。
另外参照图8A、8B、8C和8D,根据本发明的实施例,多个或所有模块的非易失性存储器存储了用于处理单元以便操作关联模块的代码,并且存储了用于网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码,该备份代码用于操作该另一个处理器节点的关联模块。例如,通信处理器节点50、通信处理器节点155和通信处理器节点250中的一个或每一个的非易失性存储器331存储了用于处理单元以便操作关联模块的代码351,并且存储了用于操作员面板处理器节点59和/或操作员面板处理器节点259的处理单元的备份代码362。操作员面板处理器节点59和操作员面板处理器节点259中的一个或每一个的非易失性存储器332存储了用于处理单元以便操作关联模块的代码352,并且存储了用于通信处理器节点50、通信处理器节点155和/或通信处理器节点250的处理单元的备份代码361。工作处理器节点52和工作处理器节点252中的一个或每一个的非易失性存储器333存储了用于处理单元以便操作关联模块的代码353,并且存储了用于XY处理器节点55和/或XY处理器节点255的处理单元的备份代码364。XY处理器节点55和XY处理器节点255中的一个或每一个的非易失性存储器334存储用于处理单元以便操作关联模块的代码354,并且存储了用于工作处理器节点52和工作处理器节点252的处理单元的备份代码363。
因此,如上所述,响应于请求,处理器节点的处理单元将其非易失性存储器331、332、333、334的备份代码362、361、364、363提供给请求处理器节点,以便用来恢复用于操作与请求处理器节点相关联的模块的代码351、352、353、354。
非易失性存储器331、332、333、334还可以单独地存储诸如本发明的计算机程序产品的公共代码、和/或所有处理器节点所共有的一些通信代码等。此外,非易失性存储器331、332、333、334还可存储用于多个处理器节点的备份代码,或者可以不存储备份代码。用于恢复代码、用于响应请求以及用于更新备份代码的处理如上所述。
虽然操作代码和备份代码是分开讨论的,但是它们可以被组合为单个单元。例如,包括通信处理器块351和操作员面板块362的图8A的代码映象可以被组合成包括由每个块提供的功能的单个块。在本例中,在操作代码351和备份代码362之间没有区别。单个组合块将用来备份通信处理器节点或者操作员面板接口。可替换地,如上所述,操作代码351、352、353、354可以用作类似模块的备份代码。
虽然详细描述了本发明的优选实施例,但是应当清楚,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,本领域的技术人员可以对这些实施例进行各种变更和修改。
Claims (13)
1.一种用于与多个模块的分布式系统中的模块相关联的处理器节点,至少多个所述模块具有在网络中互连的关联处理器节点,所述处理器节点包括:
处理单元,用于操作所述关联模块;
处理器接口,用于在所述网络中提供所述处理器节点的通信;以及
非易失性存储器,用于存储用于所述处理单元以便操作所述关联模块的代码,并且用于存储用于所述网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码,所述备份代码用于操作所述另一个处理器节点的关联模块,所述备份代码形成系统总集的一部分。
2.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述非易失性存储器还用于存储用于所述网络中的其它处理器节点的多个其它处理单元的备份代码,所述备份代码用于操作所述其它处理器节点的关联模块。
3.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述处理单元还包括这样的逻辑,其用于响应在所述处理器接口处接收的对备份代码的请求,在所述处理器接口处提供所述备份代码。
4.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护所述备份代码的类型的标识;并且包括这样的逻辑,其用于响应在所述处理器接口处接收的对所述标识的请求,在所述处理器接口处提供所述标识。
5.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述处理单元还包括这样的逻辑,其响应恢复信号而在所述处理器接口处发送对备份代码的请求,所述备份代码包括用于所述处理单元以便操作所述关联模块的代码。
6.如权利要求5所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护用于操作所述关联模块的所述代码的类型的标识;并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号而在所述处理器接口处发送对备份代码类型的标识的请求;响应于在所述处理器接口处接收到对所述请求的响应,比较所述接收的标识与所述维护的标识;并且响应于表示所述标识有效于替换用于操作所述关联模块的所述代码的所述比较,接收所述备份代码并且用所述备份代码替换用于操作所述关联模块的所述代码的至少一部分。
7.如权利要求5所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护具有用于操作所述关联模块的备份代码的至少一个其它处理器节点的标识;并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号而在所述处理器接口处向所述至少一个其它处理器节点发送对所述备份代码的请求。
8.如权利要求7所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护用于操作所述关联模块的所述代码的级别的标识;并且包括这样的逻辑,其响应恢复信号,从而响应于接收到所述至少一个其它处理器节点的备份代码的级别的标识,比较所述接收的标识与所述维护的标识;并且响应于表示所述标识有效于替换用于操作所述关联模块的所述代码的所述比较,用所述备份代码替换用于操作所述关联模块的所述代码的至少一部分。
9.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护所述备份代码的级别的标识;并且还包括这样的逻辑,其在更新所述备份代码之后,在所述处理器接口处通过所述网络发送所述更新的通知。
10.如权利要求1所述的处理器节点,其中所述处理单元还维护用于操作所述关联模块的所述代码的类型和级别的标识;并且包括这样的逻辑,其用于响应在所述处理器接口处接收到备份代码的类型和级别的标识,比较所述接收的标识与所述维护的标识;并且响应于表示所述标识有效于替换用于操作所述关联模块的所述代码的所述比较,接收所述备份代码并且用所述备份代码替换用于操作所述关联模块的所述代码的至少一部分。
11.一种用于在网络中互连的多个模块的分布式系统的模块,所述模块包括:
用于执行模块功能的系统;以及
与所述模块相关联的如任何前一权利要求所述的处理器节点。
12.一种多个模块的分布式系统,包括:
网络;以及
多个如权利要求11所述的类型的模块。
13.一种可用于可编程计算机处理器的计算机程序产品,具有包含在其中的计算机可读程序代码,所述可编程计算机处理器用于与多个模块的分布式系统中的模块相关联,至少多个所述模块具有在网络中互连的关联处理器节点,所述计算机程序产品包括:
使所述可编程计算机处理器存储用于操作所述关联模块的代码的计算机可读程序代码;以及
使所述可编程计算机处理器存储用于所述网络中的另一个处理器节点的至少一个其它处理单元的备份代码的计算机可读程序代码,所述备份代码用于操作所述另一个处理器节点的关联模块,所述备份代码形成系统总集的一部分。
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Granted publication date: 20080716 Termination date: 20220108 |
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