JP2007305150A - High speed fault tolerant mass storage network information server - Google Patents

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JP2007305150A
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Quad Res
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a "plug and play", high speed, microcomputer based fibre channel compatible and fault tolerant mass storage information server system. <P>SOLUTION: The information server system incorporates a high speed, microcomputer based server running industry standard operating system software enhanced to include functionality directed to operation of a new disk array controller, which controls the physically independent or integral disk storage device array, and communications interface. The disk array controller subsystem controls and communicates with the disk storage device array with a fibre channel protocol. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、「プラグ・アンド・プレー(plug and play)」、高速、マイクロコンピュータベースのファイバチャンネル適合及び欠陥許容（フォールトトレラント）の大量記憶情報サーバシステムに係る。より詳細には、本発明は、ホストコンピュータを必要としない二重ループ裁定型、ファイバチャンネル機能、多欠陥許容のホットスワップ可能なディスクアレーを組み込んだ企業規模の情報サーバシステムを構成する装置及び方法に係る。   The present invention relates to a “plug and play”, high speed, microcomputer-based Fiber Channel compatible and fault tolerant mass storage information server system. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for constructing an enterprise-wide information server system incorporating a double loop arbitration type, a fiber channel function, and a multi-defect tolerance hot-swappable disk array that does not require a host computer. Concerning.

（関連出願）
本発明は、１９９８年３月１０日に出願されたプロビジョナル特許出願第６０／０７７，６４３号をベースとするものである。 (Related application)
The present invention is based on Provisional Patent Application No. 60 / 077,643 filed on March 10, 1998.

これまで、良く知られた工業規格で動作するソフトウェアを用いて便利な容易に構成できる包囲体において高速データスループット及び拡張可能なデータ記憶能力で企業全体にわたって情報を供給することのできる大量記憶ファイルサーバを提供するために努力が払われている。しかしながら、このようなシステムは、通常、現在入手できるコンピュータ及び通信ハードウェアでは性能を維持することができずそしてコンポーネントデバイスの存続上の欠陥が生じることに関連した多数の欠点や問題を経験している。このような欠点は、付加的なディスク記憶装置や通信装置の設置を容易にするために情報サーバシステムの電源を完全に落とす必要なく記憶要求の増加を受け入れるための拡張性の能力に欠けることを含む。現在利用できる解決策の１つは、付加的なディスク記憶装置をディスク記憶アレーに追加できる前に、情報サーバシステム全体をオフラインとしそして電源を落とすことを必要とする。このシステム及び他の同等の又はより能力の高いサーバシステムは、記憶スペースの拡張、修理及び日常保守、例えば、最適化及びシステム健全性の監視に対してシステムの保守を容易にするために、著しい量のシステム管理者の時間及びサーバシステムリソースを必要とする。   Up to now, a mass storage file server that can supply information across the enterprise with high-speed data throughput and expandable data storage capability in a convenient and easily configurable enclosure using software that runs on well-known industry standards Efforts have been made to provide However, such systems typically suffer from a number of drawbacks and problems associated with the failure to maintain performance with currently available computers and communication hardware and the creation of component device persistence defects. Yes. These shortcomings lack the ability to scale to accept increased storage requirements without having to completely power down the information server system to facilitate the installation of additional disk storage and communication devices. Including. One currently available solution requires that the entire information server system be taken offline and powered down before additional disk storage can be added to the disk storage array. This system and other equivalent or more capable server systems are significant in order to facilitate system maintenance for storage space expansion, repair and routine maintenance, such as optimization and system health monitoring. Requires amount of system administrator time and server system resources.

現在入手できる情報サーバシステムに生じる他の問題は、現在の技術では、ある所定数の欠陥がサーバシステムに生じた後に連続的な情報サーバ機能を与えることが一般的にできないことである。ある公知の情報サーバシステムは、限定された欠陥許容能力を備えている。このようなシステムは、通常、情報サーバシステムのサービスを受ける企業に必要なディスクスペースを実質的に上回る過剰なディスクスペースを組み込んだディスクアレーサーバを使用する。この過剰なディスクスペースは、付加的な物理的ディスク記憶装置の追加と共にこのようなシステムに組み込まれ、これらディスク記憶装置は、ユーザの記憶、欠陥許容及びサーバ要件を満足するように調整された特定の論理ディスクドライブ構成で構成される。   Another problem that arises with currently available information server systems is that current technology generally cannot provide a continuous information server function after a certain number of defects have occurred in the server system. One known information server system has limited defect tolerance capabilities. Such systems typically use a disk array server that incorporates excess disk space substantially exceeding the disk space required by the enterprise serviced by the information server system. This excess disk space is incorporated into such systems along with the addition of additional physical disk storage, which are tailored to meet user storage, defect tolerance and server requirements. The logical disk drive configuration.

所望の欠陥許容レベルを達成するために、ディスクアレーサブシステムは、種々の形式のオペレーティングシステムソフトウェアで構成され、物理的及び論理的ディスクドライブの種々の異なる組み合わせに対し情報サーバシステムに記憶されたデータの複写及び多数のコピーを形成する。大型アレーの欠陥許容ディスクアレーアーキテクチャーは、通常、例えば、独立ディスクの冗長アレー即ち「ＲＡＩＤ」トポロジー及びプロトコルとして取引上知られている種々の具現化を含むものが使用される。特定のディスク記憶装置の完全な欠陥又は部分的な欠陥が検出されると、オペレーティングシステムソフトウェアプログラムは、サーバに欠陥を通知し、欠陥が生じたディスクの部分をマークし、又は完全に故障したディスク記憶装置をディスクアレーから論理的に除去する。次いで、オペレーティングシステムは、通常、残りの使用可能な物理的ディスクスペースを論理的ディスクドライブの変形構成へと再割り当てする。   In order to achieve a desired defect tolerance level, the disk array subsystem is composed of various types of operating system software and data stored in the information server system for various different combinations of physical and logical disk drives. And make multiple copies. Large array defect-tolerant disk array architectures are typically used that include various implementations known in the trade as, for example, redundant arrays of independent disks or “RAID” topologies and protocols. When a complete or partial defect of a particular disk storage device is detected, the operating system software program notifies the server of the defect, marks the part of the disk that has the defect, or a completely failed disk Logically remove the storage device from the disk array. The operating system then typically reallocates the remaining available physical disk space to a logical disk drive variant configuration.

次いで、オペレーティングシステムは、新たに減少された量の空きディスクスペースの制約の中でサーバシステムに記憶されたデータの新たな複写、多数のコピーを再構成する。又、サーバシステムは、サーバシステムの管理者に欠陥が生じたことを通知し、修正処置がとられるようにする。
欠陥の厳密な性質に基づき、必要な修正処置は、完全に又は部分的に故障したディスク記憶装置を除去及び交換することを含む。除去及び交換のシステム保守作業は、多くのシステムにおいて、物理的な交換作業を実行できる前に全サーバシステムをオフラインにしそして電源を落とすことを必要とする。ある情報サーバシステムは、そのサーバシステムがまだオンラインにあって電源が入った状態にある間に欠陥ディスク記憶装置を除去及び交換することができる。このプロセスは、取引上、装置の「ホットスワッピング」と一般に称されている。しかしながら、このようなシステムは、新たに交換されたディスク装置をディスクアレーサブシステムに物理的及び論理的に再一体化する目的でハードウェアインターフェイス及びオペレーティングシステムソフトウェアを手動操作するために、システム管理者の著しい手作業の介在を必要とする。又、ホットスワッピングを行うことのできるシステムは、修正処置をとるプロセスによって生じる甚だしい性能低下を被る。 The operating system then reconstructs new copies, multiple copies of the data stored in the server system within the newly reduced amount of free disk space constraints. Also, the server system notifies the server system administrator that a defect has occurred, so that corrective action can be taken.
Based on the exact nature of the defect, the necessary corrective action involves removing and replacing a completely or partially failed disk storage device. Removal and replacement system maintenance operations, in many systems, require that all server systems be taken offline and powered down before physical replacement operations can be performed. An information server system can remove and replace a defective disk storage device while the server system is still online and powered on. This process is commonly referred to as “hot swapping” of equipment in the trade. However, such systems require system administrators to manually manipulate the hardware interface and operating system software for the purpose of physically and logically reintegrating the newly replaced disk unit into the disk array subsystem. Requires significant manual intervention. Also, systems that can perform hot swapping suffer from significant performance degradation caused by the process of taking corrective action.

論理的に再一体化するプロセスは、サーバシステムの中央処理ユニット及びメモリリソースの著しい部分を必要とする。これらのリソースは、新たに使用できる空きディスクスペースをサーバの論理的ディスク構成へと再割り当てしそしてサーバに記憶された情報の多数の複写コピーを新たな及び残りの物理的及び論理的ディスクドライブにわたって再分布するために必要とされる。サーバシステムリソースに対するこの必要性は、一時的ではあるが、情報サーバシステムの著しい性能低下を生じる。   The logical reintegration process requires a significant portion of the server system's central processing unit and memory resources. These resources reallocate newly available free disk space to the server's logical disk configuration and distribute multiple copies of the information stored on the server across the new and remaining physical and logical disk drives. Required to redistribute. This need for server system resources, although temporary, results in significant performance degradation of the information server system.

従って、現在利用できる情報サーバ技術のユーザは、一般的に、２つの形式の情報サーバシステムを任意に使用できることになる。第１形式のサーバシステムは、システムの保守作業中には全く使用できない。第２形式のシステムは、実際には、システムの保守作業中に情報サーバシステムが著しい性能低下を経験するために、ユーザには使用できない。参考としてその全体をここに取り上げる以下の米国特許は、上述した情報サーバシステムの種々の形式及び要素を開示していると考えられる。第５，４０２，４２８号、第５，４７１，０９９号、第５，４７９，６５３号、第５，５０２，８３６号、第５，５１７，６３２号、第５，５１８，４１８号、第５，５２２，０３１号、第５，５３０，８３１号、第５，５４４，３３９号、第５，５４８，７１２号、第５，６１５，３５２号、第５，６５１，１３２号、第５，６５９，６７７号、第５，６６４，１１９号、第５，６６６，３３７号、第５，６８０，５３８号、第５，６９４，５８１号、及び第５，７０１，４０６号。   Accordingly, users of currently available information server technology can generally use any of two types of information server systems. The first type server system cannot be used at all during system maintenance work. The second type of system is not practically available to the user because the information server system experiences significant performance degradation during system maintenance operations. The following US patents, which are hereby incorporated by reference in their entirety, are believed to disclose various forms and elements of the information server system described above. No. 5,402,428, No. 5,471,099, No. 5,479,653, No. 5,502,836, No. 5,517,632, No. 5,518,418, No. 5 522,031, 5,530,831, 5,544,339, 5,548,712, 5,615,352, 5,651,132, 5,659 No. 5,677, No. 5,664,119, No. 5,666,337, No. 5,680,538, No. 5,694,581, and No. 5,701,406.

現在利用できる情報サーバシステムに組み込まれる技術の問題及び欠点のために、ユーザは、とりわけ、中断のない連続使用、低下することのない性能、簡単で迅速で且つ容易な記憶スペースの拡張、再構成、修理及び日常保守を行なうことのできる満足なサーバシステムをもてないでいる。従来の装置の中で、これらの必要性を充分に満足するものは皆無である。従って、現在利用できる情報サーバシステム及びその関連技術に関与した欠点及び問題を低減又は排除するだけでなく、これらの問題に対して効率的で且つコスト効率の良いシステムが要望されていることが明らかである。   Due to the problems and shortcomings of the technology built into currently available information server systems, users can, among other things, continue uninterrupted use, undegraded performance, simple, quick and easy storage space expansion and reconfiguration. We do not have a satisfactory server system that can perform repairs and daily maintenance. None of the conventional devices fully satisfy these needs. Thus, it is clear that there is a need for an efficient and cost effective system for these problems as well as reducing or eliminating the shortcomings and problems associated with currently available information server systems and related technologies. It is.

本発明は、「プラグ・アンド・プレー」の拡張可能なモジュラー型、欠陥許容及びマルチループのホットスワップ可能なアーキテクチャーを伴う情報サーバシステムであって、中央処理ユニットと、少なくとも１つの記憶装置アレーを制御するために中央処理ユニットに接続された記憶装置コントローラと、他のシステムと通信するために中央処理ユニットに接続された通信インターフェイスシステムとを備えた情報サーバシステムを提供する。   The present invention is an information server system with a “plug and play” expandable modular, defect tolerant and multi-loop hot-swappable architecture comprising a central processing unit and at least one storage array. An information server system comprising a storage device controller connected to a central processing unit for controlling the system and a communication interface system connected to the central processing unit for communicating with other systems is provided.

より詳細には、本発明は、情報記憶及び検索アプリケーションのためのプラグ・アンド・プレー記憶システムを開示し、そしてこの記憶システムのためのオンボードコンピュータサーバを組み込み、ホストコンピュータからのリソースの必要性を排除する。コンピュータは、記憶装置のコントローラ、及び記憶システム外部の他のシステムとの通信インターフェイスを制御しそしてそれと通信する。記憶装置は、高速インターフェイスを経て動作し、個々のホットスワップインターフェイスカードを介して記憶装置のアレーを制御する。   More particularly, the present invention discloses a plug-and-play storage system for information storage and retrieval applications, and incorporates an on-board computer server for the storage system and the need for resources from the host computer. Eliminate. The computer controls and communicates with the controller of the storage device and communication interfaces with other systems external to the storage system. The storage device operates via a high-speed interface and controls the array of storage devices via individual hot swap interface cards.

ここに示す１つの好ましい実施形態では、本発明は、磁気ディスクアレー、光学装置アレー、ソリッドステートメモリ等の記憶装置に対するアレーコントローラの動作に向けられた機能を含むように改善された工業規格のオペレーティングシステムソフトウェアで動作する高速、マイクロコンピュータベースのサーバを組み込み、そして物理的に独立した又は一体的な記憶装置アレー及び通信インターフェイスを制御する自蔵型プラグ・アンド・プレー情報サーバシステムを提供する。ここに示す好ましい形態では、アレーコントローラサブシステムは、ファイバチャンネルプロトコル及びトポロジー適合の１．０６２５ギガビット／ｓの銅コンパクトＰＣＩ及び／又は光ファイバインターフェイスバス、及びディスク記憶装置との通信及び制御用のインテリジェント入力／出力即ち「Ｉ2Ｏ」バスを経て記憶装置アレーを制御しそしてそれと通信する。 In one preferred embodiment shown herein, the present invention is an industry standard operating system that has been improved to include functionality directed to the operation of the array controller for storage devices such as magnetic disk arrays, optical device arrays, and solid state memories. A self-contained plug and play information server system incorporating a high-speed, microcomputer-based server operating with system software and controlling a physically independent or integrated storage array and communication interface is provided. In the preferred form shown here, the array controller subsystem is an intelligent for communication and control with 1.0625 Gigabit / s copper compact PCI and / or fiber optic interface buses and fiber storage protocols and topology compatible. Control and communicate with the storage array via the input / output or "I 2 O" bus.

記憶装置アレーは、記憶装置のオンライン追加、除去及び交換を容易にするように構成された対応する数のバイパス又は「ブリッジング」インターフェイスカードと共に複数の記憶装置を組み込んでいる。上記のバス及びファイバチャンネル機能を組み込むのに加えて、記憶装置アレーは、更に、情報サーバから独立した内部記憶装置を含む記憶装置アレーサブシステム要素間で高速通信するための物理的に独立したファイバチャンネル適合光学バスも組み込んでいる。これまでに入手できる情報サーバシステムで遭遇する問題は、標準構成又は注文構成ベースの種々の標準在庫ハードウェア及びソフトウェアから比較的安価に製造できる本発明のシステムによって解消される。いずれの構成においても、ユーザが再構成できる種々様々なオプションが拡張機能と共に利用できる。   The storage device array incorporates multiple storage devices with a corresponding number of bypass or “bridging” interface cards configured to facilitate online addition, removal and replacement of storage devices. In addition to incorporating the bus and fiber channel functions described above, the storage array further includes a physically independent fiber for high speed communication between storage array subsystem elements including internal storage independent of the information server. It also incorporates a channel compatible optical bus. The problems encountered with previously available information server systems are overcome by the system of the present invention that can be manufactured relatively inexpensively from a variety of standard inventory hardware and software based on standard or custom configurations. In either configuration, a wide variety of options that can be reconfigured by the user are available with advanced features.

従って、本発明は、拡張可能な、モジュラー、欠陥許容のホットスワップ可能なアーキテクチャーをもつ情報サーバシステムであって、中央処理ユニットと、少なくとも１つの記憶装置アレーを制御するために中央処理ユニットに接続されたアレーコントローラサブシステムと、情報サーバの他のサブシステムと通信し且つアレーコントローラサブシステムを制御するために中央処理ユニットに接続された通信インターフェイスサブシステムとを備えた情報サーバシステムを提供する。   Accordingly, the present invention is an information server system having an expandable, modular, fault-tolerant hot-swappable architecture, comprising: a central processing unit and a central processing unit for controlling at least one storage array. Provided is an information server system comprising a connected array controller subsystem and a communication interface subsystem connected to a central processing unit for communicating with and controlling the other subsystems of the information server. .

本発明は、便宜上、そしてこれに限定されないが、磁気ディスク記憶装置に関連して以下に説明する。というのは、磁気ディスク記憶装置は、情報サーバ用途に対して容易に入手できるコンパクトな形式の記憶装置だからである。しかしながら、当業者に明らかなように、記憶媒体技術の開発状態及びシステムが実施される用途に基づいて、他の記憶装置及び媒体、例えば、光学ディスク、ソリッドステートメモリ又は磁気記憶媒体も、種々の用途に適用できる。同様に、本発明は、ファイバチャンネルプロトコル及びトポロジー適合の１．０６２５ギガビット／ｓの銅コンパクトＰＣＩ及び／又は光ファイバインターフェイスバス、並びにインテリジェント入力／出力「Ｉ2Ｏ」バスを、記憶装置コントローラと記憶装置アレーとの間の通信リンクとして説明するが、アレーのアーキテクチャー、通信速度要求及びデータリンクに対して使用できる技術に基づいて他の通信リンクも使用できる。 The present invention is described below in connection with a magnetic disk storage device for convenience and not limitation. This is because the magnetic disk storage device is a compact storage device that is readily available for information server applications. However, as will be apparent to those skilled in the art, other storage devices and media, such as optical disks, solid state memories or magnetic storage media, may vary depending on the state of development of the storage media technology and the application in which the system is implemented. Applicable to usage. Similarly, the present invention provides a 1.0625 Gigabit / s copper compact PCI and / or fiber optic interface bus, and an intelligent input / output “I 2 O” bus that is Fiber Channel protocol and topology compatible, with storage controller and storage. Although described as a communication link to and from the device array, other communication links may be used based on the architecture of the array, the communication speed requirements, and the techniques available for the data link.

ここに示す１つの好ましい実施形態では、情報サーバシステムは、要素のためのインターフェイスカードを接続するミッドプレーンコネクタも備えている。本発明のここに示す好ましい特徴においては、各ディスク記憶装置アレーは、複数のディスク記憶装置と、それに対応する数のバイパスインターフェイスカードとを含み、その全部が互いに且つ情報サーバと通信する。本発明のここに示す別の好ましい特徴においては、各ディスク記憶装置アレーは、対応する数のディスク装置が情報サーバシステム全体に完全に存在しているかどうかに関わりなく、全情報サーバシステムに存在する所定数のバイパスインターフェイスカードを備えている。各ディスク記憶装置は、好ましくは、ホットスワップ可能であり、そして各ディスク記憶装置は、ミッドプレーンコネクタに接続するバイパスインターフェイスカードに取り付けられる。   In one preferred embodiment shown here, the information server system also includes a midplane connector that connects interface cards for the elements. In the presently preferred feature of the invention, each disk storage device array includes a plurality of disk storage devices and a corresponding number of bypass interface cards, all in communication with each other and the information server. In another preferred feature of the present invention shown here, each disk storage device array is present in all information server systems, regardless of whether the corresponding number of disk devices are completely present in the entire information server system. A predetermined number of bypass interface cards are provided. Each disk storage device is preferably hot-swappable, and each disk storage device is attached to a bypass interface card that connects to a midplane connector.

ここに示す好ましい実施形態では、ディスクアレーコントローラサブシステムは、裁定型二重チャンネルファイバチャンネルシステムを伴う１つ以上のディスク記憶装置アレーを制御しそしてそれと通信し、そして各ディスク記憶装置は、この裁定型二重チャンネルのファイバチャンネルアーキテクチャーに接続され、これにより、各ディスク記憶装置は、情報サーバを経て外界から送られる要求に応答してデータの同時読み取り及び書き込みを実行することができる。本発明のここに示す別の特徴においては、ディスク記憶装置は、電子装置の登録装置を備え、ディスクアレーコントローラサブシステムは、電子装置登録装置の識別番号を監視する。従って、ディスクアレーコントローラサブシステムは、情報サーバシステム内の要素が除去されるか又は追加されるときを監視することができる。電子装置登録装置は、好ましくは、各ディスク装置の電子回路に一体化され、各ディスク記憶装置とディスク記憶装置アレーとの係合又は解離によって電子装置登録装置がトリガーされて、各ディスク記憶装置に特有の独特の識別シリアル番号信号を発生し、ディスクアレーコントローラサブシステムへ送信する。電子装置登録装置がトリガーされると、好ましくは、電子装置登録装置は、各ディスク装置に特有の独特の識別シリアル番号信号を発生してディスクアレーコントローラサブシステムへ送信し、この信号を受け取ると、ディスクアレーコントローラサブシステムは、ディスク装置が係合されたか解離されたかに基づいて各々ディスク装置とアレーとの論理的接続又は切断を直ちに開始する。従って、ディスクアレーコントローラサブシステムは、バイパスインターフェイスカードの制御によりディスク装置の電気的及び論理的な接続及び切断を行なうことができる。ここに示す別の好ましい特徴においては、バイパスインターフェイスカードは、ファイバチャンネルトポロジー及びプロトコル内においてディスクドライブ間で通信するための独立しているが論理的に一体化された光学バスを備えている。   In the preferred embodiment shown, the disk array controller subsystem controls and communicates with one or more disk storage arrays with an arbitrated dual channel Fiber Channel system, and each disk storage device is responsible for this arbitration. Connected to a type-dual channel Fiber Channel architecture, each disk storage device can simultaneously read and write data in response to requests sent from the outside world through an information server. In another aspect of the present invention, the disk storage device comprises an electronic device registration device, and the disk array controller subsystem monitors the identification number of the electronic device registration device. Thus, the disk array controller subsystem can monitor when elements in the information server system are removed or added. The electronic device registration device is preferably integrated into the electronic circuit of each disk device, and the electronic device registration device is triggered by the engagement or disengagement between each disk storage device and the disk storage device array. A unique and unique identification serial number signal is generated and transmitted to the disk array controller subsystem. When the electronic device registration device is triggered, preferably, the electronic device registration device generates and transmits a unique identification serial number signal unique to each disk device to the disk array controller subsystem and receives this signal. The disk array controller subsystem immediately initiates a logical connection or disconnection between each disk device and the array based on whether the disk device is engaged or disengaged. Therefore, the disk array controller subsystem can perform electrical and logical connection and disconnection of the disk device under the control of the bypass interface card. In another preferred feature shown here, the bypass interface card comprises an independent but logically integrated optical bus for communicating between disk drives within a Fiber Channel topology and protocol.

ここに示す別の好ましい実施形態では、ディスクアレーコントローラサブシステムは、ＲＡＩＤ ０、ＲＡＩＤ １、ＲＡＩＤ ３、ＲＡＩＤ ５、ＲＡＩＤ １０及びＸＯＲ ＲＡＩＤ構成より成るグループから選択された構成に対して１つ以上のディスク記憶装置を構成するようにされる。
本発明のここに示す別の特徴においては、オペレータがいわゆる「ホットボタン」をアクチベートし、これは、アレーへの書き込み機能をディスエイブルし、システムフォールトが検出された後に記憶アレーに疑わしいデータを書きこむことを防止する。
以上のことから、本発明は、公知システムに勝る多数の効果を与える新規な、プラグ・アンド・プレー、高速、拡張可能なそしてモジュラー型の欠陥許容情報サーバアーキテクチャーを提供する。本発明の他の特徴及び効果は、本発明の原理を例示する添付図面を参照した以下の詳細な説明から明らかとなろう。 In another preferred embodiment shown here, the disk array controller subsystem has one or more for a configuration selected from the group consisting of RAID 0, RAID 1, RAID 3, RAID 5, RAID 10, and XOR RAID configurations. A disk storage device is configured.
In another feature of the present invention shown here, the operator activates a so-called “hot button” which disables the array write function and writes suspicious data to the storage array after a system fault is detected. Prevent indentation.
In view of the foregoing, the present invention provides a novel, plug and play, high speed, scalable and modular fault tolerance information server architecture that provides a number of advantages over known systems. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the principles of the invention.

同じ部分又は対応部分が同じ参照番号で示された添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明を限定するものではなく本発明を例示するものである添付図面の図１ないし３から明らかなように、参照番号１００で一般的に示された本発明の情報サーバシステムは、２つの主たるサブシステム、即ち情報サーバ２００及びディスク記憶装置アレー３００を備え、これらは、その一体的なファイバチャンネルアーキテクチャー適合の高速物理及び仮想バックプレーンバス及びインテリジェントな入力／出力「Ｉ2Ｏ」バスを経て一体的及び／又は独立した外部バス１５０に接続される。ここに示す好ましい実施形態では、バス１５０は、ギガビットのコンパクトなＰＣＩ／ファイバチャンネルインターフェイス及びＩ2Ｏバスであるが、システムスループット要求及び利用可能な技術に基づき他の光学的及び銅をベースとする高速データバス等でも適当である。情報サーバ２００は、更に、通信インターフェイスサブシステム２１０、ディスクアレーコントローラサブシステム２３０、及び例えばマイクロソフト社から入手できるウインドウズＮＴのようなコンピュータ工業規格のオペレーティングシステムソフトウェアプログラムを実行する単一ボードの高速コンピュータ２８０を含む（これに限定されないが）二次サブシステムを組み込んでいる。 The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding parts are designated with like reference numerals.
As is apparent from FIGS. 1-3 of the accompanying drawings, which illustrate the present invention without limiting it, the information server system of the present invention, generally designated by the reference numeral 100, has two main components. It includes subsystems, namely an information server 200 and a disk storage array 300, via a high speed physical and virtual backplane bus and an intelligent input / output “I 2 O” bus that is compatible with its integral Fiber Channel architecture. Connected to an integrated and / or independent external bus 150. In the preferred embodiment shown, bus 150 is a gigabit compact PCI / Fibre Channel interface and I 2 O bus, but other optical and copper based based on system throughput requirements and available technology. A high-speed data bus is also suitable. The information server 200 further includes a communication interface subsystem 210, a disk array controller subsystem 230, and a single board high speed computer 280 that executes computer industry standard operating system software programs such as Windows NT available from Microsoft Corporation. Secondary subsystems are incorporated, including (but not limited to)

コンピュータは、更に、タッチスクリーンディスプレイのようなディスプレイ２８２、及びハードディスクのような記憶装置２８４と通信する。オペレーティングシステムソフトウェアは、通信インターフェイス２１０、ディスクアレーコントローラ２３０及び単一ボードコンピュータ２８０の制御に向けられた付加価値の追加機能を組み込んでいる。単一ボードコンピュータ（ＳＢＣ）２８０は、ジアテック社から入手できるペンティウムプロセッサを伴うコンパクトＰＣＩのＣＰＵボード、モデル番号ＺＴ５５１０を含む（これに限定されない）多数の適当な装置のいずれかを備えることができる。ＺＴ５５１０の性能を向上させる変更は、ウインドウズＮＴオペレーティングシステムソフトウェアの再構成不能な部分を永久的に記憶するためのオンボード４０ＭＢフラッシュメモリカードと、ウインドウズＮＴソフトウェアの再構成可能な部分を読み取り／書き込み可能に記憶するためのサンディスク社から入手できるオンボードの取り外し可能なＰＣＭＣＩＡ４０Ｍｂフラッシュメモリカード「Ｄ２フラッシュディスク」とを含むことができる。各製造者、ファイバチャンネル団体及びＩ2Ｏスペシャルインタレストグループの参考設計データシート、並びにこれら各要素の詳細な動作能力及び仕様を示す資料は、その全体を参考としてここに引用する。 The computer further communicates with a display 282, such as a touch screen display, and a storage device 284, such as a hard disk. The operating system software incorporates value-added additional functionality directed to controlling the communication interface 210, the disk array controller 230, and the single board computer 280. The single board computer (SBC) 280 may comprise any of a number of suitable devices including, but not limited to, a compact PCI CPU board with a pentium processor available from Ziatech, model number ZT5510. . Changes that improve the performance of the ZT5510 include an on-board 40MB flash memory card for permanently storing non-reconfigurable parts of Windows NT operating system software, and read / write of reconfigurable parts of Windows NT software And an on-board removable PCMCIA 40 Mb flash memory card “D2 flash disk” available from SanDisk Corporation for storage. Reference data sheets for each manufacturer, Fiber Channel organization, and I 2 O Special Interest Group, as well as materials showing the detailed operating capabilities and specifications of each of these elements, are hereby incorporated by reference in their entirety.

通信インターフェイスサブシステム２１０は、上記バス上にある他のシステムと通信し、そして多数の広範囲に利用できるインターフェイスの任意の組み合わせを組み込んでおり、そして好ましい実施形態では三次サブシステム回路ボードと通信する。インターフェイスボードは、他の要素の中でも、デジタル加入者ユニット（ＤＳＵ）フレーマーを組み込んでおり、これは、例えば、ダラス・セミコンダクター社から入手できるモデル番号ＤＳ２１５２チップセットのようなＴ−１通信適合のＤＳＵを含むことができる。通信ボードは、他の要素の中でも、マルチチャンネル通信プロセッサを組み込んでおり、これは、例えば、モートローラ社から入手できる４チャンネル「クイック・チップ」通信プロセッサを含むことができる。又、通信回路ボードは、オンボードバッファメモリと、サーバ内要素の高速データ通信用の高速ファイバチャンネル適合光学バスと、ツンドラ社から入手できるブリッジチップセットのようなファイバチャンネル適合のコンパクトなＰＣＩブリッジ回路も備えている。更に、改良された通信診断、状態及び健全さ監視機能として、通信ボードは、Ｉ2Ｏバスを経てＳＢＣ２８０及びオペレーティングシステムソフトウェアと通信するように構成されたビットエラーレートテスターチップ、例えば、ダラス・セミコンダクター社からモデル番号ＤＳ２１７２として入手できる装置を組み込んでいる。通信インターフェイスサブシステム２１０は、公知のＴ−１通信アーキテクチャーを参照して説明したが、このサブシステムは、Ｔ−３、ＤＳ−３、ＯＣ−３Ｃ、ＯＣ−１２Ｃ、ＯＣ−１９２Ｃ、ＦＤＤＩ、ＳＯＮＥＴ、ＳＣＳＩ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＨｉＰＰＩ及びＡＴＭを含む（これらに限定されないが）他のほぼ全てのネットワーク及びテレコミュニケーションアーキテクチャー、プロトコル及びトポロジーにも適合できることができる。各製造者、団体、工業組合及び組織の参考設計データシート、並びにこれら各要素の詳細な動作機能及び仕様を示す資料は、その全体を参考としてここに取り上げる。 Communication interface subsystem 210 communicates with other systems on the bus and incorporates any combination of a number of widely available interfaces, and in the preferred embodiment communicates with a tertiary subsystem circuit board. The interface board incorporates, among other elements, a Digital Subscriber Unit (DSU) framer, which is a T-1 communication compatible DSU such as the model number DS2152 chipset available from Dallas Semiconductor, for example. Can be included. The communication board incorporates, among other elements, a multi-channel communication processor, which may include, for example, a 4-channel “quick chip” communication processor available from Motorola. The communication circuit board also includes an on-board buffer memory, a high-speed fiber channel compatible optical bus for high-speed data communication of elements in the server, and a compact PCI bridge circuit compatible with a fiber channel such as a bridge chip set available from Tundra. It also has. In addition, as an improved communication diagnostic, status and health monitoring function, the communication board is a bit error rate tester chip configured to communicate with the SBC 280 and operating system software via the I 2 O bus, eg, Dallas Semiconductor It incorporates a device available from the company as model number DS2172. Although the communication interface subsystem 210 has been described with reference to a known T-1 communication architecture, the subsystem includes T-3, DS-3, OC-3C, OC-12C, OC-192C, FDDI, It can be adapted to almost any other network and telecommunications architecture, protocol and topology, including but not limited to SONET, SCSI, TCP / IP, HiPPI and ATM. The reference design data sheets of each manufacturer, group, industrial association, and organization, as well as materials that show the detailed operational functions and specifications of each of these elements, are hereby incorporated by reference in their entirety.

ここで、図２のブロック図を全体的に説明すれば、ディスクアレーコントローラサブシステム２３０は、更に、キューロジック社から入手できるＩＳＰ２１００インテリジェントファイバチャンネルプロセッサのような高速チップセットを組み込んでおり、これは、減少命令セットチップ（ＲＩＳＣ）プロセッサ２３５と、コンパクトなＰＣＩインターフェイス２４０と、最大通信帯域巾及び冗長性のためのファイバチャンネル機能、裁定型二重ループの直接ディスクアクセスプロトコルインターフェイス２５０とを含む。このコントローラ２３０は、ディスクアレーに記憶されるか又はそこに記憶されるべきデータを、通信インターフェイスサブシステム２１０を経てディスクアレー３００と外界との間で通信する。コントローラ２３０は、完全にファイバチャンネルに従うものであり、ディスクアレー３００内の１２６個までのディスク記憶装置を制御することができる。コントローラ２３０は、ＲＡＩＤ ０、１、３、５、１０（１＆０）及び新たなＸＯＲ ＲＡＩＤ構成を含む（これらに限定されないが）欠陥許容のデータ冗長性プロトコルに対してディスクアレー３００を構成するように適応される。各製造者、団体、工業組合及び組織の参考設計データシート、並びにこれら各要素の詳細な動作機能及び仕様を示す資料は、その全体を参考としてここに取り上げる。   Referring now generally to the block diagram of FIG. 2, the disk array controller subsystem 230 further incorporates a high speed chipset, such as the ISP2100 intelligent fiber channel processor available from Kew Logic. A reduced instruction set chip (RISC) processor 235, a compact PCI interface 240, a fiber channel function for maximum communication bandwidth and redundancy, and an arbitrated duplex loop direct disk access protocol interface 250. The controller 230 communicates data stored in or to be stored in the disk array between the disk array 300 and the outside world via the communication interface subsystem 210. The controller 230 is fully fiber channel compliant and can control up to 126 disk storage devices in the disk array 300. The controller 230 is configured to configure the disk array 300 for defect-tolerant data redundancy protocols, including (but not limited to) RAID 0, 1, 3, 5, 10 (1 & 0) and new XOR RAID configurations. Adapted. The reference design data sheets of each manufacturer, group, industrial association, and organization, as well as materials that show the detailed operational functions and specifications of each of these elements, are hereby incorporated by reference in their entirety.

図３を全体的に説明すれば、欠陥許容、ファイバチャンネル機能、裁定型二重ループのホットスワップ可能なディスク記憶装置アレーサブシステム３００は、ディスク装置３４０を受け入れるためのスロットのフロントベイと、バイパス／ブリッジングインターフェイスカード３７０を受け入れるためのリアベイとを有する包囲体を更に備えている。この包囲体のミッドプレーンは、物理的に独立しているが論理的に一体化された（ファイバチャンネルトポロジー及びプロトコル内に）Ｉ2Ｏ及び光学バスに加えて、バックボーンファイバチャンネルコンパクトＰＣＩバスを組み込んでいる。又、ディスクアレー３００は、複数のディスク記憶装置及びそれに対応する数のバイパスインターフェイスカード３７０も組み込んでおり、これらは、全て、上述したバスの１つ又は組合せを介して互いに且つ情報サーバ２００と通信する。各ディスクアレー３００は、対応するディスク装置３４０が全包囲体に完全に存在するかどうかに関わりなく、アレー３００の全包囲体に存在する所定数のバイパスインターフェイスカード３７０を組み込むのが好ましい。従って、バイパスカード３７０は、ディスク装置３４０の空きスロットの数に関わりなく、アレーサブシステム３００のバックボーンバスの論理的及び電気的完全性を維持する。 Referring generally to FIG. 3, a fault tolerant, fiber channel function, arbitrated dual loop hot-swappable disk storage array subsystem 300 includes a slot front bay for receiving a disk unit 340, a bypass An enclosure having a rear bay for receiving the bridging interface card 370. This enclosure midplane incorporates a backbone fiber channel compact PCI bus in addition to the physically independent but logically integrated (within fiber channel topology and protocol) I 2 O and optical bus. It is out. The disk array 300 also incorporates a plurality of disk storage devices and a corresponding number of bypass interface cards 370, all of which communicate with each other and the information server 200 via one or a combination of the buses described above. To do. Each disk array 300 preferably incorporates a predetermined number of bypass interface cards 370 present in all enclosures of the array 300, regardless of whether the corresponding disk device 340 is completely present in all enclosures. Thus, the bypass card 370 maintains the logical and electrical integrity of the backbone bus of the array subsystem 300 regardless of the number of empty slots in the disk device 340.

各ディスク記憶装置３４０は、光学ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、磁気−光学媒体、フラッシュ及びバブルメモリ装置、コンパクトディスク、リードオンリディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタルビデオディスク、及び他の同様の技術の大量記憶装置を含む（これらに限定されない）多数の異なる記憶媒体形式を含むことができる。本発明の１つの好ましい実施形態において、各ディスク記憶装置３４０は、図示されていない物理的なインターロックシステムを備え、これは、ディスクアレー３００を収容する物理的な包囲体に対しディスク記憶装置３４０を物理的に係合及び解離する。このような装置は、特に、例えば、シーゲート・テクノロジー社から入手できる４．３Ｇｂ、９．１Ｇｂ及び１８Ｇｂの磁気ディスクドライブの１つ又はその組み合わせを含むことができる。各ディスク装置３４０は、裁定型二重チャンネルファイバチャンネルアーキテクチャーを完全に具現化するもので、各ディスク装置３４０は、情報サーバ２００を経て外界から送られた要求に応答してデータの同時読み取り及び書き込みを実行することができる。本発明のこのような全ての装置は、他の要素の中でも、取引上、電子装置登録装置として知られているデータキャリアを含む。   Each disk storage device 340 includes optical disks, magnetic disks, magnetic tapes, magneto-optical media, flash and bubble memory devices, compact disks, read-only disks (CD-ROMs), digital video disks, and other similar technologies. Many different storage media formats can be included, including but not limited to mass storage devices. In one preferred embodiment of the present invention, each disk storage device 340 includes a physical interlock system, not shown, which is relative to the physical enclosure that houses the disk array 300. Are physically engaged and dissociated. Such a device can include, for example, one or a combination of 4.3 Gb, 9.1 Gb, and 18 Gb magnetic disk drives available from, for example, Seagate Technology. Each disk device 340 fully implements an arbitrated dual channel fiber channel architecture, and each disk device 340 reads and reads data simultaneously in response to a request sent from the outside world via the information server 200. Write can be performed. All such devices of the present invention include, among other elements, a data carrier known in the art as an electronic device registration device.

データキャリア装置は、工場で指定された独特な４８ビットのシリアル番号を有する６４ビットＲＯＭを組み込んでいるのが好ましい。この機能は、本発明に使用するために、予想できる将来に対して業界規模で多数の製造者により製造される各物理的ディスク装置３４０を独特に識別できるようにする。データキャリア装置は、各ディスク装置３４０の電子回路に一体化され、従って、各ディスク装置３４０の物理的インターロックが作動されてディスク装置３４０をディスクアレー３００に係合し又はそれらを解離するときには、インターロックがデータキャリア装置もトリガーする。   The data carrier device preferably incorporates a 64-bit ROM having a unique factory specified 48-bit serial number. This feature allows each physical disk unit 340 that is manufactured by a large number of manufacturers on an industry scale for a predictable future to be uniquely identified for use in the present invention. The data carrier device is integrated into the electronic circuitry of each disk device 340, so when the physical interlock of each disk device 340 is activated to engage the disk device 340 with the disk array 300 or disengage them, The interlock also triggers the data carrier device.

データキャリアがこのようにトリガーされると、各ディスク装置３４０に特有の独特の識別シリアル番号信号が発生されて送信され、これは、例えば、Ｉ2Ｏバスを経てディスクコントローラ２３０へ送信される。コントローラ２３０は、この信号を受信すると、ディスク装置３４０が係合されたか解離されたかに基づいて各々アレー３００に対するディスク装置３４０の論理的接続又は切断を直ちに開始する。コントローラは、バイパスインターフェイスカード３７０の制御によりディスク装置３４０の電気的及び論理的な接続及び切断を実行する。データキャリア装置の使用は、上記のオペレーションに加えて、各ディスク装置をリモートソフトウェア制御で論理的に係合又は解離できるようにする。従って、ディスク装置３４０の接続又は切断は、システム管理者により物理的に行うこともできるし、或いはＳＢＣ２８０上で実行されるオペレーティングシステム又はコントローラ２３０のエラー監視ソフトウェア機能によってリモート位置で行うこともできる。このようなデータキャリア装置は、種々の製造者から容易に入手することができ、例えば、ダラス・セミコンダクター社から部品番号ＤＳ１９９０ａとして入手できる「ｉＢｕｔｔｏｎ」を含む。 When the data carrier is thus triggered, a unique identification serial number signal unique to each disk device 340 is generated and transmitted, which is transmitted to the disk controller 230 via, for example, an I 2 O bus. Upon receipt of this signal, the controller 230 immediately initiates logical connection or disconnection of the disk device 340 with respect to each array 300 based on whether the disk device 340 is engaged or disengaged. The controller performs electrical and logical connection and disconnection of the disk device 340 under the control of the bypass interface card 370. The use of a data carrier device enables each disk device to be logically engaged or disengaged with remote software control in addition to the above operations. Therefore, the connection or disconnection of the disk device 340 can be physically performed by the system administrator, or can be performed at a remote location by the operating system executed on the SBC 280 or the error monitoring software function of the controller 230. Such data carrier devices are readily available from various manufacturers and include, for example, “iButton” available from Dallas Semiconductor as part number DS1990a.

リアベイに存在するバイパス／ブリッジングインターフェイスカード３７０は、コントローラ２３０からの信号を受け入れ、ファイバチャンネルインターフェイス１５０及び記憶装置間のプロトコル、診断、及び診断・制御システムを経て通信し、そして記憶装置へのコネクタ３１０を経て記憶装置とインターフェイスする。従って、各記憶装置は、上述した裁定型二重チャンネルのファイバチャンネルトポロジー及びプロトコル機能の中で多数の読み取り及び書き込みを同時に遂行することができる。この機能は、ディスクアレー３００への新たなディスク装置３４０の挿入をリモートソフトウェア制御で自動的に検出できるようにし、従って、ホットスワップ可能である。これにより、新たなバイパスカード３７０及び／又はディスク装置３４０の物理的な挿入以外の管理者の介在を伴うことなく、自動的なテスト、フォーマッティング及び論理的な一体化を行うことができる。従って、送信されたデータキャリア信号の受信によりアレー３００において新たなディスク装置３４０が検出されたときには、アレー３００のトポロジーへの新たなディスクの付添いなしの一体化が与えられる。更に、全てのこのような一体化動作は、バイパスカード３７０の光学バスを経て実行できるので、サーバシステム１００の性能低下は生じない。バイパスインターフェイスカード３７０の回路は、通常、モートローラ社から入手できる部品番号１０ＳＸ１１８９及びビテシー・セミコンダクター社の部品番号ＶＳＣ７１２１及びＶＳＣ７１２２バイパス回路を含む（これらに限定されない）多数のファイバチャンネル適合のバイパスチップセットの１つを組み込んでいる。   A bypass / bridging interface card 370 residing in the rear bay accepts signals from the controller 230, communicates through the protocol, diagnostics, and diagnostic and control system between the Fiber Channel interface 150 and the storage device, and a connector to the storage device It interfaces with the storage device via 310. Accordingly, each storage device can simultaneously perform multiple reads and writes within the arbitrated dual channel Fiber Channel topology and protocol functions described above. This function allows the insertion of a new disk device 340 into the disk array 300 to be automatically detected by remote software control and is therefore hot-swappable. Thus, automatic testing, formatting, and logical integration can be performed without any administrator intervention other than physical insertion of a new bypass card 370 and / or disk device 340. Thus, when a new disk device 340 is detected in the array 300 upon receipt of the transmitted data carrier signal, integration of the new disk into the array 300 topology without attachment is provided. Furthermore, all such integration operations can be performed via the optical bus of the bypass card 370, so that the performance of the server system 100 does not deteriorate. The circuitry of the bypass interface card 370 typically includes a number of Fiber Channel compatible bypass chip sets including (but not limited to) part number 10SX1189 available from Motorola and part number VSC7121 and VSC7122 bypass circuits from Vité Semiconductor. One is incorporated.

ディスク記憶装置アレー３００の各要素に対し、各製造者、団体、工業組合及び組織の参考設計データシート、並びにこれら各要素の詳細な動作機能及び仕様を示す資料は、その全体を参考としてここに援用する。
本発明の方法は、通信インターフェイス及び記憶装置コントローラを含む診断及び制御システムにより、アレーに配列されて高速インターフェイスを経て制御されるホットスワップ可能なインターフェイスカード及びその関連記憶装置の制御を実施する。システム制御及びオペレーションに専用の高速コンピュータは、通信インターフェイス及び記憶装置コントローラの両方とインターフェイスし、記憶装置アレーの種々の要素の状態を感知しそして管理する。本発明の方法を用いることにより、情報サーバは、記憶容量を追加するためにシステムを停止する必要なく動作を続けることができる。 For each element of the disk storage device array 300, the reference design data sheets of each manufacturer, organization, industrial association, and organization, as well as the materials that show the detailed operational functions and specifications of these elements, are hereby incorporated by reference in their entirety. Incorporate.
The method of the present invention implements control of a hot-swappable interface card and its associated storage devices that are arranged in an array and controlled via a high-speed interface by a diagnostic and control system that includes a communication interface and a storage device controller. A high speed computer dedicated to system control and operation interfaces with both the communication interface and the storage controller to sense and manage the state of the various elements of the storage array. By using the method of the present invention, the information server can continue to operate without having to shut down the system to add storage capacity.

以上のことから、本発明は、コンピュータ情報システムにサービスする情報サーバシステムの新規な構成を提供することが明らかであろう。本発明のシステム及び方法は、外部のホストコンピュータを必要としないプラグ・アンド・プレーの真にホットスワップ可能な記憶装置システムを提供する。本発明のシステムは、ファイバチャンネルネットワーク又はイーサネット接続に直結することができる。又、このシステムは、記憶装置の追加及び修理に対して電源を落としたり又はシステムの外部に付加的な診断処置を伴わずにホットスワップ及びホット拡張の両方を与えることができる。
以上、本発明の特定の形態を図示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従って、本発明は、請求の範囲のみによって限定されるものとする。 From the foregoing, it will be apparent that the present invention provides a novel configuration of an information server system that services a computer information system. The system and method of the present invention provides a plug and play, truly hot-swappable storage system that does not require an external host computer. The system of the present invention can be directly connected to a Fiber Channel network or Ethernet connection. The system can also provide both hot swap and hot expansion without powering down storage additions and repairs or without additional diagnostic actions outside the system.
While specific forms of the invention have been illustrated and described, it will be apparent that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is limited only by the following claims.

本発明の情報サーバシステムを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the information server system of this invention. 図１の情報サーバシステムのディスクアレーコントローラサブシステムを示す図である。It is a figure which shows the disk array controller subsystem of the information server system of FIG. 図１の情報サーバシステムの欠陥許容、ファイバチャンネル裁定型二重ループのホットスワップ可能なディスクアレーサブシステムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a fault-tolerant, fiber channel arbitrated double loop hot-swappable disk array subsystem of the information server system of FIG.

Claims (26)

拡張可能な、モジュラー型、欠陥許容、マルチループのホットスワップ可能なアーキテクチャーをもつ情報サーバシステムにおいて、
デジタルプロセッサ、記憶装置及びユーザインターフェイスを含む中央処理ユニットと、
少なくとも１つの記憶装置アレーを制御するために中央処理ユニットに接続された記憶アレーコントローラサブシステムと、
情報サーバの他のサブシステムと通信すると共に、上記記憶装置アレーコントローラサブシステムを制御するために中央処理ユニットに接続された通信インターフェイスサブシステムと、
を備えたことを特徴とする情報サーバシステム。 In an information server system with a scalable, modular, fault-tolerant, multi-loop hot-swappable architecture,
A central processing unit including a digital processor, a storage device and a user interface;
A storage array controller subsystem connected to the central processing unit to control at least one storage array;
A communication interface subsystem connected to the central processing unit to communicate with other subsystems of the information server and to control the storage array controller subsystem;
An information server system comprising: 要素のインターフェイスカードを接続するためのミッドプレーンコネクタを更に備えた請求項１に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 1, further comprising a midplane connector for connecting the interface card of the element. 各々の上記記憶装置アレーは、複数のディスク記憶装置と、それに対応する数のバイパスインターフェイスカードとを備え、それらは全て互いに且つ情報サーバと通信する請求項１に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 1, wherein each of the storage device arrays includes a plurality of disk storage devices and a corresponding number of bypass interface cards, all of which communicate with each other and the information server. 各々の上記記憶装置アレーは、対応する数の記憶装置が情報サーバシステム全体に完全に存在しているかどうかに関わりなく、全情報サーバシステムに存在する所定数のバイパスインターフェイスカードを備えている請求項１に記載の情報サーバシステム。   Each said storage device array comprises a predetermined number of bypass interface cards present in all information server systems, regardless of whether or not a corresponding number of storage devices are completely present in the entire information server system. 1. The information server system according to 1. 各々のディスク記憶装置は、ホットスワップ可能である請求項３に記載の情報サーバシステム。   4. The information server system according to claim 3, wherein each disk storage device is hot-swappable. 各々のディスク記憶装置は、ミッドプレーンコネクタに接続するバイパスインターフェイスカードに取り付けられる請求項３に記載の情報サーバシステム。   4. The information server system according to claim 3, wherein each disk storage device is attached to a bypass interface card connected to a midplane connector. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、裁定型二重チャンネルのファイバチャンネルシステムにより上記少なくとも１つのディスク記憶装置アレーを制御しそしてそれと通信する請求項３に記載の情報サーバシステム。   4. The information server system of claim 3, wherein the disk array controller subsystem controls and communicates with the at least one disk storage array by means of an arbitrated dual channel fiber channel system. 各々の上記ディスク記憶装置は、上記裁定型二重チャンネルのファイバチャンネルアーキテクチャーに接続され、これにより、各ディスク記憶装置は、情報サーバを経て外界から送られた要求に応答してデータの同時の読み取り及び書き込みを実行する請求項７に記載の情報サーバシステム。   Each of the disk storage devices is connected to the arbitrated dual channel Fiber Channel architecture so that each disk storage device can receive data simultaneously in response to a request sent from the outside world via an information server. The information server system according to claim 7, wherein reading and writing are executed. 上記ディスク記憶装置は、光学ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、磁気−光学媒体、フラッシュ及びバブルメモリ装置、コンパクトディスク、リードオンリディスク、及びデジタルビデオディスク記憶装置より成るグループから選択される請求項３に記載の情報サーバシステム。   4. The disk storage device according to claim 3, wherein the disk storage device is selected from the group consisting of an optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape, a magneto-optical medium, a flash and bubble memory device, a compact disk, a read-only disk, and a digital video disk storage device. The information server system described. 上記ディスク記憶装置は、電子装置登録装置を含む請求項３に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 3, wherein the disk storage device includes an electronic device registration device. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、上記電子装置登録装置の識別番号を監視する請求項１０に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 10, wherein the disk array controller subsystem monitors an identification number of the electronic device registration apparatus. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、上記情報サーバシステムの要素が除去されるか又は追加されるときを監視する請求項１０に記載の情報サーバシステム。   11. The information server system of claim 10, wherein the disk array controller subsystem monitors when elements of the information server system are removed or added. 上記電子装置登録装置は、工場で指定された独特の４８ビットシリアル番号をもつ６４ビットＲＯＭを含む請求項１０に記載の情報サーバシステム。   11. The information server system according to claim 10, wherein the electronic device registration device includes a 64-bit ROM having a unique 48-bit serial number designated at a factory. 上記電子装置登録装置は、各ディスク装置の電子回路に一体化され、各ディスク記憶装置とディスク記憶装置アレーとの係合又は解離によって電子装置登録装置がトリガーされて、各ディスク記憶装置に特有の独特の識別シリアル番号信号を発生し、上記ディスクアレーコントローラサブシステムへ送信する請求項１０に記載の情報サーバシステム。   The electronic device registration device is integrated into the electronic circuit of each disk device, and the electronic device registration device is triggered by the engagement or disengagement between each disk storage device and the disk storage device array, and is specific to each disk storage device. 11. The information server system of claim 10, wherein a unique identification serial number signal is generated and transmitted to the disk array controller subsystem. 上記電子装置登録装置がトリガーされると、電子装置登録装置は、各ディスク装置に特有の独特の識別シリアル番号信号を発生して上記ディスクアレーコントローラサブシステムへ送信し、この信号を受け取ると、上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、ディスク装置が係合されたか解離されたかに基づいて各々ディスク装置とアレーとの論理的接続又は切断を直ちに開始する請求項１０に記載の情報サーバシステム。   When the electronic device registration device is triggered, the electronic device registration device generates and transmits a unique identification serial number signal unique to each disk device to the disk array controller subsystem. 11. The information server system according to claim 10, wherein the disk array controller subsystem immediately starts logical connection or disconnection between each disk device and the array based on whether the disk device is engaged or disengaged. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、上記バイパスインターフェイスカードの制御によりディスク装置の電気的及び論理的な接続及び切断を行なう請求項１０に記載の情報サーバシステム。   11. The information server system according to claim 10, wherein the disk array controller subsystem performs electrical and logical connection and disconnection of the disk device under the control of the bypass interface card. 上記バイパスインターフェイスカードは、ファイバチャンネルトポロジー及びプロトコル内においてディスクドライブ間で通信するための独立しているが論理的に一体化された光学バスを含む請求項７に記載の情報サーバシステム。   8. The information server system of claim 7, wherein the bypass interface card includes an independent but logically integrated optical bus for communicating between disk drives within a fiber channel topology and protocol. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、欠陥許容のデータ冗長性プロトコルに対して上記少なくとも１つのディスク記憶装置を構成する請求項１０に記載の情報サーバシステム。   11. The information server system according to claim 10, wherein the disk array controller subsystem configures the at least one disk storage device for a defect-tolerant data redundancy protocol. 上記ディスクアレーコントローラサブシステムは、ＲＡＩＤ ０、ＲＡＩＤ １、ＲＡＩＤ ３、ＲＡＩＤ ５、ＲＡＩＤ １０及びＸＯＲ ＲＡＩＤ構成より成るグループから選択された構成に対して上記少なくとも１つのディスク記憶装置を構成する請求項１８に記載の情報サーバシステム。   19. The disk array controller subsystem comprises the at least one disk storage device for a configuration selected from the group consisting of RAID 0, RAID 1, RAID 3, RAID 5, RAID 10, and XOR RAID configuration. Information server system described in 1. 上記通信インターフェイスサブシステムは、デジタル加入者ユニットフレーマーを含む請求項１に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 1, wherein the communication interface subsystem includes a digital subscriber unit framer. 上記通信インターフェイスサブシステムは、オンボードバッファメモリと、サーバ内要素の高速データ通信用の高速、ファイバチャンネル適合の光学バスとを含む請求項１に記載の情報サーバシステム。   2. The information server system according to claim 1, wherein the communication interface subsystem includes an on-board buffer memory and a high-speed, fiber channel compatible optical bus for high-speed data communication of elements in the server. 上記通信インターフェイスサブシステムは、ビットエラー率テスターチップセットを含む請求項１に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 1, wherein the communication interface subsystem includes a bit error rate tester chipset. 記憶装置アレーの記憶装置に新たなデータを書き込むためのシステムの機能をディスエイブルするオペレータ制御可能な入力装置を更に含む請求項１に記載の情報サーバシステム。   The information server system according to claim 1, further comprising an operator-controllable input device that disables the function of the system for writing new data to the storage device of the storage device array. 情報サーバを動作する方法において、欠陥許容のホットスワップ可能な記憶装置アレーとの高速通信を確立し、各記憶装置に関連したホットスワップインターフェイスカードによって与えられた情報から上記アレーの各記憶装置の状態を感知し、コンピュータにおいて記憶装置の状態に関する情報を分析して、記憶装置の動作特性及び情報サーバの全体的な動作を評価し、システムの動作を維持するように記憶装置を制御する信号を導出し、その制御信号をサービス装置コントローラへ通信して個々の記憶装置を制御し、そして高速インターフェイスを経て個々のホットスワップインターフェイスカードに上記制御信号を送信して、個々の記憶装置の動作を制御するという段階を含むことを特徴とする方法。   In a method of operating an information server, establishing high-speed communication with a defect-tolerant hot-swappable storage array and determining the status of each storage device from the information provided by a hot-swap interface card associated with each storage device , And analyze information about the status of the storage device in the computer, evaluate the operating characteristics of the storage device and the overall operation of the information server, and derive signals to control the storage device to maintain system operation The control signal is communicated to the service device controller to control the individual storage device, and the control signal is transmitted to the individual hot swap interface card via the high-speed interface to control the operation of the individual storage device. A method comprising the steps of: システム状態の表示をディスプレイパネルに発生し、そしてユーザインターフェイスからコンピュータにより入力を受け取る段階を更に含む請求項２４に記載の方法。   25. The method of claim 24, further comprising generating a system status indication on the display panel and receiving input by a computer from a user interface. タッチスクリーンディスプレイを使用して、状態を表示すると共に、システムユーザからの入力を受け入れる段階を更に含む請求項２５に記載の方法。   26. The method of claim 25, further comprising using a touch screen display to display status and accept input from a system user.
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