DE112007002211T5

DE112007002211T5 - Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von SAS RAID Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg

Info

Publication number: DE112007002211T5
Application number: DE112007002211T
Authority: DE
Inventors: Mohamad Westminster El-Batal
Original assignee: LSI Corp
Current assignee: NetApp Inc
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-07-09
Also published as: JP2010506332A; GB2455459A; US20080162987A1; KR20090077068A; GB2455459B; WO2008045457A3; US7958273B2; JP5176039B2; WO2008045457A2; CN101517541B; GB0904997D0; CN101517541A

Abstract

Vorrichtung, umfassend:
eine erste Expandervorrichtung; und
eine zweite Expandervorrichtung, wobei jede der ersten Expandervorrichtung und der zweiten Expandervorrichtung einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port umfasst und geeignet ist zum Koppeln eines ersten seriell angeschlossenen SCSI Controllers mit einem zweiten seriell angeschlossenen SCSI Controller,
wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung über eine redundante physikalische Verbindung quer gekoppelt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen den Bereich der Datenspeicherung und im Besonderen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von seriell angeschlossenen SCSI (serial attached SCSI, SAS) RAID Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg.
Seriell angeschlossenes SCSI (SAS) ist ein Speicher-Interface, das geeignet ist, vollduplex Hochgeschwindigkeitskommunikation bereitzustellen. In einer typischen SAS RAID Umgebung befinden sich redundante SAS RAID Controller innerhalb einer einzigen Speicher-Einhausung. In diesen Fällen kann die Beschädigung oder der Ausfall des RAID-Controllers eine Reparatur oder einen Ersatz erforderlich machen, bevor der Betrieb des Speichersubsystems wieder aufgenommen werden kann. Des Weiteren kann, obwohl der RAID-Array Redundanz für die Daten bereitstellen kann, eine Beschädigung oder ein Ausfall von anderen Komponenten innerhalb des Subsystems die Datenspeicherung und den Datenzugriff nicht verfügbar lassen werden. Zusätzlich können RAID-Controller innerhalb eines Subsystems anfällig gegenüber Subsystem-Level-Ausfällen, beispielsweise örtlicher Beschädigung, Kabelausfall, Überspannungen und ähnlichem, die nur das Subsystem betreffen, sein. Daher kann es wünschenswert sein, einzelne SAS RAID-Controller in separaten Speichersubsystemen unterzubringen. Jedoch erfordert das Verbinden von Controllern über separate Subsysteme in einer SAS Umgebung hinweg die Berücksichtigung von Beschränkungen des Routings und der Adresszuordnung, um eine Verbindung für Endgeräte zur Verfügung zu stellen. Speziell ist eine Vorrichtung notwendig, die eine robuste, redundante Intercontroller-Verbindung zwischen zwei oder mehr Controllern bereitstellt, die nicht gegen grundlegende Be schränkungen des Routings und der Adresszuordnung der SAS Expandervorrichtung verstößt.
Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Verbindung von SAS RAID Controller-Vorrichtungen über redundante Speichersubsysteme hinweg anzugeben.
Demzufolge sind die zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden von seriell angeschlossenen SCSI (SAS) redundanter Array von unabhängigen Platten (redundant array of independent disks, RAID) Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg gerichtet. In Übereinstimmung mit einem Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verbinden von SAS RAID Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg angegeben. Eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zumindest zwei SAS Controller und zumindest zwei Expandervorrichtungen umfassen, wobei sich jeder der Controller in einem unterschiedlichen Speichersubsystem befindet. Jede der zumindest zwei Expandervorrichtungen kann an einen der zumindest zwei Controller gekoppelt sein. Jede der zumindest zwei Expandervorrichtungen kann ebenfalls miteinander über eine redundante physikalische Verbindung gekoppelt sein. In einer Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können die SAS Expandervorrichtungen über zumindest zwei separate, jedoch redundante Breitband SAS physikalische Verbindungen, die zwei zweifache (×2) differentielle Paarverbindungen aus den zwei subtraktiven und table-mapped Breitband-Ports der Expandervorrichtung umfassen, verbunden sein. Die Vorrichtung kann geeignet sein, einen Verbindungsausfallsicherungsschutz bereitzustellen. Beispielsweise kann das Aufteilen der subtraktiven und table-mapped Edge-Expander Portverbindungen über zwei separate physikalische Verbindungen eine Verbindungsausfallsicherung erlauben, was zu zumindest zwei subtraktiven und table-mapped querverbundenen Breitband-Ports der Edge-Expander führt.
In Übereinstimmung mit einer weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden von SAS RAID Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg angegeben. Das Verfahren kann die Schritte Bereitstellen einer ersten Expandervorrichtung, die sich in einem ersten Speichersubsystem befindet, und einer zweiten Expandervorrichtung, die sich in einem zweiten Speichersubsystem befindet, wobei jede Expandervorrichtung einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port besitzt, Verbinden des subtraktiven Ports der ersten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der zweiten Expandervorrichtung über eine erste redundante physikalische Verbindung und Verbinden des subtraktiven Ports der zweiten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der ersten Expandervorrichtung über eine zweite redundante physikalische Verbindung umfassen. Das Verfahren kann zumindest zwei subtraktive und table-mapped querverbundene Breitband-Ports der Expandervorrichtung bereitstellen und kann geeignet sein, einen Verbindungsausfallsicherungsschutz bereitzustellen.
Es wird angemerkt, dass die Beschreibungsanleitung und die folgende Figurenbeschreibung nur exemplarisch sind und nicht dazu dienen, die Patentansprüche einzuschränken. Die zugehörigen Figuren, die Teil der Figurenbeschreibung sind, veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibungseinleitung dazu, die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
Die zahlreichen Vorteile der Erfindung können von Durchschnittsfachleuten unter Zuhilfenahme der Figuren besser verstanden werden.
1 ist ein Blockdiagramm einer Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm einer SAS RAID Controller Vorrichtung, umfassend eine Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer SAS RAID Controller Vorrichtung, umfassend eine Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung 100 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 kann mit seriell angeschlossener SCSI (SAS) Architektur implementiert sein oder einer ähnlichen Architektur, die geeignet ist, Vollduplex-Datenübertragung zu unterstützen. SAS kann sich auf ein Punkt-zu-Punkt (point-to-point) serielles Interface, das geeignet ist, Vollduplex-Kommunikation mit 3 Gigabit pro Sekunde (Gb/s) oder höher pro Richtung und pro Kanal bereitzustellen, beziehen. In einigen Ausführungsformen kann die Datenübertragungsrate 6 Gb/s oder höher sein. Protokolle, die über ein SAS Interface kommunizieren können, können SCSI-(small computer system interface), ATA-(advanced technology attachment), SAS Management- oder ähnliche Protokolle sein. Die SAS Architektur kann Geräte wie Endgeräte und Expandervorrichtungen umfassen. Endgeräte können Geräte wie SAS Initiator-Geräte (SAS initiator devices), SAS Zielgeräte (SAS target devices) und serielle ATA (SATA) Geräte sein. Die Expandervorrichtungen können Edge-Expandervorrichtungen, Gruppen von Edge-Expandervorrichtungen und Fanout-Expander umfassen. Die SAS Geräte, wie Endgeräte und Expandervorrichtungen, können untereinander verbunden sein, um eine skalierbare Speicherung in einer SAS Umgebung zu liefern. SAS Geräte sind typischerweise mit einer Gruppe von Punkt-zu-Punkt Links in der SAS Domäne untereinander verbunden. Die SAS Geräte können ebenfalls zumindest zwei Verbindungen für eine erhöhte Leistung und Zuverlässigkeit beinhalten. In einer Verbindung von SAS Geräten oder SAS Domänen, wird jede logische Verbindung zu einem Knoten über einen Port gemacht. Ein Port kann eine Mehrzahl von Punkt-zu-Punkt Links, welche als "Phys" bezeichnet werden können, umfassen. Beispielsweise kann ein typisches Mediengerät, wie beispielsweise ein Plattenlaufwerk, zwei Ports umfassen, wobei jeder Port zumindest einen Phy beinhaltet. Zusätzlich können mehrere Phys zusammen angeordnet sein um einen Port zu bilden, wodurch mehrere gleichzeitige Verbindungen eingerichtet werden können. Solche Ports können als Breitband-Ports (wide ports) bezeichnet werden.
Die Vorrichtung 100 kann zumindest zwei Expandervorrichtungen 102 und 104 umfassen, die externe Ports besitzen, die zum Verbinden mit SAS Endgeräten geeignet sind. Jede Expandervorrichtung 102 und 104 kann einen subtraktiven Port 106 bzw. 108 und einen table-mapped Port 110 bzw. 112 umfassen. Die Expandervorrichtungen 102 und 104 können miteinander über eine redundante physikalische Verbindung 114 gekoppelt sein. In einer Vorrichtung 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die zwei Expandervorrichtungen über zumindest zwei separate jedoch redundante SAS physikalische Breitband-Verbindungen querverbunden sein. Die Verbindungen können verkabelt oder geführt sein und können jeweils zwei differentielle Breitband-Paar-Links oder -Verbindungen aus den zwei subtraktiven und table-mapped Breitband-Ports der Expandervorrichtung umfassen. Die differentiellen Paar-Links können eine differentielle Signalübermittlung verwenden, in der ein Signal durch ein Paar von Treibergeräten übertragen wird, die komplementäre Signale auf zwei Leitungen übertragen. In der differentiellen Signalübermittlung kann das Signal, das am Empfänger detektiert wird, die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Leitungen sein. Die Breitband-Links können zweifache (×2) Breitband-Links sein. In der gezeigten Ausführungsform können voll redundante vierfache (×4) SAS externe Kabel zwischen einem table-mapped Port einer ersten Expandervorrichtung und einem subtraktiven Port einer zweiten Expandervorrichtung implementiert sein. Dadurch kann die Vorrichtung 100 geeignet sein, einen Verbindungsausfallsicherungsschutz für redundante Speichersubsysteme bereitzustellen. Beispielsweise kann in Betracht gezogen werden, dass das Aufteilen der subtraktiven und table-mapped Edge-Expander-Portverbindungen über zwei separate physikalische Verbindungen eine Verbindungsausfallsicherung ermöglichen kann, was zu zumindest zwei subtraktiven und table-mapped querverbundenen Breitband-Ports der Edge-Expander führt. Die Vorrichtung 100 kann darüber hinaus zumindest zwei seriell angeschlossene SCSI Controller umfassen und jede der zumindest zwei Expandervorrichtungen 102 und 104 kann mit einem der zumindest zwei seriell angeschlossenen SCSI Controller gekoppelt sein.
Es kann in Betracht gezogen werden, dass die Expandervorrichtungen 102 und 104 Edge-Expandervorrichtungen oder ähnliche Expandervorrichtungen, geeignet zur Kommunikation mit bis zu 128 SAS Adressen, sind. Eine Edge-Expandervorrichtung kann es ermöglichen, eine Kommunikation zwischen Knoten, die direkt mit der Edge-Expandervorrichtung verbunden sind, einzurichten. Entsprechend den SAS Spezifikationen kann ein Edge-Expander einen subtraktiven Port zum Weiterleiten von Nachrichten, die nicht mit gespeicherten Routing-Tabellen für die Expandervorrichtung korrespondieren, und eine Mehrzahl von table-mapped Verbindungserweiterungsports (connectivity expansion ports) umfassen. Dies kann größere Kommunikationen zwischen SAS Geräten ermöglichen. Ein table-mapped Port kann alle SAS Befehle an Ziele (targets) oder Initiatoren (initiators) leiten, die zum Zeitpunkt der Auffindung in der Edge-Expander Domänen-Tabellenkarte (domain table-map) registriert sind. Ein subtraktiver Port kann benutzt werden, sobald ein Ziel oder Initiator versucht, ein SAS Gerät mit einer Adresse, die nicht in der Domänen-Tabellenkarte ist, anzusprechen. Beispielsweise kann, falls ein SAS Knoten eine Verbindungsanfrage an den Edge-Expander macht und dabei einen Knoten, der nicht direkt mit dem Edge-Expander verbunden ist, anfrägt, die Anfrage über den subtraktiven Routing-Port weiter nach außen geleitet werden.
In einigen Ausführungsformen einer Vorrichtung 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die jeweiligen subtraktiven Routing-Ports des Edge-Expanders mit einem Fanout-Expander verbunden sein. Der Fanout-Expander kann eine Routing-Tabelle beinhalten und kann geeignet sein, den richtigen Edge-Expander zum Routen der Anfrage zu bestimmen, wie zum Beispiel den Edge-Expander, mit dem der angefragte Knoten direkt verbunden ist. Expandervorrichtungen wie beispielsweise Edge-Expander können eine direkte Routing-Tabelle erhalten, die geeignet ist, zugehörige SAS Adressen, die direkt mit dem Edge-Expander gekoppelt sein können, zu identifizieren. Edge-Expander können darüber hinaus table- oder subtraktives Routing benutzen, um Frames an Phys, die mehr als ein Level von dem Edge-Expander entfernt sein können, zu leiten. In einer Ausführungsform einer Vorrichtung 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Expandervorrichtung eine interne Tabelle von Adressen benutzen, um Frames an angeschlossene Geräte zu routen (table routing). Ein Tabellen-Port kann eine Tabellen-Adressierung bereitstellen, was typischerweise benutzt wird, sobald sich der Port mit einer anderen Expandervorrichtung verbindet, die eine Mehrzahl von Geräten hinter sich haben kann. Niedrigere Edge-Expander können direktes Routing benutzen, um Frames an direkt angeschlossene SAS Plattengeräte zu übertragen. In der vorhergehenden Weise kann die Größe der Routingtabellen für jede Expandervorrichtung im Vergleich zu derjenigen Tabelle, die benötigt wird, um alle gültigen Adressen für alle Speichervorrichtungen innerhalb des eingeschlossenen Subsystems zu enthalten, minimiert werden. Beispielsweise können ein erster Kommuniaktionslink, der eine differentielle Signalübermittlung benutzt, und ein zweiter Kommunikationslink, der differentielle Signalübermittlung benutzt, in jedes der Kabel mit eingeschlossen sein. Der zweite Kommunikationslink kann dazu verwendet werden, entweder eine direkte Kommunikation oder eine Ausfallsicherungs-Kommunikation zwischen einem subtraktiven Port und einem Table-Port bereitzustellen, dergestalt, dass der empfangende Port nur eine Portadresse detektiert oder auflöst, obwohl zwei unterschiedliche Kommunikationslinks möglich sein können. Das Verbinden der subtraktiven und table-mapped Ports von zumindest zwei Expandervorrichtungen kann als Querverbinden bezeichnet werden. Das Querverbinden der subtraktiven und table-mapped Ports von zumindest zwei Expandervorrichtungen kann die Kommunikation zwischen jedem einer Mehrzahl von SAS Geräten über die verfügbaren Ports der Mehrzahl von SAS Geräten ermöglichen. Darüber hinaus kann das direkte Querverbinden der subtraktiven und table-mapped Ports nicht mehrere Pfade mit der gleichen Adresse in Kontakt bringen oder einen Datenloop schaffen.
Die erste Expandervorrichtung 102 und die zweite Expandervorrichtung 104 können kommunikativ über eine redundante physikalische Verbindung 114 in einer im Wesentlichen ähnlichen Weise gekoppelt sein, um entsprechende Verbindungen bereitzustellen. Die redundante physikalische Verbindung 114 kann eine Kabelanordnung, implementiert mit entweder einem Einzelport- oder Dualport-Anschluss, sein. Die Anschlüsse und die Kabelanordnungen können bis zu vier physikalische SAS Links verbinden. In einer Ausführungsform kann ein erstes Kabel 114 einen Kommuniaktionslink zwischen dem ersten subtraktiven Port 106 und dem zweiten Table-Port 112 beinhalten. Ein zweites Kabel 114 kann einen Kommuniaktionslink zum kommunikativen Koppeln des ersten Table-Ports 110 mit dem zweiten subtraktiven Port 108 umfassen. Die redundante physikalische Verbindung kann eine Querkommuniaktion zwischen dem subtraktiven Port 106 der ersten Expandervorrichtung 102 und dem table-mapped Port 112 der zweiten Expandervorrichtung 104, und dem subtraktiven Port 108 der zweiten Expandervorrichung 104 und dem table-mapped Port 110 der ersten Expandervorrichtung bereitstellen. In einer Ausführungsform kann die Verbindung der ersten und der zweiten Expandervorrichtung 102 bzw. 104 sogenanntes two-by-two porting bereitstellen und die Kommunikation im Fall des Verlustes oder des Ausfalls von einem der Kabel erlauben.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer SAS Controller-Vorrichtung 200, umfassend eine Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung 100 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 kann eine Verbindung für einen ersten Edge-Expander 106, der sich in einem ersten Speichersubsystem 202 befindet, und einem zweiten Edge-Expander 108, der sich in einem zweiten Speichersubsystem 204 befindet, bereitstellen, um eine Controller-Verbindung über redundante Speichersubsysteme hinweg zu erlauben. Die SAS Controller Vorrichtung 200 kann zumindest zwei SAS Controller 206 und 208 beinhalten. Die Controller 206 und 208 können SAS Initiatoren oder Host-Geräte sein. Die Controller 206 und 208 können beispielsweise redundanter Array von unabhängigen Platten(RAID)-Controller sein. In einer Ausführungsform kann ein erstes Speichersubsystem 202 einen ersten RAID Controller 206 beinhalten. Ein zweites Speichersubsystem 204 kann einen zweiten RAID Controller 208 beinhalten. Eine erste Expandervorrichtung 102 in einem ersten Speichersubsystem 202 und eine zweite Expandervorrichtung 104 in einem zweiten Speichersubsystem 204 können kommunikativ über eine Verbindungsvorrichtung 100 wie von der vorliegenden Erfindung genannt, gekoppelt sein. Die Verbin dung kann das Targeting von Datenspeicherlaufwerken entweder in einem ersten Array oder in einem zweiten Array durch einen ersten RAID Controller 206 und einen zweiten RAID Controller 208 erlauben. In dem gezeigten Beispiel können die Controller 206 und 208 in Übereinstimmung mit dem SAS Protokoll arbeiten. In der vorliegenden Ausführungsform kann die individuelle Hardware, wie ein integrierter Schaltkreis, die die Edge-Expander bildet, im Wesentlichen ähnlich sein.
Jeder SAS Controller kann mit einer SAS Fanout-Vorrichtung oder einer Expandervorrichtung gekoppelt sein. In dem in 2 gezeigten Beispiel kann der SAS Controller 206 mit der SAS Expandervorrichtung 102 gekoppelt sein und der SAS Controller 208 ist mit der SAS Expandervorrichtung 104 gekoppelt. Die SAS Expandervorrichtungen 102 und 104 können miteinander durch zumindest zwei redundante physikalische Links 114 gekoppelt sein. Die Vorrichtung 200 kann redundante aktive Kontrolle von mehreren Speichersubsystemen erlauben, um eine Auswirkung von Systemlevel-Ausfällen auf die Kontrolle der Datenspeichervorrichtungen innerhalb der Vorrichtung zu minimieren. Die Vorrichtung 200 kann Controllerausfälle durch das Anordnen von einzelnen redundanten Controllern in separaten Subsystemen, die in unterschiedlichen Einhausungen beinhaltet sind, minimieren. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Vorrichtung 200 ein erstes Speichersubsystem 202 und ein zweites Speichersubsystem 204. Jedes des ersten Subsystems 202 und des zweiten Subsystems 204 beinhaltet einzeln einen Array von Speichervorrichtungen. Eine Vielfalt von Datenspeichervorrichtungen kann implementiert werden, wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Zusätzlich kann ein Array von Speichervorrichtungen mit unterschiedlichen Leveln von Redundanz konfiguriert sein, wie beispielsweise eine RAID-1/10 Konfiguration, eine RAID-5 Konfiguration und ähnliche, wie gewünscht.
3 zeigt ein Blockdiagramm einer zusätzlichen Ausführungsform einer SAS RAID Controller-Vorrichtung 300, umfas send eine Expandervorrichtungs-Verbindungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt kann eine Vorrichtung 300 geeignet sein, SAS subtraktive Port-Verbindungen halber Bandbreite (half-width, ×2) von jedem SAS Expander bereitzustellen, unter Benutzung der Hälfte der vollen Bandbreite (×4) der externen Verbindungen. Die Vorrichtung 300 kann daher externen Intercontroller-Verbindungen voller Bandbreite oder Kabeln erlauben, vollständig redundant aus einer subtraktiven und einer table-mapped Perspektive zu sein. Die Vorrichtung 300 kann eine redundante aktive Kontrolle von mehreren Speichersubsystemen erlauben, um eine Auswirkung von Systemlevel-Ausfällen auf die Kontrolle der Datenspeichervorrichtungen innerhalb der Vorrichtung zu minimieren. Die Vorrichtung 300 kann Controllerausfälle ebenfalls minimieren durch das Anordnen der redundanten Controller in separaten Subsystemen, die in unterschiedlichen Einhausungen beinhaltet sein können. In der gezeigten Ausführungsform kann die Vorrichtung 300 ein erstes Speichersubsystem 302 und ein zweites Speichersubsystem 304 umfassen. Jedes des ersten Subsystems 302 und des zweiten Subsystems 304 kann einzeln zumindest ein RAID Array von Speichervorrichtungen 306 und 308 umfassen. Eine Vielfalt von Datenspeichervorrichtungen kann implementiert werden, wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Zusätzlich kann ein Array von Speichervorrichtungen 306 und 308 mit unterschiedlichen Leveln von Redundanz konfiguriert sein, wie beispielsweise eine RAID-1/10 Konfiguration, eine RAID-5 Konfiguration und ähnliche, wie gewünscht.
Das erste Speichersubsystem 302 kann einen ersten Controller 206 umfassen und das zweite Speichersubsystem 304 kann einen zweiten Controller 208 umfassen. Die Controller 206 und 208 können RAID Controller wie SAS RAID Controller sein. In einer Ausführungsform der Vorrichtung 300 können die Controller 206 und 208 in Übereinstimmung mit dem SAS Protokoll arbeiten. Jedes der Speichersubsysteme 302 und 304 kann zudem zumindest zwei Edge-Expandervorrichtungen 310, 312, 314 und 316 umfas sen. In der gezeigten Ausführungsform kann die individuelle Hardware, wie ein integrierter Schaltkreis, die die Edge-Expander bildet, im Wesentlichen ähnlich sein. Es versteht sich, dass unterschiedliche Software-Konfigurationen wie eine Routing-Tabelle zum Weiterleiten von Table-Routing- und subtraktiven Routing-Daten in den Edge-Expandern beinhaltet sein können, basierend auf dem relativen Zusammenhang der verschiedenen Edge-Expander, oder dass diese dynamisch durch eine SAS-Host/Initiator-Vorrichtung bereitgestellt werden können. Beispielsweise variieren die Routing-Tabellen zwischen den Edge-Expandern für Table-Routing und subtraktives Routing, basierend auf der Integration des Edge-Expanders in der Vorrichtung. In weiteren Ausführungsformen kann die individuelle Edge-Expander-Hardware abhängig von Designpräferenzen variieren.
Der RAID Controller 206 des Speichersubsystems 302 kann kommunikativ mit den Edge-Expandern 310 und 312 über eine Direkt-Routing SAS Methodik verbunden sein. Die Edge-Expander 310 und 312 können kommunikativ mit einer Speichervorrichtung in dem Speichersubsystem 302 gekoppelt sein. Beispielsweise können die Edge-Expander 310 und 312 individuell über Table-Ports, wie beispielsweise Table-Ports 320 und 322, mit jeder der Datenvorrichtungen (Datenlaufwerke "1" bis "N" wie gezeigt), die im Speichersubsystem 302 enthalten sind, gekoppelt sein, um eine Table-Routing SAS-Methodik zu gestatten. Daher können Daten von jedem der zumindest zwei Edge-Expandervorrichtungen 310 und 312 weitergeleitet werden. Zusätzliche Table-Ports können in den Edge-Expandervorrichtungen 310 und 312 je nach Bedarf beinhaltet sein. Das Speichersubsystem 304 kann zumindest zwei Edge-Expandervorrichtungen 314 und 316 umfassen und das Speichersubsystem 304 kann in im Wesentlichen ähnlicher Art und Weise wie das Speichersubsystem 302 angeordnet und konfiguriert sein.
Wie darüber hinaus in 3 gezeigt ist, können die Edge-Expander 310 und 312 kommunikativ gekoppelt sein um das Targeting eines Datenspeicher-Laufwerks in entweder dem ersten Array oder dem zweiten Array durch den SAS RAID Controller 206 zu erlauben und die Edge-Expander 314 und 316 können kommunikativ gekoppelt sein um das Targeting eines Datenspeicher-Laufwerks in entweder dem ersten Array oder dem zweiten Array durch den SAS RAID Controller 208 zu erlauben. Wie in 2 gezeigt, können in der vorliegenden Ausführungsform voll redundante ×4 (vierfach) SAS externe Kabel zwischen einem Table-Port 324 des Edge-Expanders 310 und einem subtraktiven Port 326 des Edge-Expanders 314 implementiert sein. Dem Durchschnittsfachmann ist geläufig, dass jeder der Edge-Expander 310, 312, 314 und 316 in dem gezeigten Beispiel einen einzelnen subtraktiven Port zum Weiterleiten von Nachrichten, die nicht mit gespeicherten Routing-Tabellen für den Edge-Expander korrespondieren, umfassen kann. In der genannten Art ist die Größe der Routing-Tabellen für jeden Edge-Expander 310, 312, 314 und 316 minimiert im Vergleich zu derjenigen, die erforderlich ist, um alle gültigen Adressen für alle Speichervorrichtungen innerhalb des beinhalteten Subsystems zu enthalten. Beispielsweise können ein erster Kommunikationslink, der differentielle Signalübermittlung benutzt, und ein zweiter Kommunikationslink, der differentielle Signalübermittlung benutzt, in jedem der Kabel 332, 334, 336 und 338 beihaltet sein. Der zweite Kommunikationslink kann dazu verwendet werden, um entweder eine direkte Kommunikation oder eine Ausfallsicherungs-Kommunikation zwischen einem subtraktiven Port und einem Table-Port bereitzustellen. Durchschnittsfachleute werden erkennen, dass der Ausdruck "Ausfallsicherung" eine Querkommunikationskopplung der unterschiedlichen subtraktiven Ports und table-mapped Ports beinhalten kann, dergestalt dass der empfangene Port nur eine Portadresse detektiert oder auflöst, obwohl zwei unterschiedliche Kommunikationslinks möglich sind. Beispielsweise kann ein erstes Kabel 332 einen Kommuniaktionslink zum kommunikativen Koppeln eines subtraktiven Ports 330 der Expandervor richtung 310 mit einem table-mapped Port 332 der Expandervorrichtung 314 beinhalten und kann ebenfalls einen zweiten Kommunikationslink zum Bereitstellen einer Querkommunikation zwischen einem table-mapped Port 324 der Edge-Expandervorrichtung 310 und einem subtraktiven Port 326 der Edge-Expandervorrichtung 314 beinhalten. Ein zweites Kabel 334 kann einen Kommunikationslink zwischen einem table-mapped Port 324 der Edge-Expandervorrichtung 310 und einem subtraktiven Port 326 der Edge-Expandervorrichtung 314 beinhalten, sowie eine Querverbindung zum Bereitstellen einer Kommunikation zwischen dem subtraktiven Port 330 der Edge-Expandervorrichtung 310 und einem table-mapped Port 332 der Edge-Expandervorrichtung 314. In einer Ausführungsform kann die Verbindung der Edge-Expander 310 und 314 ein sogenanntes two-by-two porting ermöglichen und erlaubt die Kommunikation sogar im Fall des Verlustes oder des Ausfalls eines der Kabel. Es kann zudem in Betracht gezogen werden, dass die Edge-Expander 312 und 316 kommunikativ in einer im Wesentlichen ähnlichen Art und Weise gekoppelt sein können, um eine entsprechende Verbindung bereitzustellen.
4 zeigt ein Verfahren 400 zum Bereitstellen einer Verbindung von Hochgeschwindigkeits-SAS RAID Controllervorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg. Das Verfahren kann das Bereitstellen einer ersten Expandervorrichtung, die sich in einem ersten Speichersubsystem 402 befindet (402), und einer zweiten Expandervorrichtung, die sich in einem zweiten Speichersubsystem befindet (404), wobei jede der Expandervorrichtungen einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port besitzt, umfassen. Das Verfahren kann zudem das Verbinden des subtraktiven Ports der ersten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der zweiten Expandervorrichtung über eine erste redundante physikalische Verbindung (406) und das Verbinden des subtraktiven Ports der zweiten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der ersten Expandervorrichtung über eine zweite redundante physikalische Verbindung (408) umfassen. Das Verfahren kann eine Verbin dungsausfallsicherung durch das Bereitstellen von zumindest vier Breitband-Ports, die über zumindest zwei Speichersysteme querverbunden sind, bereitstellen. Die Breitband-Ports können subtraktiven und table-mapped Breitband-Ports sein. Die subtraktiven und table-mapped Breitband-Ports können zweifache Breitband-Ports, die zwei verfügbare Ports zum Verbinden besitzen, sein. Es kann zudem in Betracht gezogen werden, dass die Breitband-Ports zusätzliche verfügbare Ports zum Verbinden bereitstellen können. Das Verfahren kann zum Bereitstellen einer Verbindung von Hochgeschwindigkeits-Controllervorrichtungs-Kanälen von seriell angeschlossenen SCSI (SAS) redundanten Arrays von unabhängigen Platten (RAIDs) über redundante Speichersubsysteme hinweg, geeignet sein.
Es versteht sich, dass unterschiedliche Software-Konfigurationen wie eine Routing-Tabelle zum Weiterleiten von Table-Routing- und subtraktiven Routing-Daten in den Edge-Expandern beinhaltet sein können, basierend auf dem relativen Zusammenhang der verschiedenartigen Edge-Expander, oder dass diese dynamisch durch eine SAS Host- oder Initiator-Vorrichtung bereitgestellt werden können. Beispielsweise variieren die Routing-Tabellen zwischen Edge-Expandern für Table-Routing und subtraktives Routing, basierend auf der Integration des Edge-Expanders in der Vorrichtung. In weiteren Ausführungsformen kann die individuelle Edge-Expander-Hardware abhängig von Designpräferenzen variieren.
Es ist erkennbar, dass die spezifische Reihenfolge oder Hierarchie der Schritte in dem zuvor offenbarten Verfahren Beispiele von erläuternden Ansätzen sind. Es ist erkennbar, dass basierend auf Designpräferenzen die spezifische Reihenfolge oder Hierarchie der Schritte in dem Verfahren innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung umgeordnet werden können. Die beiliegenden Verfahrensansprüche zeigen Elemente der verschiedenartigen Schritte in einer Musterreihen folge und sind nicht dazu gedacht, auf die spezielle gezeigte Reihenfolge oder Hierarchie beschränkt zu sein.
Es wird davon ausgegangen, dass die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zahlreicher ihrer Vorteile durch die vorhergehende Beschreibung verständlich gemacht wurden. Es wird auch davon ausgegangen, dass es offensichtlich ist, dass zahlreiche Änderungen in der Form, dem Aufbau und der Anordnung deren Bestandteile gemacht werden können, ohne den Anwendungsbereich und den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen oder ohne alle ihrer wesentlichen Vorteile zu opfern. Die zuvor beschriebene Form ist lediglich ein erläuterndes Ausführungsbeispiel. Solche genannten Änderungen sollen ebenfalls im Schutzbereich der folgenden Ansprüche enthalten sein.
Zusammenfassung
Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden von SAS RAID Controller-Vorrichtungs-Kanälen über redundante Speichersubsysteme hinweg
Eine Vorrichtung umfasst eine erst Expandervorrichtung und eine zweite Expandervorrichtung. Die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung umfassen einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port und sind geeignet zum Koppeln eines ersten seriell angeschlossenen SCSI Controllers mit einem zweiten seriell angeschlossenen SCSI Controller. Die erste und die zweite Expandervorrichtung sind über eine redundante physikalische Verbindung quergekoppelt.

Claims

Vorrichtung, umfassend: eine erste Expandervorrichtung; und eine zweite Expandervorrichtung, wobei jede der ersten Expandervorrichtung und der zweiten Expandervorrichtung einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port umfasst und geeignet ist zum Koppeln eines ersten seriell angeschlossenen SCSI Controllers mit einem zweiten seriell angeschlossenen SCSI Controller, wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung über eine redundante physikalische Verbindung quer gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste seriell angeschlossene SCSI Controller mit der ersten Expandervorrichtung gekoppelt ist und der zweite seriell angeschlossene SCSI Controller mit der zweiten Expandervorrichtung gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der subtraktive Port der ersten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der zweiten Expandervorrichtung gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der subtraktive Port der zweiten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der ersten Expandervorrichtung gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der table-mapped Port Befehle von dem seriell angeschlossenen SCSI Controller an ein Target oder an einen Initiator, registriert in einer Domänen-Tabellenkarte der Expandervorrichtung zum Zeitpunkt der Auffindung, leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung Edge-Expandervorrichtungen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Expandervorrichtung sich in einem ersten Speichersubsystem befindet und die zweite Expandervorrichtung sich in einem zweiten Speichersubsystem befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das erste Speichersubsystem in einer ersten Einhausung ist und das zweite Speichersubsystem in einer zweiten Einhausung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung individuell mit einem Datenlaufwerk, das in einer Mehrzahl von Datenlaufwerken, einen SAS RAID Array umfassend, enthalten ist, gekoppelt sind.
Vorrichtung, umfassend: ein erstes Speichersubsystem umfassend: einen ersten redundanter Array von unabhängigen Platten (RAID) Controller; und eine erste Expandervorrichtung, wobei die erste Expandervorrichtung kommunikativ mit dem ersten RAID Controller gekoppelt ist und zudem einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port umfasst; ein zweites Speichersubsystem umfassend: einen zweiten redundanter Array von unabhängigen Platten (RAID) Controller; und eine zweite Expandervorrichtung, wobei die zweite Expandervorrichtung kommunikativ mit dem zweiten RAID Controller gekoppelt ist und zudem einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port umfasst; einen ersten Kommunikationslink, der den subtraktiven Port der ersten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der zweiten Expandervorrichtung koppelt; und einen zweiten Kommunikationslink, der den subtraktiven Port der zweiten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der ersten Expandervorrichtung koppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erste Kommunikationslink und der zweite Kommunikationslink geeignet sind zum Bereitstellen einer Verbindungs-Ausfallsicherung, was zu zumindest zwei querverbundenen subtraktiven Breitband-Ports und table-mapped Breitband-Ports führt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung zum Kontrollieren einer Mehrzahl von Datenlaufwerken, die in dem ersten SAS RAID Array und dem zweiten SAS RAID Array enthalten sind, konfiguriert und angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erste Kommunikationslink und der zweite Kommunikationslink in einem physikalischen Kabel enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Speichersubsystem in einer ersten Einhausung ist und das zweite Speichersubsystem in einer zweiten Einhausung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Expandervorrichtung und die zweite Expandervorrichtung individuell mit einem Datenlaufwerk, das in einer Mehrzahl von Datenlaufwerken, einen SAS RAID Array umfassend, enthalten ist, gekoppelt sind.
Verfahren, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen einer ersten Expandervorrichtung, die sich in einem ersten Speichersubsystem befindet, und einer zweiten Expandervorrichtung, die sich in einem zweiten Speichersubsystem befindet, wobei jede der Expandervorrichtungen einen subtraktiven Port und einen table-mapped Port besitzt; Verbinden des subtraktiven Ports der ersten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der zweiten Expander vorrichtung über eine erste redundante physikalische Verbindung; und Verbinden des subtraktiven Ports der zweiten Expandervorrichtung mit dem table-mapped Port der ersten Expandervorrichtung übre eine zweite redundante physikalische Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend Bereitstellen von zumindest vier Breitband-Ports, die über das erste Speichersubsystem und das zweite Speichersubsystem querverbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Edge-Expander und der zweite Edge-Expander zum Ausführen von Table-Routing mit der Mehrzahl von Datenlaufwerken, die in dem ersten SAS RAID Array enthalten sind, konfiguriert sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Edge-Expander und der zweite Edge-Expander zum Kommunizieren über sowohl subtraktives Routing als auch Table-Routing konfiguriert sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das erste Speichersubsystem in einer ersten Einhausung ist und das zweite Speichersubsystem in einer zweiten Einhausung ist.