TW201437811A - 利用儲存區域網路回復電腦系統的系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供利用SAN恢復和啟動電腦系統的系統及方法。該電腦系統包括一本地儲存裝置。接收一用於將資料寫入到在該本地儲存裝置上之一啟動卷的請求。該資料被寫入到該本地儲存裝置，也幾乎在接收該請求的同時被寫入到該SAN。然後可使用寫入到該SAN之該資料來啟動該電腦系統。

Description

利用儲存區域網路回復電腦系統的系統及方法

本發明一般涉及儲存區域網路(「SAN」)，更具體而言，涉及利用SAN恢復和啟動電腦系統。

為了在發生故障時能夠恢復，許多公司將一電腦伺服器的資料卷複製到遠離該電腦伺服器的一故障恢復站點。雖然該等資料卷包括用於由該電腦伺服器提供的服務的資訊，但是該電腦伺服器還使用一啟動卷，該啟動卷包括用於啟動和運行該電腦系統的作業系統資料和支援檔。因此，許多公司也複製或採用該啟動卷的一「快照」以允許該電腦伺服器(或其備用)從該啟動卷的一備用拷貝啟動。然而，使該啟動卷的該快照保持最新可能是費時的且容易出錯，因為該啟動卷係由該作業系統主動控制中並且也由該管理員和各種軟體不斷更新中。

一種部分解決該初始化問題的方案被稱為從SAN啟動。從SAN啟動允許該電腦伺服器直接使用一SAN的一邏輯單元作為該啟動卷。注意，「SAN」被廣泛使用並且實際上可被稱為一儲存區域網路的一卷、一邏輯單元或一邏輯單元號。該SAN可能是一本地SAN，並且該本地SAN的邏輯單元然後可被複製到在一故障恢復中心的一遠端SAN。該SAN可包括一網路儲存系統。因為該啟動卷實際上是該本地SAN的一邏輯單元，所以可更容易地使在該遠程SAN上的該啟動卷的 一快照保持最新。例如，在該本地SAN從該電腦系統接收到該寫入請求之後，該本地SAN而不是該電腦伺服器可負責發送一寫入請求給該遠端SAN。然而，仍然存在允許該電腦伺服器實際上使用在該遠端SAN上的該複製啟動卷的問題。

更具體而言，該電腦伺服器之一主機匯流排適配器可能已經配置以經由一配置路徑從該本地SAN之該邏輯單元啟動。與此同時，和TCP/IP如何重新分配網路流量類似，多路徑技術可用於允許該電腦伺服器經由一替代性路徑存取該邏輯單元。該多路徑技術通常實施於一多路徑驅動器中。雖然該電腦伺服器在正常作業期間利用該多路徑驅動器可能能夠經由該配置路徑或該替代性路徑存取該邏輯單元，但是該多路徑驅動器在初始化啟動過程期間是不可用的。相反地，該主機匯流排適配器在該初始化啟動過程期間可能只嘗試使用該配置路徑而不是該替代性路徑啟動，即使該配置路徑被破壞亦然。此外，雖然該多路徑驅動器可能也允許該電腦伺服器經由另一路徑存取另一邏輯單元(例如，在該遠端SAN上之該複製啟動卷)，但是該多路徑驅動器在該初始化啟動過程期間同樣是不可用的。

此外，即使該主機匯流排適配器包括某些多路徑功能，但是該主機匯流排適配器仍然不能處理一事件，其中該主機匯流排適配器能夠存取一邏輯單元，但實際上不能從該邏輯單元啟動。例如，這種事件發生在該邏輯單元之該配置路徑不是該當前「活動」路徑時，其中該邏輯單元正由一次要控制器管理。

因此，利用SAN恢復和啟動電腦伺服器/系統是一項持續的挑戰。

本發明解決了以上和其他問題，從而經由提供利用SAN恢復和啟動電腦系統的方法及系統促進該等有用技術的狀態。該電腦系統包括 一本地儲存裝置。接收一用於將資料寫入到該本地儲存裝置上之一啟動卷的請求。該資料被寫入到該本地儲存裝置，也幾乎在與接收該請求的同時被寫入到該SAN。然後可使用寫入到該SAN之該資料來啟動該電腦系統。有利地，經由改造該電腦系統以再併入該本地儲存裝置，在該本地儲存裝置與該SAN之間可容易地使該啟動卷保持最新，以允許該電腦系統使用該資料從該SAN啟動。

在本發明之一態樣中，提供一種使用儲存區域網路(「SAN」)啟動電腦系統的方法，其中該電腦系統包括一本地儲存裝置。該方法包括接收用於將一啟動卷的資料寫入到該本地儲存裝置的一請求。該啟動卷包括用於啟動該電腦系統的作業系統資料和支援檔。該方法還包括將該資料寫入到該本地儲存裝置，以及在與接收該請求的幾乎同時將該資料寫入到該SAN。該方法進一步包括使用寫入到該SAN的該資料啟動該電腦系統。

在本發明的另一態樣中，提供一種具有指令的電腦可讀媒體，用於按照上述該方法實施一種使用儲存區域網路(「SAN」)啟動電腦系統的方法。

本發明的另一態樣提供一種使用一儲存區域網路(「SAN」)啟動該電腦系統的電腦系統。該電腦系統包括一本地儲存裝置、一用於與該本地儲存裝置通信的儲存控制器和一用於與該SAN通信的網路適配器。該儲存控制器與該本地儲存裝置直接耦合而沒有一中間網路。該電腦系統還包括一接收元件，用於接收用於將一啟動卷的資料寫入到該本地儲存裝置的一請求。該啟動卷包括用於啟動該電腦系統的作業系統資料和支援檔。此外，該電腦系統包括一第一寫入元件，用於將該資料寫入到該本地儲存裝置，和一第二寫入元件，用於在與接收該請求的幾乎同時將該資料寫入到該SAN。該電腦系統還包括一啟動元件，用於使用寫入到該SAN的該資料啟動該電腦系統。

110‧‧‧電腦系統

112‧‧‧處理單元

114‧‧‧網路適配器

116‧‧‧儲存控制器

118‧‧‧主機匯流排

130‧‧‧本地儲存區域網路

132‧‧‧儲存裝置

134‧‧‧控制器

140‧‧‧遠端儲存區域網路

142‧‧‧儲存裝置

144‧‧‧控制器

150‧‧‧網路

160‧‧‧本地儲存裝置

170‧‧‧電腦可讀媒體

圖1是按照本發明的特徵和態樣的一示例性電腦系統的方塊圖；圖2是按照本發明的特徵和態樣描述一使用一SAN啟動一電腦系統的示例性方法的流程圖；圖3是按照本發明的特徵和態樣描述一在正常作業期間允許一電腦系統使用一SAN啟動的示例性方法的流程圖；及圖4是按照本發明的特徵和態樣描述一在恢復作業中使用一SAN啟動一電腦系統的示例性方法的流程圖。

圖1是按照本發明的特徵和態樣的一示例性電腦系統110的方塊圖。該電腦系統110經由一網路150與一本地SAN 130通信。該電腦系統110和該本地SAN 130也都經由該網路150與該遠端SAN 140通信。此外，該電腦系統110與一儲存裝置160通信。例如，該儲存裝置160可能是一旋轉磁碟驅動器或一基於快閃記憶體的驅動器。一電腦可讀媒體170被用於供應包含驅動器軟體的指令給該儲存裝置160及/或該電腦系統110。該電腦可讀媒體170可包括可包含、儲存、通信、傳播或傳輸該等指令的任何裝置。實例包含一半導體或固態記憶體、磁帶、一可移動電腦磁碟、一隨機存取記憶體(「RAM」)、一唯讀記憶體(「ROM」)、一剛性磁碟和一光碟(例如，CD-ROM、CD-R/W、DVD-ROM和DVD +/- R/W)。

該電腦系統110包括一處理單元112、一網路適配器114和一儲存控制器116。該電腦系統110經由該儲存控制器116與該儲存裝置160通信。例如，該儲存控制器116可能是一獨立磁碟冗餘陣列(「RAID」)控制器。該儲存控制器116與該本地儲存裝置160直接耦合而沒有一中間網路。與該本地儲存裝置160的該通信可能是經由許多本地儲存附件技術之任何一種。例如，該通信協定可從串聯先進技術附件 (「SATA」)、小型電腦系統介面(「SCSI」)、串聯連接SCSI(「SAS」)、平行先進技術附件(「PATA」)(包含整合驅動電子介面(「IDE」)和增強型IDE(「EIDE」)、IEEE 1394(例如FireWire)和通用串聯匯流排(「USB」))選擇。將理解可使用該SAS協定直接耦合，可使用一SAS電纜而不需要一SAS擴展器及/或開關。

該電腦系統110可使用該網路適配器114而經由該網路150通信。例如，該網路適配器114可能是一乙太網路適配器或一SAS主機匯流排適配器。該網路可能是基於乙太網路、光纖通道、網際網路SCSI(「iSCSI」)、SAS和TCP/IP其中之一。此外，該處理單元112可經由從週邊組件互連(「PCI」)、週邊組件互連擴展(「PCI-X」)和快捷PCI(PCI-E)其中之一選擇的一主機匯流排118與該儲存控制器116和該網路適配器114通信。

該處理單元112可包括電路、記憶體、處理器及/或處理該電腦系統110的處理需要的指令。例如，該處理單元112可執行該電腦系統110的一基本輸入輸出系統(「BIOS」)，其包括在該啟動過程期間由該儲存控制器116及/或該網路適配器114供應的一基本輸入輸出系統(例如，有時稱為一可選ROM)。在正常作業期間，該處理單元112在一作業系統的控制下可執行用於該儲存控制器116和該網路適配器114的驅動器。將明白，可能在該電腦系統的這些元件的一或多個中實施本發明的特徵和態樣。

該本地SAN 130包括一控制器134和一儲存裝置132。該儲存裝置132經由該控制器134與該網路150耦合以允許該電腦系統110使用該儲存裝置132。例如，該儲存裝置132可能被製造成可用作該本地SAN 130的各種邏輯單元。同樣地，該遠端SAN 140包括一控制器144和一儲存裝置142。該本地SAN 130通常可能與該電腦系統110位於同一地方，而該遠端SAN 140通常可能位於一故障恢復中心。該故障恢復中 心通常是一遠離該電腦系統110的場所。一或多個網路可把該遠端SAN 140與該電腦系統110和該本地SAN 130分開，如由一網路雲所標示者。

在一從SAN啟動的應用中，該網路適配器114可能已經被配置成與該本地SAN 130的該控制器134通信以使該電腦系統110從該本地SAN 130啟動。在該電腦系統110運行的一多路徑驅動器將允許該網路適配器114與該遠端SAN 140的該控制器144通信。然而，該多路徑驅動器在初始化啟動過程期間是不可用的，如上所述。

熟習此項技術者將容易認識到在一全功能裝置中有許多額外和等效元件及模組。此等額外和等效元件在此處為了該討論的簡單和簡潔被省略了。因此，圖1的該等結構僅僅意為表示本發明的特徵和方面的示例性實施例。

如將更詳細地解釋，本發明的特徵和態樣有利地允許啟動卷駐留在該本地儲存裝置160、該本地SAN 130和該遠端SAN 140上。熟習此項技術者將明白，在該本地儲存裝置160和該本地SAN 130兩者上的該等啟動卷按照本發明的特徵和態樣通常在發生每個寫入請求時連續地同步。在該本地SAN 130和該遠端SAN 140上的該等啟動卷也可經由將該啟動卷從該本地SAN 130複製/鏡像到該遠端SAN 140而同步。在恢復作業中，該啟動卷然後可能被從該遠端SAN 140複製/鏡像回到該本地SAN 130。作為替代或另外，該啟動卷也可被複製/鏡像回到該電腦系統110(其也可能是該原來電腦系統的一替代/備用電腦系統)的該本地儲存裝置160(其可能是該原來儲存裝置的一替代儲存裝置)。

圖2是按照本發明的特徵和態樣描述一使用一SAN啟動一電腦系統的示例性方法的流程圖。在步驟210，用於一儲存控制器的一驅動器接收用於將一啟動卷的資料寫入到一本地儲存裝置的一請求。該啟 動卷包括用於啟動該電腦系統的作業系統資料和支援檔。在步驟220，該驅動器將該資料寫入到該本地儲存裝置。在與接收該請求的幾乎同時，該驅動器在步驟230還將該資料寫入到該SAN。作為一恢復過程的一部分，該電腦系統在步驟240執行一BIOS，該BIOS允許該電腦系統使用已經寫入到該SAN的該資料啟動。

圖3是按照本發明的特徵和態樣描述一在正常作業期間允許一電腦系統使用一SAN啟動的示例性方法的流程圖。在步驟310，該電腦系統執行一BIOS，該BIOS允許該電腦系統從一本地儲存裝置的一啟動卷啟動。該啟動卷包括用於啟動該電腦系統的作業系統資料和支援檔。在該啟動過程期間，在步驟315該電腦將一日誌寫入到該本地儲存裝置使得該日誌包括在該啟動過程期間與資料更新有關的資訊。在該啟動過程之後，在步驟320該電腦系統處理該日誌並啟動寫入請求以基於該日誌將該等資料更新寫入到該SAN。

例如，一日誌輸入可包括與一還沒寫入到該SAN的更新有關的資訊。在正常作業期間，在該啟動過程之後，該電腦系統然後對於每個日誌輸入啟動一寫入請求給該SAN，以及然後在該更新已被寫入到該SAN之後刪除每個日誌輸入。該日誌的輸入即使在正常作業期間亦可被以先入先出的方式連續增加和刪除，以保持資料寫入的順序以及處理在存取該SAN中的中斷。此外，在該SAN上可能還沒有一啟動鏡像。如果是這樣，在初始化作業中該啟動卷可能被從該本地儲存裝置複製到該SAN。例如，使用該電腦系統及/或該SAN的管理工具從該本地儲存裝置讀取資料，並且該讀取資料被寫入到該SAN。因此將管理日誌輸入以確保該本地儲存裝置與該SAN同步。

在步驟330，用於該電腦系統的一儲存控制器的一驅動器接收用於將該啟動卷的資料寫入到該本地儲存裝置(或另一本地儲存裝置)的一請求。在步驟340，該驅動器將該資料寫入到該本地儲存裝置。在 與接收該請求的幾乎同時，在該電腦系統運行的該驅動器在步驟350還將該資料寫入到該SAN。該資料通常不是由該本地儲存裝置寫入到該SAN，而是由該電腦系統自己寫入到該SAN。如上所述，一日誌可被用於處理在存取該SAN中的中斷。因此將明白，在一些情況下，在步驟340與350之間可能有一延遲。然而，在該本地儲存裝置和該SAN上的該啟動卷通常是連續而不是在固定間隔及/或在由一管理員的一請求之後同步。

在正常作業期間，由於該驅動器接收用於寫入資料的每個請求，所以從330重複步驟。在該電腦系統內，該驅動器可經由發送一請求給用於一網路適配器的一驅動器而寫入到該SAN，該電腦系統經由該網路適配器與該SAN通信。作為一設計選擇，該驅動器可將幾個寫入請求組合成一寫入請求給該SAN。作為替代，該驅動器也可將一寫入請求分成幾個寫入請求給該SAN。

應注意，該SAN可能是一與該電腦系統位於同一地方的本地SAN。在步驟360，可在該本地SAN與一遠端SAN之間同步該資料。該遠端SAN可能位於一故障恢復中心，以及該故障恢復中心可能是一遠離該電腦系統的場所。可經由由該本地(及/或該遠端)SAN可用的一SAN管理工具實施該同步的步驟。該同步可在固定間隔實施及/或由一管理員請求。作為替代或另外，該同步的步驟可由該本地SAN實施，該本地SAN依序發送每個寫入請求給該遠端SAN。

在步驟370，該電腦系統輸入一關機程式俾以有序方式關閉該電腦系統。通常，網路連接將被關閉，即使該電腦系統仍然有資料在記憶體中，該電腦系統需要清除該資料並寫入到該本地儲存裝置亦然。因此，該電腦系統將在與步驟315類似的步驟375將一日誌寫入到該本地儲存裝置，使得該日誌包括在該關機過程期間與資料更新有關的資訊。該日誌可能是一不同日誌或與上述與步驟315有關的該日誌相同 的日誌。在該電腦系統在上述步驟310啟動之後，該電腦將在該關機過程期間基於與上述與步驟320有關的該日誌相同的該日誌將該等資料更新寫入到該SAN。

圖4是按照本發明的特徵和態樣描述一在恢復作業中使用一SAN啟動一電腦系統的示例性方法的流程圖，其中需要恢復該本地儲存裝置。在步驟410，該電腦系統在啟動過程期間決定是否接受使用者輸入以指定將用於啟動的資料的來源。例如，如果一使用者/管理員按下一或多個熱鍵，則該電腦系統可接受該使用者輸入。如果該(該等)熱鍵被按下，則該電腦系統在步驟415接受具有一本地SAN的規格的該使用者輸入。例如，該使用者可被提供一命令行介面及/或圖形介面以指定該本地SAN，該本地SAN可進一步包括該本地SAN的一邏輯單元的一規格。或者，該使用者可被允許指定一遠端SAN。

如上所述，一多路徑驅動器在初始化啟動過程期間不可用於允許該電腦存取另一邏輯單元(例如，在該遠端SAN上)。此外，即使某些多路徑功能在該初始化啟動過程期間可能是可用的，該電腦系統仍然不能處理一事件，其中該電腦系統可存取一啟動卷，但由於該啟動卷的損壞實際上不能從該啟動卷啟動。熟習此項技術者將明白，人工干預有利地允許一使用者/管理員指定該電腦系統應從該本地儲存裝置、該本地SAN、該遠端SAN或甚至另一裝置啟動。

如果不需要接受使用者輸入，則該電腦系統在步驟420可自動識別該本地SAN的一規格。一啟動順序可能已經被配置到該電腦系統中。例如，一使用者/管理員可能已經指定該電腦系統首先應嘗試從一本地儲存裝置啟動，如果不成功，則該電腦系統接著應嘗試從該本地SAN啟動。或者，該使用者也可能已經指定該電腦系統接著應嘗試經由一網路適配器啟動。該電腦系統的該網路適配器及/或該BIOS也可能已經被配置成嘗試從該本地SAN啟動，如果不成功，則嘗試從一 遠端SAN啟動。

在該示例性方法中，該電腦系統將使用該資料從該本地SAN啟動該電腦系統。應注意，經由將資料從一遠端SAN同步/複製到該本地SAN可能已經恢復該本地SAN，如先前所提到。在步驟430，該電腦系統經由該網路適配器從該本地SAN讀取一啟動卷的資料。在步驟440，該電腦系統決定實際上從該本地儲存裝置啟動，或使用從該本地SAN讀取的該資料直接啟動。該選擇可能已經被配置到該電腦系統中。作為替代或另外，一使用者/管理員可被允許在該啟動過程期間指定該選擇，例如作為上述該步驟415的一部分。如果該電腦系統將從該本地儲存裝置啟動，則該電腦系統在步驟450首先將該讀取資料寫入到該本地儲存裝置以恢復該本地儲存裝置，以及然後從該本地儲存裝置啟動，與關於步驟310所述類似。

如果該電腦將從該本地SAN直接啟動，則該電腦系統在步驟460從該本地SAN啟動，與一從SAN應用啟動類似。隨後，該電腦系統在步驟465將該資料從該SAN寫入到該本地儲存裝置，因此也恢復該本地儲存裝置。將明白為了在該本地SAN與該本地儲存裝置之間保持同步，與在步驟315所述之日誌類似的日誌可被寫入到該本地SAN，使得資料更新可被寫入到該本地儲存裝置(在步驟465用來自該本地SAN之資料恢復該本地儲存裝置之後)。該電腦系統可被配置成隨後從該本地儲存裝置啟動。

隨後，該電腦系統進入正常作業，並且重複上述在步驟330開始的那些步驟。一般技術者將容易認識到有許多附加和等效步驟，該等步驟可在圖2到4的該等方法中實施及/或省略。此等額外和等效步驟在此處僅僅為了該討論的簡單和簡潔而被省略。

雖然在該等圖和先前描述中已經說明和描述了本發明，但是這種說明和描述應視為示例性而不是限制性的。已經顯示並描述本發明 之一實施例及其輕微變化。在本發明之精神內的所有改變和修飾都需要保護。熟習此項技術者將明白在本發明範圍內之上述該等實施例的變化。因此，本發明並不限於以上討論之該等具體實例和說明，而是僅由以下該等請求項及其等效物界定。

110‧‧‧電腦系統

112‧‧‧處理單元

114‧‧‧網路適配器

116‧‧‧儲存控制器

118‧‧‧主機匯流排

130‧‧‧本地儲存區域網路

132‧‧‧儲存裝置

134‧‧‧控制器

140‧‧‧遠端儲存區域網路

142‧‧‧儲存裝置

144‧‧‧控制器

150‧‧‧網路

160‧‧‧本地儲存裝置

170‧‧‧電腦可讀媒體

Claims (1)

1. 一種使用一儲存區域網路(「SAN」)啟動一電腦系統的方法，其中該電腦系統包括一本地儲存裝置，其特徵是該方法包括：接收一用於將一啟動卷之資料寫入到該本地儲存裝置的請求，其中該啟動卷包括用於啟動該電腦系統之作業系統資料和支援檔；將該資料寫入到該本地儲存裝置；幾乎在與接收該請求的同時，將該資料寫入到該SAN；以及使用寫入到該SAN之該資料啟動該電腦系統。