DE69535099T2

DE69535099T2 - Identifizieren der Steuergerätepaare in einer Festplattenanordnung mit dualem Steuergerät

Info

Publication number: DE69535099T2
Application number: DE69535099T
Authority: DE
Inventors: Mark D. Boise Petersen; Barry J. Boise Oldfield
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2015-09-02
Also published as: JPH08263222A; EP0723223A2; DE69535099D1; US5553230A; EP0723223A3; EP0723223B1

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Computerplattenspeicherungssteuerungen und insbesondere auf ein Steuerungspaaridentifizierungssystem für Steuerungen mit gespiegeltem Speicher in einem Dualsteuerungsplattenspeicherungssystem.
Hintergrund der Erfindung
In hochzuverlässigen Computerplattenspeicherungssystemen besteht ein Wunsch, über eine Redundanz in all den physischen Teilen zu verfügen, die ein Teilsystem bilden, um die Möglichkeit eines Datenverlusts und einer Ausfallzeit auf das Ausfallen eines Teils hin zu reduzieren. Die Verwendung von Dualplattenspeicherungssteuerungen, die jeweils ihren eigenen Speicher aufweisen, liefert mehrere Hauptvorteile für ein Plattenspeichersystem. Zum Beispiel wird (1) eine Redundanz von Speicherungsinformationen behalten, um eine Wiedergewinnung in dem Fall eines Ausfalls oder Verlusts einer Steuerung oder seines Speichers zu ermöglichen; ist (2) eine Reparatur einer deaktivierten Steuerung während einer Operation aufgrund der Ausfallüberwindungsfähigkeiten einer sekundären Steuerung machbar; und wird (3) eine größere Systemnutzzeit dadurch, dass die sekundäre Steuerung verfügbar ist, erzielt.
Mit dem Wunsch nach mehr Leistung aus diesen redundanten Teilsystemen sind ein Cache-Speichern und die Verwendung eines Speichers als zeitweilige Speicherung üblich gewor den. Die Verwendung eines synchronisierten redundanten Echtzeit-Speichers (gespiegelter Speicher) in Dualsteuerungen kann Geschwindigkeit und Genauigkeit in dem Fall einer Ausfallsicherung von einer Steuerung zu der anderen verbessern.
Eine Bestimmung dessen, wer eine MASTER-Steuerung in einem Dualsteuerungssystem ist, ist entscheidend für ein Bewahren der Integrität des Inhalts des gespiegelten Speichers. Wenn nämlich ein Computerplattenarray zwei Steuerungen beinhaltet, die ein gemeinsames Array steuern, muss eine Entscheidung während einer Initialisierung hinsichtlich dessen getroffen werden, welche Steuerung ein gültiges Speicherbild aufweist, so dass auf die korrekte Seite des gespiegelten Speichers zugegriffen und dieselbe verwendet wird. Ein gültiges Speicherbild bedeutet, dass die in dem Speicher gespeicherten Daten den Plattenlaufwerken zugeordnet sind, die gegenwärtig in dem Array installiert sind. Danach wird die Steuerung mit dem gültigen Speicherbild als die MASTER-Steuerung bezeichnet. Eine Initialisierung könnte während eines Hochfahrens oder während eines Rücksetzens einer Steuerung auftreten, d. h. nachdem ein Fehler oder eine Steuerungskartenersetzung aufgetreten ist. Ein Faktor bei dieser Entscheidung ist, ob diese beiden Steuerungen zuvor bereits zusammengearbeitet haben, d. h. ob dieselben in der gleichen Anordnung auf dem gleichen Satz von Plattenlaufwerken gearbeitet haben und so ein Steuerungspaar bilden.
Folglich besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Mittel zur Bestimmung dessen, wer die MASTER-Steuerung ist, auf eine Initialisierung in einem Dualsteuerungsplattenspeicherungssystem hin zum Bewahren der Integrität des Inhalts des gespiegelten Speichers bereitzustellen.
Die EP 0482532 offenbart ein Identifizierungssystem für ein Computerplattenspeicherungssteuersystem, das eine Mehrzahl von Steuerungen und einen vorbestimmten Master aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert.
Gemäß Prinzipien der vorliegenden Erfindung bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel liefert in einem Plattenspeicherungssystem, das zwei Steuerungen und einen gespiegelten Speicher zwischen denselben aufweist, ein Steuerungsidentifizierungssystem eindeutige Systemidentifizierungs- (ID-) Daten (Nummer, Passwort, usw.), die für beide Steuerungen zugänglich sind, für eine Bestimmung dessen, welche Steuerung der MASTER ist. Der Identifizierer ist physisch an einem Ort befestigt, der immer durch die Steuerungen zugänglich bleiben wird, wie z. B. in der Umhüllung, die das Treiberarray beinhaltet. Üblicherweise speichert ein Nur-Lese-Speicher (ROM) den Identifizierer.
Zusätzliche Informationen
Während einer Initialisierung liest jede Steuerung diese Systemidentifiziererdaten und vergleicht dieselben mit jeweiligen Steuerungsidentifiziererdaten, die zuvor in einem nichtflüchtigen Speicherbereich jeder Steuerung gespeichert wurden. Wenn der Systemidentifizierer mit dem Steuerungsidentifizierer übereinstimmt, wurde die Steuerung nicht bewegt und weist deshalb ein gültiges Speicherbild auf. Diese Steuerung könnte dann eine MASTER-Steuerung werden. Ein MASTER-Bitsignal wird dann geprüft; und, wenn dieses gesetzt ist, war die Steuerung zuvor die MASTER-Steuerung und wird auch weiterhin die MASTER-Steuerung sein. Wenn die Identifizierer nicht übereinstimmen, ist die Steuerung eine Neuankunft und der Systemidentifizierer wird in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung zur Bezugnahmen auf die nächste Initialisierung hin, nachdem dieser Speicher gültig gemacht wird, gespeichert.
Im Grunde greift jede der Plattensteuerungen auf eine gemeinsame Systemidentifizierernummer innerhalb der Plattensystemanordnung zu und „liest" diese Systemidentifizierernummer während eines Initialisierungsvorgangs. Auf ein Fertigstellen des Lesens der Nummer hin vergleicht jede Steuerung die Systemnummer mit einer Steuerungsidentifizierernummer, die in ihrem eigenen Speicher gespeichert ist. Die Optionen als ein Ergebnis dieses Vergleichs sind dann:

(1) der Systemidentifizierer stimmt mit dem Steuerungsidentifizierer überein, deshalb wurde die Steuerung bereits zuvor in dieser Anordnung verwendet;
(2) der Systemidentifizierer stimmt nicht mit dem Steuerungsidentifizierer überein, deshalb wurde die Steuerung zuvor noch nicht in dieser Anordnung verwendet; oder
(3) in der Steuerung ist kein Steuerungsidentifizierer zum Vergleich mit dem Systemidentifizierer gespeichert (dies würde eine neue und nicht verwendete Steuerung anzeigen).

Die Ergebnisse dieser Leseaktionen werden auch unter Steuerungen verglichen, d. h. Ergebnisse einer Steuerung A werden mit Ergebnissen einer Steuerung B verglichen. Dieser Vergleich unter Steuerungen liefert wie folgt Optionen und Ergebnisse:

(1) Wenn beide Steuerungen mit der gespeicherten Systemidentifizierernummer übereinstimmen, wird eine willkürliche Entscheidung hinsichtlich dessen durchgeführt, welche Steuerung der MASTER ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der vorherige Master als MAS-TER ausgewählt. Der „vorherige" Master wird durch ein Lesen eines MASTER-Bitsignals in dem nichtflüchtigen Speicher jeder Steuerung bestimmt. Das MASTER-Bit signal wird durch eine Steuerung gesetzt, wenn dies der MASTER ist. So war die Steuerung, deren MASTER-Bit gesetzt ist, die „vorherige" MASTER-Steuerung und wird auch weiterhin die MASTER-Steuerung sein.
(2) Wenn die Steuerung A mit der System-ID-Nummer übereinstimmt und die Steuerung B nicht mit der System-ID-Nummer übereinstimmt, ist die Steuerung A der Master und der Speicher der Steuerung B wird konsistent zu der Steuerung A gemacht.
(3) Wenn die Steuerung B mit der System-ID-Nummer übereinstimmt und die Steuerung A nicht, ist die Steuerung B der Master und der Speicher der Steuerung A wird konsistent zu der Steuerung B gemacht.
(4) Wenn keine Steuerung mit der System-ID-Nummer übereinstimmt, wird die Steuerung A (oder B) willkürlich als Master ausgewählt und die Speicher werden konsistent gemacht.
(5) Wenn eine beliebige oder beide Steuerungen keine Steuerungsidentifizierernummer aufweisen, die mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt, wird die System-ID-Nummer an diesen Steuerungs-Speicher geschrieben.

Das Computer-Dualplattenspeicherungssteuerungssystem zur Ausführung dieser Funktionen weist folgende Merkmale auf:
eine erste und eine zweite Plattensteuerung, wobei jede Steuerung einen zueinander gespiegelten Speicher aufweist;
eine Einrichtung zum Kommunizieren zwischen Steuerungen;
eine Einrichtung für jede Steuerung zur Kommunikation mit einem Plattenlaufwerksarray innerhalb des Plattenspeicherungssteuerungssystems;
wobei jede Steuerung eine Einrichtung zum Lesen einer Systemidentifizierernummer aufweist;
wobei jede Steuerung eine Einrichtung zum Speichern einer Systemidentifizierernummer innerhalb der Steuerung aufweist;
wobei jede Steuerung eine Einrichtung zum Vergleichen der Systemidentifizierernummer mit einer gespeicherten Steuerungsidentifizierernummer in jedem der gespiegelten Speicher aufweist;
wobei jede Steuerung eine Einrichtung zur Auswahl einer Master-Steuerung aufweist, wobei die Auswahleinrichtung ferner folgende Merkmale aufweist:
eine willkürliche Auswahl einer neuen MASTER-Steuerung in dem Fall, in dem beide Steuerungsnummern mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmen;
eine Auswahl der ersten Steuerung als MASTER, wobei die Nummer der ersten Steuerung mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt und die Nummer der zweiten Steuerung nicht mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt;
eine Auswahl der zweiten Steuerung als MASTER, wobei die Nummer der zweiten Steuerung mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt und die Nummer der ersten Steuerung nicht mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt; und
eine Auswahl der ersten Steuerung als MASTER, wobei keine Steuerungsnummer mit der Systemidentifizierernummer übereinstimmt.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Fähigkeiten der vorliegenden Erfindung werden mit fortschreitender Beschreibung besser ersichtlich.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Komponenten der vorliegenden Erfindung zum Identifizieren von Steuerungspaaren in einem Dualsteuerungsplattenspeicherungssystem darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm der Steuerungspaare innerhalb des Plattenspeicherungssystems der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte darstellt, die bei einer exemplarischen Kommunikation zwischen Steuerungen mit gespiegeltem Speicher und einer Plattensystemidentifizierernummer gemäß dem System und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gefolgt werden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 ist ein Systemdiagramm, das eine Übersicht des vorliegenden erfindungsgemäßen Systems zum Identifizieren von Steuerungspaaren in einem Dualsteuerungsplattenarray darstellt. Ein Plattenspeicherungssystem ist allgemein bei 10 dargestellt, das Plattenspeicherungsvorrichtungen 12, die allgemein bei einem Plattenlaufwerksarray 15 dargestellt sind, und Dualplattenspeicherungssteuerungen, die bei 20 und 25 innerhalb eines Gehäuses 27 dargestellt sind, aufweist. Steuerungen „A" 20 und „B" 25 weisen jeweils einen Speicher 30 bzw. 35 auf (2).
Obwohl fast jeder beliebige Typ eines Direktzugriffsspeichers (RAM) zur Verwendung als Speicher 30 und 35 geeignet ist, wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein nichtflüchtiger RAM (oder flüchtiger RAM, der durch die Verwendung einer Leistungsversorgungssicherung nichtflüchtig gemacht wird) verwendet, um ein Behalten von Daten in dem Fall eines Leistungsausfalls zu erlauben.
Jeder Speicher 30 und 35 ist ein gespiegelter Speicher. Wie in der Technik gut bekannt ist, bedeutet gespiegelter Speicher einfach, dass Daten in einem Speicher in einen weiteren Speicher dupliziert oder „gespiegelt" werden. Wie gespiegelter Speicher in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bedeutet dies, dass Daten in dem Speicher einer Steuerung in den Speicher der anderen Steuerung dupliziert oder „gespiegelt" werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Plattensteuerungen 20 und 25 Plattensteuerungslogiken 60 und 65, die unter anderen Funktionen eine Auswahl dessen steuern, welche Steuerung der MASTER ist. Bei alternativen Ausführungsbeispielen könnte die Steuerlogik an einem zentralen Ort separat von den Steuerungen sein. Ein Plattenspeicherungssystem 10 ist als eine separate Komponente von dem Computer 40 und Peripherievorrichtungen 45 gezeigt, könnte jedoch innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses enthalten sein.
Eines der Schlüsselmerkmale, die Plattenanordnungssystemidentifizierer- (ID-) Nummer, ist in einer Speichervorrichtung 50 (2) gespeichert und bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf der Flüssigkristallanzeige- (LCD-) Anordnung 55. Die Vorrichtung 50 kann typischerweise ein ROM sein.
Diese System-ID-Nummer in der Speichervorrichtung 50 wird während einer Initialisierung durch jede Steuerung 20 und 25 „gelesen". Diese System-ID-Nummer könnte dann in jedem nichtflüchtigen Speicher 30 und 35 für zukünftige Initialisierungsprozeduren gespeichert werden. Die System-ID wird als eine gemeinsame Referenznummer verwendet, um zu identifizieren, ob eine Steuerung 20 oder 25 durch eine neue Steuerung ersetzt wurde. Folglich kann jede Steuerung bestimmen, wer die MASTER-Steuerung werden wird.
Eine ersetzte Steuerung kann eine zuvor gespeicherte Steuerungs-ID-Nummer von einem weiteren Plattenspeicherungssystem aufweisen oder keine Nummer aufweisen, in dem Fall einer neuen und nicht verwendeten Steuerung. In beiden Fällen wird bei jeder der Steuerungen deren Speicherbild konsistent gemacht und die System-ID-Nummer der Arrayanordnung in deren Speicher geschrieben.
Eine Kommunikation zwischen den Steuerungen und dem Plattenarray 15 geschieht durch die Plattenanordnungsrückwandplatine bei 36. Eine Kommunikation zwischen der Steuerung 20 und 25 und mit der System-ID-Speichervorrichtung 50 geschieht ebenso über die Rückwandplatine bei 37 bzw. 38.
Eine Funktionsweise des Plattenspeicherungssystems wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 3 beschrieben. Während einer Initialisierung lesen 62 die Steuerung 20 (als „A" bezeichnet) und die Steuerung 25 (als „B" bezeichnet) die System-ID-Daten in der Speichervorrichtung 50. Jede Steuerung vergleicht dann bei 64 die System-ID-Daten mit gespeicherten Steuerungsdaten in ihren jeweiligen Speichern 30 und 35.
In einem ersten Fall, in dem beide gespeicherte Steuerungsnummern mit der System-ID übereinstimmen, wie bei 67, 69 und 70, kann der vorherige MASTER willkürlich als gegenwärtiger MASTER zugewiesen werden, wie bei 75.
In einem zweiten Fall, in dem die gespeicherten Daten in der Steuerung „A" mit den System-ID-Daten übereinstimmen 67 und 68 und die gespeicherte Nummer in „B" nicht mit der System-ID übereinstimmt 69 und 85, ist dann die Steuerung „A" der MASTER, 110 (über Referenzpunkte 80, 85 und 90). Das Speicherbild auf der Steuerung „A" wird dann an die Steuerung „B" kopiert, wie bei 112. Die Steuerung „A" setzt (speichert) dann ihr MASTER-Bitsignal in ihrem Speicher 30 auf einen WAHR- oder 1-Wert, 115. Wenn das MASTER-Bit gesetzt ist, zeigt dies an, dass die Steuerung der MASTER ist. Zu dieser Zeit werden die System-ID-Daten in einen „B"-Speicher 35 geschrieben 120 und das „B"-Speicher-MASTER-Bit wird auf FALSCH oder Null gesetzt.
In einem dritten Fall, in dem die gespeicherten Daten in der Steuerung „B" mit den System-ID-Daten übereinstimmen (69, 66) und die gespeicherten Daten in der Steuerung „A" nicht mit den System-ID-Daten übereinstimmen (67, 95), wird die Steuerung „B" der MASTER, 125 (über Referenzpunkte 95, 80, 90, 100 und 105). Das Speicherbild auf der Steuerung „B" wird dann an die Steuerung „A" kopiert, wie bei 127. Das „B"-MASTER-Bit wird auf WAHR gesetzt 130 und die System-ID-Daten werden an die „A"-Steuerung 135 geschrieben.
In einem vierten Fall, wenn weder die Steuerung „A" noch „B" die System-ID-Daten gespeichert hatte, wird die Steuerung „A" willkürlich als MASTER bezeichnet 140, das „A"-MASTER-Bit wird gesetzt (gespeichert) 145, die Speicher A und B werden formatiert und initialisiert 147 und die System-ID wird in beide Steuerungen „A" und „B" geschrieben, 150.
Zusammenfassend wurden ein System und eine Prozedur zum Auswählen einer MASTER-Steuerung auf eine Initialisierung hin von einem Paar von Steuerungen offenbart, wobei der bevorzugte MASTER eine Steuerung ist, die bereits zuvor in dem Plattenspeicherungssystem der MASTER war, um die Integrität eines gespiegelten Speichers zu erhalten. In dem Fall, in dem zuvor keine der Steuerungen der MASTER war, wird eine willkürliche Auswahl durchgeführt.
Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne Weiteres unter Verwendung eines beliebigen einer Vielzahl von Hardware- und Softwaretools, die es in der Technik gibt, zu implementieren ist.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist zu erkennen, dass andere alternative Ausführungsbeispiele und Verfahren einer Implementierung oder Modifizierung eingesetzt werden könnten, ohne von dem Schutzbereich der Ansprüche abzuweichen.

Claims

Ein Steuerungsidentifizierungssystem für ein Computerplattenspeicherungssteuersystem (10) mit einer Mehrzahl von Steuerungen (20, 25), mit folgenden Merkmalen: (a) einer Einrichtung zum Lesen von Systemidentifiziererdaten (50); (b) einer Einrichtung zum Vergleichen der Systemidentifiziererdaten mit Steuerungsidentifiziererdaten (64), die jeder der Steuerungen zugeordnet sind, und um ein Vergleichsergebnis für jede Steuerung zu erzeugen; und (c) einer Einrichtung zum Auswählen einer Master-Steuerung basierend auf den Vergleichsergebnissen.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem eine der Steuerungen in einem Fall, in dem alle Steuerungsidentifiziererdaten mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen, willkürlich als eine neue Master-Steuerung ausgewählt wird.
Das System gemäß Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zum Lesen von Master-Bitsignaldaten, die jeder der Steuerungen zugeordnet sind, umfasst, und bei dem in einem Fall, wenn alle Steuerungsidentifiziererdaten mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen, ein vorheriger Master als die Master-Steuerung ausgewählt wird, wobei der vorherige Master eine der Mehrzahl von Steuerungen ist, deren Master-Bitsignal gesetzt ist.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Auswahl einer Mastersteuerung in einem Fall, in dem die Identifiziererdaten der ersten Steuerung mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen und die anderen der Mehrzahl der Steuerungsidentifiziererdaten nicht mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen, eine erste Steuerung als Master auswählt.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur Auswahl einer Master-Steuerung in einem Fall, in dem keine der Steuerungsidentifiziererdaten mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen, willkürlich eine erste Steuerung als Master auswählt.
Das System gemäß Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zum Speichern der Systemidentifiziererdaten in jedem Steuerungsspeicher aufweist.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem eine Auswahl der Master-Steuerung während einer Steuerungsinitialisierung aktiviert ist.
Das System gemäß Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zum Kommunizieren unter den Steuerungen zum Vergleichen aller Steuerungsidentifiziererdaten miteinander und zum Kopieren von Daten von einer Steuerung zu einer anderen umfasst.
Ein Verfahren zum Auswählen einer Master-Steuerung und einer Slave-Steuerung in einem Dualsteuerungsplattenspeicherungssystem (10), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Lesen eindeutiger Systemidentifiziererdaten (62) innerhalb des Plattenspeicherungssystems durch eine erste und eine zweite Plattensteuerung; (b) Vergleichen der Systemidentifiziererdaten (64) mit Steuerungsdaten, die in einem nichtflüchtigen Speicher innerhalb der ersten und der zweiten Plattensteuerung gespeichert sind, wodurch bestimmt wird, ob eine Übereinstimmung vorliegt; und (c) Auswählen einer Master-Steuerung basierend auf Vergleichsergebnissen aus dem Vergleichsschritt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das Auswählen einer Master-Steuerung ferner ein Lesen eines Master-Steuerungsspeicherbits, um eine vorherige Master-Steuerung zu identifizieren, und ein Schreiben der Systemidentifiziererdaten in einen der beiden Steuerungsspeicher, der gespeicherte Steuerungsdaten aufweist, die nicht mit den Systemidentifiziererdaten übereinstimmen, aufweist.