TWI223146B

TWI223146B - Method and system for upgrading drive firmware in a non-disruptive manner

Info

Publication number: TWI223146B
Application number: TW092119516A
Authority: TW
Inventors: David Alan Burton; Noel Simen Otterness
Original assignee: Ibm
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2004-11-01
Also published as: TW200401975A; CN1482547A; US6907504B2; CN1245689C; US20040019752A1

Description

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一、【發明所屬之技術領域】本發明關於儲存系統陣列的儲存控制器韌體。嘀域，尤其關於用於磁碟冗餘一、【先前技術】目前對於大型電腦系絲資料儲存的可靠性。針對沪接一個主要考量為電腦系統磁碟冗餘陣列（RAID)儲J考量，製造商已生產出獨機並將其1 _得堉$ ^ + 糸統。RAID系統利用多個磁二卜十传讓所儲存的資料有備份。儲存系統可靠性有二個爭

取性。資料可用性f # ΐ重要的項目：可用性與可機、-台鏡像磁碟-台主要磁碟是讓主機系統可用資料各：夕二磁碟機之上’目的份數越多則被認為越且可：卜整的或編碼過的資料定的。〃、了用性，故而，可用性是依備份土料可存取(±私主機系統存取可用之已存資料的能此甘匕可直接從主磁碟機或鏡像磁碟機取得#料，或由他磁碟機或磁碟分段上編碼過的資料，透過同位偵及錯誤更正碼（ECC)還原出相同的資料。

長久以來’往往需要更新陣列儲存系統中各個磁碟的韌體，新的韌體可能用來減少資料存取時間、提升 ”機效旎，或增加陣列儲存系統整體的可靠性。，目前關於磁碟機韌體更新的過程，其中一個困難點轨行韌體更新時所需時間相對地過長造成的影響。在磁

第7頁 1223146 五、發明說明（2) j韌體更新的過程中，磁碟機一般都無法服務主機ί/〇的請重要而言^是十分省知技術裡其中一種方式試著利用一種主機系統内特的裝置驅動器（device driver)來應付這個問題。這種特 j置驅動裔將主機丨/〇命令停止，一直到驅動機更新完成 ^制器準備好要接受命令為止。這樣的解決方式又衍生一個明顯的問題：主機系統内須存在專屬的裝置驅動 ;跑f ?其他實際陣列儲存系統分開。此外，這專屬的裝容。°器可此與儲域網路（SAN)系統中既有的元件並不相替種解决方式疋牵涉到利用一種專屬磁碟機，它在機升級的過程中持續接受主機I/O命令，對使用者統；ΐ他的：：不：：地這種專屬磁碟機可能與SAN系主機配，對於_ 前知識。此外，在非專；任何關於其更新的先存取性都沒機勒體時，對磁碟機的可用性及可程裡因Ξ需存系統中磁碟機勒體升級的過器能夠以可靠且不；讓儲存系統控制若能和既有主機系式來接文亚完成主機I/O命令。機系統與磁碟機相容的話’那麼這樣的方法第8頁 1223146 五、發明說明（3) 和系統便更加有幫助。若它容許個別或多個磁碟機同時升級以減低升級所有磁碟機的整體時間的話，亦是極有益處的。三、【發明内容】本發明係針對目前最新技術開發而成，特別是針對目前技術所遇到問題與需求，而以目前可用的主機系統、磁碟機及儲存系統控制器尚未能完全解決的這些問題。因此’本發明的整體目的為提供一種以不中斷的方式來升級驅動機體的改良方法與系統，以克服許多或甚至全部前述技術的缺點。為達前述目的，根據本發明較佳實施例之具體化及廣泛地描述，提供一種改良型儲存系統控制器，設計成以不中斷方式來升級驅動機韌體。

儲存系統控制器設有一驅動機更新模組（dr丨ve update modu 1 e) ’其韌體包含數個模組，以執行升級過程的個別步描述實施例中的這些模組包含一驅動機更新啟動模 j —備用驅動機可用性模組、一備用驅動機更新模組、政第ί儲存指定模組、—鏡像驅動機可用性模組、一讀取组、改模組、一寫入政策修改模組、一控制指令更新模，，機重建模組以及一驅動機更新完成模組。主要路:實施例中，儲存系統控制器設計成容許在複數個資料性二^上同時升級控制指令。在另一實施中，分散式 5子系統可包含多個儲存系統控制器平行運作，其中

1223146 五、發明說明（4) 當一個控制器在磁碟機上執行勒體升級時’另—個控處理主機系統命令。〜35 系統並且較佳設計成與各種主機伺服器和磁碟機容’使得韌體升級可不受現存的硬體或軟體影響了，言目獨立性配合開放式儲域網路的市場，提供對更 ^樣的網路產品更好的相容性。類錯域在較佳實施例中’系統容許在複數個主要磁碟韌體同時升級。然而，系統亦容許個別的磁碟機升級。的本發明亦說明在分散式資料儲存系統中電 .二上2控制指令的一種方法。在程序的初始，控制ί執：一查驗，以評估儲存陣列中備用磁碟機的可用性。Ζ = 二：備用磁碟機上的韌體都予以升級。在較佳實施例；可 :用：：用磁碟機被指定為一對映檔及一登錄檔的暫時位置。此對映檔含有在升級過程中主要磁碟機被 #又。：：檔包含在升級過程中從主要磁碟機轉移的資：。 ♦料咏ί不到備用磁碟機的系統中，主機系統快取可用來二― ' 檔暫存之處。這種情況下登錄檔。棱供，以維持系統冗餘備份。 ’、斤旦指定了暫存處且建立了適當的對映及登，Μ 制1§便可決宕杠你接；，、久且綠檑，控散式資碟機的可用性。—般伽m型分夺统：，：：或是至少部份规101陣列結構的笪他糸統上，都有這類磁碟機可用。傅扪，、他在實際升級動體之前，控制器更改讀取與寫入政策，

第10頁 1223146 五、發明說明（5) 使得在升級過程t主機系統不會對主要磁碟機發出讀和寫的存取動作。依鏡像驅動機的可用性，讀取政策被更改成存取同位驅動機並重新產生動機。寫入政策被更改以存寫入動作。若無可用之登錄產生同位碼及並將之寫入同檀可用，寫入政策亦會將主槽中。在較佳實施例t，讀取制器將主要磁碟機設為離線碟機的存取❶當磁碟機離線鍵模式。接著韌體就被升級。在主要磁碟機上的資料，回復動機重新上線，並結束升級錄擋或鏡像驅動機複製資料鏡像驅動機皆無法使用時，從同位驅動機上重建資料，在較佳實施例中，這種的’且不需要使用者手動干例在程序中、之前或之後仍本發明的目的、特色與專利範圍中越加完整明顯，實踐中習得。所請求的資料，或存取鏡像驅取登錄檔或鏡像驅動機以完成檔及鏡像磁碟機，寫入政策會位驅動機。無論如何，若對映要磁碟機寫入區段儲存在對映與寫入政策已被更改之後，控，因此限制了升級過程中對磁時’其所屬之R AID群組處於關韌體升級完成後’控制器重建原始的寫入及讀取政策，將驅程序。重建步驟儘量包含從登到主要磁碟機上。若登錄檔及重建步驟包含透過錯誤更正碼並將資料儲存到主要磁碟機。方法對主機系統而言是透通預。然而，此方法的一些實施可容許使用者的手動干^ β 優點將於接下來的描述與申請或可藉由下文中提出本發明的

1223146 五 '發明說明C6) 四、【實施方式】本說明書中許多功能單元都稱之為模組，其目的乃是要特別強調它們的實作獨立性。例如，一模組可能實作成包含定製的USI電路或閘陣列的硬體電路、現成的半導體如邏輯晶片、電晶體或其他離散元件》—模組亦可能實作成可程式硬體裝置，例如現場可程式閘陣列（F PGA )、可程式陣列邏輯、可程式邏輯裝置等等。

模組也可能實作成軟體，由各種不同處理器來執行。例如，一可執行碼的相同的模組可能包含一個或多個電腦指令的實體或邏輯區塊，而電腦指令可組織成例如物件、程序或函數。然而，一等同模組的可執行碼並不需要實體上位於一處’當它們邏輯上連接在一起時，它可包含储存在不同位置的完全不同的指令’這些位置包含此模袓達到此模組所陳述的目的。了

事實上，一 3轨彳丁碼的模組可為一單一指令或多個指令，甚至可能分散在數個不同的程式節區、不同的程式之間、跨數個記憶體裝置。類似地，操作資料可能在模組内辨別並說明，且可以任何適當的形式具體化並安排在任適合的資料結構類型内。操作資料可被收集成單一集，或分散在不同位置、包含在不同儲存裝置、且能以系統或網路内之電子訊號的形式存在。圖1說明一個適合用於本發明的典型RAID網路 100 » RAID網路1〇〇包含複數個工作站1〇2以及藉由區域網鲜

1223146 五、發明說明（7) 主機词服器1〇4。在說明的實施例令，主機伺服 Γ一個Λ 儲域網路(storage area net_川。連接至個或多*分散式資料储存系統108。鍺域網路ιι〇可能個廣域網路組態加以實現。在沒有儲 f·，同路110的情形下’主機伺服器104可直接連接至分散弋資料儲存系統1 08。按至刀散式圖ia為一方塊圖，說明一分散式資料儲存系統^^ 施例。分冑式資料儲存系統1()8如#4 供冗餘備份以因應可能發生的故分散式資料儲存系統108内部為複數個電子儲相連。它們透過驅動機互連通訊通道126與儲存系統控制器圖2為一方塊圖，闡述本發明分 _的-個實施^在介紹的實施例中散先統1 08係由一儲存系統控制器2〇2及政 '資科儲存系組成。儲存系統控制器2_似前述之儲存子储存陣腦4所與贈。電子儲存陣細包含複數個= ; = m 儲存系統控制器2〇2包含一控制器CPU2〇6、— 器208、-快取記憶體21〇、以及非揮發性( ，理快取記憶體2U)可提供可用之儲存空間給對 ^體=2。憶體212包含一組控制指令214，此組指令含記存裝置124上之控制指令更新程序的命令。；電子儲第13頁 1223146 五'發明說明（8) 電子儲存陣列2 0 4的一個較佳實施例B 列之電子儲存裳置124所組成：一主電子；多個下鏡像電子儲存裝置218、一備用電子儲存裝 ^ 子儲存裝置124各包含一組控制指令222。I 。攻些電存裝置124之控制指令組來製作更有效率或、個—電^儲時’控制指令222需做必要的更新。一 < 的肩算法在RAID1或RAID1+0式分散式資料儲存系 β R A I D1陣列結構為基礎的分散式資料儲系、/入疋以數個鏡像電子儲存裝則是很常見的4:來；含 RAID3或RAID5分散式資料儲存系統則不像電的儲存裝置218 ^ 仕Π鏡像電子 220電在子的實施例包含傷用電子儲存裝置 220。在化樣的系統中，備用電子儲存裝置22〇可提供的儲存空間給對映檔224及登錄檔226 ^對映槽224在# 與對映檔213類似。搭構上此間敘述的方法與系統主要是針對在主電子 2'上控制指令222的更新 '然而，此方法與系統亦可^ 涵蓋在鏡像電子儲存裝置218上控制指令222的更新。此外，此方法與系統亦可延伸涵蓋在備用電子儲存裝置2 2 〇上控制指令222的更新❶這種更新的實施方式將從此處的中越發清楚明顯。 ° 圖3為一=塊簡圖，說明儲存系統控制器2 〇 2之控制指令2 1 4的一個實施例。這些控制指令2丨4最好包含一指定處理程序的讀取政策301a，透過此處理程序將資料從電子儲

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第14頁 1223146 五、發明說明（9) -- 存陣列204取出。控制指令214亦最好包含一指定處理程序的寫入政策301b，透過此處理程序將資料窝至電子儲存束列204。除了讀取政策301a與寫入政策301b之外，控制指令214 最好包含一驅動機更新模組3〇2。驅動機更新模組3〇2内含 —驅動機更新啟動模組3 〇 4，設計成啟動主要電子儲存褒置 216上之控制指令222的更新。

另外還包含的是備用驅動機可用性模組3〇6，用以判斷在電子儲存陣列204上是否有任何可用的備用電子儲存裝置 220。若有可用之備用電子儲存裝置22〇，備用驅動機更新模組308會更新在任何可用的備用電子儲存裝置22〇上之制指令222。 ^ 驅動機更新模組302進一步包含一暫時儲存指定模組 310，在主電子儲存裝置216上更新控制指令222的期間 '，暫時儲存指定模組310將可用之備用電子儲存裝置22〇或可用之控制|§快取§己憶體2 1 0指定為暫時電子儲存茫置。

此外還有鏡像驅動機可用性模組312，係^計成判斷在電子儲存陣列2 04中鏡像電子儲存裝置218的可用性。判斷鏡像驅動機可用性對驅動機更新程序而言十分重要，其中一讀取政策更改模組314及一寫入政策更改模組316依驅動機可用性模組3 1 2的結果作不同地實作。以下列出一些個別的差異。 202的讀取政策301a，使得當主

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指令222在更新時，以不同方法處理主機伺服器丨〇4之讀動作。類似地，寫入政策更改模組316更改儲存系統控 202的寫入政策301b，使得當主電子儲存裝置216上之控指令222在更新時’以不同方法處理主機伺服器丨〇4之寫動作。這些對儲存系統控制器2 〇 2上的讀取政策3 〇丨a和政策301b的更改，使讀取及寫人動作對主機词服器1〇4而言是以透通的方式完成，並且維持電子儲存陣列2〇4的冗餘: 一旦驅動機更新模組3〇2結束了之前列出的程序，驅，更新模組302便藉由控制指令更新模組318的實作’開始實際更新主電子儲存裝置2 16上之控制指令222。在控制指令222被更新之後，驅動機更新模組3〇2中的驅動機重建模組320便將在控制指令222更新期間，欲寫到主電子儲存裝置216的資料重建起來，在驅動機重建模組32〇完成後，驅動機更新完成模組322便將此更新程序終止。 —“圖3a為一簡圖，顯示驅動機更新模組3〇2内含之暫存指定杈組3 1 0的一個實施例。此暫時儲存指定模組最好包含一備用驅動機指定模組330及一控制器快取指定模組332。

η在主電子儲存裝置216上之控制指令220更新期間，備用驅動機指定模組33〇設計成將一可用之備用電子儲存裝置 2j 0指定為暫時電子儲存裝置。在相同的更新期間内，控制器快取指定模組332設計成將儲存系統控制器220中之可用之快取指定為暫時電子儲存裝置。 ^ 圖3b為一簡圖，顯示驅動機更新模組302内含之讀取政策更改模組3 1 4的一個實施例。此讀取政策更改模組3丨4最

第16頁 1223146 五、發明說明（11) 登錄檔讀取模組好包含一鏡像驅動機更新模組3 4〇 342、及一再生讀取模組344。鏡像驅動機更新模組340設置成藉由存取鏡像電子儲存上的味求=貝料，而非存取主電子儲存裝置216，來 J =制服謂4發出的讀取動作命令。類似地，登請求資料，而非存Λ?二服器UH發出的讀取動作命電令子。储存裝置216，來處理主機伺發屮ί i ί取模組344以不同的方式來實現主機伺服器1 〇4 H 作命令。再生讀取模組344並不存取主電子儲 2 f 16 ’而是存取同位電子儲存褒置上的資料，錯疾更正碼（ECC)來再生請求的資料。判用圖3c為-簡圖’顯示驅動機更新模組内含之寫入政模組316的一個實施例。此寫入政策更改模組316最錚映模組35G、—鏡像驅動機寫人模組352、-登錄檔：：楔組354、及一同位驅動機寫入模組356。作命設計成處理主機飼服議發出的寫入動對：播串存裝置m上要寫入的區段寫到 ΪΪ:位於由暫時储存指定模湖所指定的暫時電V:存鏡像模組35:設計成藉由將請求的資料寫至 m來非將資料寫至主電子儲存裝置處主機词服器ι〇4發出的寫入動作命令。以類似 1223146 五、發明說明（12) ^ =法，登錄檔寫入模組354設計成將請求資料寫入最好位 ;備用電子儲存裝置220上的登錄檔。同位驅動機寫入模組356設計成將適當的錯誤更正 =子儲料賴4上對應的同位驅動機，而非直接將資料 ^主電子儲存裝置216，來處理來自主機词服器104的寫入動作命令。 ^ 番* :3九為一簡圖，顯示驅動機更新模組302内含之驅動機 ^建椒、，且320的一個實施例。此驅動機重建模組32〇最好包 =一鏡像驅動機重建模組360 ' 一登錄擋重建模組362，以及一再生重建模組364。鏡像驅動機重建模組360設計成將寫入鏡像電子儲存 = 218的資料，從鏡像電子儲存裝置218複製到主要電子儲 :裝置216。類似地’登錄檔重建模組啦設計成寫至暫時存裝置上之登錄標的資料，㈤登錄槽複製到儲存裝置21 6 » 再生重建模組364設計成利用電子儲存陣列2〇4中同位驅動機上的錯誤更正碼及資料，將資料寫入主電子儲存裝置 2 1 6。圖4為一流程簡圖，說明一個驅動機更新方法4〇〇的一個實施例。此一般性驅動機更新方法4〇〇可利用圖3令之驅動機更—新模組302，但也可能和此間討論之驅動機更新模組 3 0 2的貫施例無關，而獨立地實行。驅動機更新方法400較佳由驅動機更新啟動模組3〇4啟始，如方塊402所示。接著備用驅動機可用性模組3〇6及備

1223146 五、發明說明（13) 用驅動機更新模組3 0 8被實作，分別如方塊4 〇 4及方塊4 〇 6所不。方塊4 0 8描述暫時儲存裝置的指定，最好透過使用暫時儲存指定模組31 0。指定暫時儲存裝置之後，鏡像驅動機可用性棋組312決定在電子儲存陣列2〇4中任何鏡像電子儲存裝置218的可用性，如方塊41〇所示。驅動機更新方法400接著透過讀取政策更改模組314及寫入政策更改模組31 6的實作，更改儲存系統控制器2〇2中的讀取政策301a及寫入政策3〇ib。讀取政策更改模組314由方塊412描述，寫入政策更改模組由方塊414描述。接下來如方塊416所示，主電子儲存裝置216上之控制指令222最好透過控制指令更新模組3丨8來更新。更新控制指令222之後，驅動機重建模組32〇被實作以重建主電儲存裝置216，如方塊418所示》最後，方塊420顯示驅動機更新模組302的結束，其最好以驅動機更新完成模組322 現。圖5為一驅動機更新方法5〇〇的流程簡圖，此方法為實 .現驅動機更新方法400的一個更明確之方式的例子。驅動機更新方法50 0由驅動機更新啟動開始，如方塊5〇2所示，此步驟大體上類似方塊402的步驟。接著，驅動機更新方法 500判斷任何備用電子儲存裝置22〇的可用性，如決策方塊 504所示。若無備用電子儲存裝置22〇存在，驅動機更新方法500判斷控制器快取21〇的可用性，如決策方塊5〇6所示。若無可用之控制器快取，驅動機更新方法5〇〇便繼續進圖6之步驟602。

第19頁 1223146 五、發明說明（14) 若決策方塊504判斷出有可用之備用電子儲 Γ置：驅Si新方法5〇0便會更新可用之備用電子儲存 G為暫時Λ!/所示。接著，備用電子儲存裝置220被 Λ Λ Λ裝置，如方塊51G所示。㈣機更新方 J500 =在備用電子儲存裝置22〇±，建立對映檔224，如方塊512所不’·以及登錄檔m，如方塊514所示。驅新方法500接著繼續進行到圖8之步驟8〇2。右決策方塊506判斷有可用之控制器快取21〇， :更：=:將控制器快取21°指定為暫時電子儲』 ⑴。除了不是位於備用電子儲存裝置22〇上二的對映播224類似。驅動機…法500接著繼續進仃至圖7之步驟702。圖6顯示-驅動機更新方法延續6〇〇，其為流程簡圖圖5 之3驅動機更新方法500的延續。驅動機更新方法延續 μ ；Λ ^之步驟，乃特別針董子已判斷沒有可用之備用電子子置220，也沒有可用之控制器快取210這樣的狀況。不=塊602所示，驅動機更新方法延續600判斷鏡像電谈f裝置218的可用性。若決策方塊6〇2判斷沒有可用之，像電子儲存裝置218 ,就如在RAID34RAID5陣列結構中一般，則驅動機更新方法60〇繼續方塊6〇4，更改，器202的讀取政策3〇la。讀取政策3〇1被更改後;= 存系統控制器202利用錯誤更正碼’藉由從電子儲存陣列 1223146 五、發明說明（15) 2〇4。。中之同位驅動機重新產生所請求的資料，來處理主機飼益1 04發出的讀取動作命令。儲存系統控制器並不直接從主電子儲存裝置216上讀取資料。接著，驅動機更新方法延續6 〇〇繼續方塊6 〇 8，其更改 2:存茲？控制器2〇2的寫入政策3〇1 a，使儲存系統控制器 202藉由將適當的同位碼寫至電子儲存陣列2〇4中的同位驅這樣的方式，來處理來自主機伺服器104的寫入動作命 =。儲存系統控制器一般並不直接在主電子儲存裝置2丨6上罵入資料。方塊604的讀取政策更改及方塊6〇8的寫入政策更改，，驅動機更新模組延績600得以將主電子儲存裝置216離 =如方，612所示。如此使得儲存系統控制㈣2無法為機伺服器1 04發出的讀取或寫入動作而存取主電子儲存裝，216。一旦主電子儲存裝置216離線，主電子储存裝置⑴ 中控制指令222的更新便開始，如方塊614所示。控制指令222更新後，如方塊61 6所示，驅動機更新方法延續60 0繼續利用電子儲存陣列2〇4中同位驅動機上的錯誤更正碼及資料，重建主電子儲存裝置216上所有的資料。在方塊616的步驟_，主電子儲存裝置216上所有區段皆被重建。驅動機重建後，驅動機更新方法延續圖9之步驟902。 β 若決策方塊602判斷有可用之鏡像電子儲存裝置η 8，如在RAID1或RAID1+0陣列結構一般，則驅動機更新方法延績6 0 0繼續方塊618更改儲存系統控制器2〇2的讀取政策第21頁 1223146 五、發明說明（16) 3 0 1 a。讀取政策3 0 1 a更改得使儲存系統控制器2 〇 2藉由存取電子儲存陣列204中之鏡像電子儲存裴置218，而非直接從主電子儲存裝置216讀取資料，來處理來自主機伺服器1〇4 的讀取動作命令。之後，驅動機更新方法延續6〇〇繼續方塊622，更改儲存系統控制器202的寫入政策301b。寫入政策3〇11^更改得使儲存系統控制器202藉由將資料寫入鏡像電子儲存裝置 218 ’而非直接將資料寫入主電子儲存裝置216，來自主機伺服器1 04的寫入動作命令。方塊618之讀取政策更改以及方塊622之寫入政策更 Ϊ線讓Sit广模組延續6〇0得以將主電子儲存裝置216 二C所示。方塊626的步驟最好大體上與方塊一旦主電子儲存裝置216離線，主電子儲 ===以令222的更新便開始，如方塊㈣所示义大體上與方塊614的步驟類似β 半成/私π222更新後，如方塊630所示，驅動機更新方製到主續藉由將鏡像電子儲存裝置2以上全部資料複全部的資料儲5裝置216上’以重建主電子儲存裝置216上所有H:被Π塊630的步驟中，主電子儲存裝則上丨句匕#又皆破重建。驅動機重 _繼續進行至圖9之步驟902。建纟&動機更新方法延續圖7顯示一驅動機更新方所示之驅動機更新方法50。的延動機其-為/程簡圖圖[ 7。〇…之步驟，乃特別針；：方法延續 τ対已判斷沒有可用之備用電^ 1223146 五、發明說明（17) 儲存裝置2 2 0，但有可用之主機伺服器丨〇 4快取。如方塊702所示’驅動機更新方法7〇〇判斷鏡存裝置218的可用性。若決策方塊702判斷沒有可用子儲電子儲存裝置218，如在RAiD3或RAID5陣列結構中之鏡像機更新方法延續700繼續方塊704，更改儲存系統控的讀取政策301a。方塊704的步驟儘量大體上與方步驟類似。 ” U4的

接著，驅動機更新方法延續70〇繼續方塊7〇8，其儲存系統控制器202的寫入政策3〇ib。方塊708的步驟儘量大體上與方塊6 0 8的步驟類似。此外’如方塊7丨〇所示，寫入政策30 lb被更改，以對映主電子儲存裝置216上寫入動作資料被轉移的區段。如方塊5丨8所示，此區段由建立在控制器快取210上之對映檔案213對映之。方塊704之讀取政策更改及方塊7〇8和71 〇之寫入政策更改，讓驅動機更新模組延續7 〇〇得以將主電子儲存裝置21 6 離線，如方塊712所示。方塊712的步驟最好大體上與方塊 612的步驟類似。一旦主電子儲存裝置216離線，主電子儲存裝置216中控制指令222的更新便開始，如方塊714所示。方塊714的步驟最好大體上與方塊的步驟類似。

控制指令222更新後’驅動機更新方法延續7〇〇依據對映播案213對映之主要電子儲存裝置216區段，如方塊71〇所示’繼績重建主電子儲存裝置216區段上的資料，如方塊 71 6所不。此重建最好利用電子儲存陣列2 〇 4中同位驅動機之錯誤更正碼與資料來實現。在方塊716的步驟中，主電子

第23頁 1223146 儲存裝置21 6上僅有對映檔2丨3對映到的區段才被重建。驅動機重建後，驅動機更新方法延續7 〇〇繼續進行至圖9之步驟902。若決策方塊702判斷有可用之鏡像電子儲存裝置21 8，如在RAID1或RAID1+0陣列結構一般，則驅動機更新方法延續7 0 0繼續方塊71 8修改儲存系統控制器2 〇 2的讀取政策 301a »方塊718的步驟最好大體上與方塊6 18的步驟類似。

接著，驅動機更新方法延續7〇〇繼續方塊722，其更改儲存系統控制器202的寫入政策3〇1 b。方塊722的步驟儘量大體上與方塊622的步驟類似。此外，如方塊724所示，寫入政策301b被更改，以對映主電子儲存裝置216上寫入動作資料被轉移的區段。如方塊518所示，此區段由建立在控制器快取210上之對映檔案213對映之。方塊718之讀取政策更改及方塊722和724之寫入政策更改，讓驅動機更新模組延續7〇〇得以將主電子儲存裝置21 6 離線，如方塊726所示。方塊726的步驟最好大體上與方塊 612的步驟類似》—旦主電子儲存裝置216離線，主電子儲存裝置216中控制指令222的更新便開始，如方塊728所示。方塊728的步驟最好大體上與方塊614的步驟類似。

控制指令222被更新後’驅動機更新方法延續7〇〇接著重建主電子儲存裝置216區段上的資料，這些區段由對映標案2 1 3對應到主電子儲存裝置2 1 6的區段，如方塊7 2 4所示。重建過程係將鏡像電子儲存裝置2丨8對映到的區段複製到主電子儲存裝置216上對應的區段，如方塊730所示。在方塊

第24頁 1223146 五、發明說明（19) 730的步驟中，主電子儲存裝置216上僅有對映檔213對映到的區段才被重建。驅動機重建後，驅動機更新方法延續7 〇〇繼續進行至圖9之步驟902。一圖8顯示一驅動機更新方法延續800，其為流程簡圖圖5 所不之驅動機更新方法5〇〇的延續。驅動機更新方法延續 800所呈現之步驟，乃特別針對已判斷有可用存裝置220的情形。角阳电于储

如方塊802所示，驅動機更新方法8〇〇判斷鏡像電子儲子裝置218的可用性。若決策方塊8〇2判斷沒有可用之 =子儲存裝置218，如在RAID3或以1])5陣列結構中則驅重續8°°繼續方塊804 ’更改儲存系統控制器2〇: 方塊8G4的步驟儘量大體上與方塊6〇4的 57称類似。存系統控制：機Λ 新入方:策=〇皮〇 =方；8 〇 6，其中儲寫入:ΐ ί 統㈣器2 〇 2處理來自主機词服器1 〇 4之 :存裝置22〇\的的方八式是藉由將資料寫至建立在備用電子直接寫至主雷早上錄檔226 ’如方塊514所示，巾非將資料方塊608步驟的方々子)^裝置216。寫入政策301b以大體上類似外，如方破進一步更改，如方塊議所示。此存襞置216上宜不，寫入政策3011)被更改以對映主電子儲示，此區段由建入立動在作皮轉移的區段°如方塊512所對映之。建在備用電子儲存裝置220的對映檔案224

第25頁 1223146 五、發明說明（20) 方塊804之讀取政策更改及方塊806、808和810之寫入政策更改’讓驅動機更新模組延續8 〇〇得以將主電子儲存裝置216離線，如方塊812所示。方塊8 12的步驟最好大體上與方塊612的步驟類似。一旦主電子儲存裝置216離線，主電 ^儲存裝置216中控制指令222的更新便開始，如方塊814所不。方塊814的步驟最好大體上與方塊614的步驟類似。控制指令222更新後，驅動機更新方法延續8〇〇依據對映檔案224對映之主電子儲存裝置216區段，如方塊81〇所不，藉由將登錄擋226中的資料複製到主電子儲存裝置216 對應的區段，如方塊514所示，以重建主電子儲存裝置2ι 6 區段上的資料，如方塊816所示。纟方塊816的步驟中，主電子儲存裝置21 6上僅有對映檔224對映到的區段才被重建。驅動機重建後，驅動機更新方法延績8〇〇繼績進行至圖 9之步驟902。二決策方塊802判斷有可用之鏡像電子儲存裝置218，二1=」或_1 + 〇陣列結構一般，則驅動機更新方法延 =〇〇繼續方塊818，更改儲存系統控制器2〇2的讀取政策 3〇la^f塊818的步驟最好大體上與方塊618的步驟類似。接者’驅動機更新方法延續8〇〇繼續方塊72〇及方塊及82’2^ϋΐί系統控制器2〇2的寫入政策3〇lb。方塊820 ί夕Λ 3 上各自與方塊806及622的步驟類似。所示，寫人政策3〇1^皮更改，以對映主電所，一、子 6上寫入動作資料被轉移的區段》如方塊51 2 不’品段由建立在備用電子儲存裝置22〇上之對映播案第26頁 1223146 、發明說明（21) 224對映之。方塊824的步驟大體上與方塊81〇的步驟類似。方塊818之讀取政策更改及方塊82〇、822和824之寫入政策更改，讓驅動機更新模組延續8〇〇得以將主電子置216離線，如方塊826所示。方塊82 6的步驟最好大體上^ 方塊612的步驟類似》一旦主電子儲存裝置216離線，主、 =儲存裝置216中控制指令222的更新便開始，如方塊828所不。方塊828的步驟最好大體上與方塊614的步驟類似。控制指令2 2 2更新後，驅動機更新方法延續8 〇〇接著重建主電子儲存裝置216區段上的資料，如前述之方塊816所不β驅動機重建後，驅動機更新方法延續8〇〇繼續進至 9之步驟902。一圖Θ顯示一驅動機更新方法延續9〇〇，其為流程簡圖5所不之驅動機更新方法500的延續。驅動機更新方法延續9〇〇所呈現之步驟，乃在主電子儲存裝置216中控制指令222已經被更新、且主電子儲存裝置21 6已經被重建之後，針對後步驟來做處理。在方塊616、630、716、730或816之主電子儲存裝置 21 6重，I建程序之後’驅動機更新方法延續9 〇〇恢復儲存系統控制器202原本的寫入政策301b，如方塊902所示。並恢復儲存系統控制器2〇2原本的讀取政策3〇la，如方塊9〇4所示〇一此時’主電子儲存裝置216被置回線上，如方塊906所 =，使儲存系統控制器2〇2b可依主機伺服器1〇4發出的讀取或寫入動作來存取主電子儲存裝置216。最後，驅動機更新第27頁 1223146 五、發明說明（22) 方法延續9 0 0及全部驅動機更新程序5 〇〇在驅動機更新程序完成時終止，如方塊9 〇 8所示。本發明可在不偏離其精神及基本特性下以其他特定的形式實施之。所描述之實施例在各方面的考量下僅作明性而非限制性。因此，本發明的範圍並非以舲二指定，而是以隨附之申請專利範圍表示之。文迷利範圍同等之意義及範圍内的修改皆包含於其範圍之$專

第28頁 1223146 囫式簡單說明為了能更容易了解本發明的優也圖將典型的實施例加以更詳細地描述/、目的，以下透過附發明典型的實施例，並非限制宜範圍。這些附圖僅敘述本描述並解釋本發明額外的特性利用以下附圖，將圖1為一方塊簡圖’根據本發明脊的實施例；？月說明—個典型RAID網路圖1 a為一方塊簡圖，根據本發明句資料儲存系統的實施例；务月況明一個典型分散式圖2為一方塊簡圖，根據本發明却日日料儲存系統的實施例、明-個典型分散式資圖3為一方塊簡圖’根據本發明說明控制器中驅動機更新模組的-個實施個典型儲存系統定棍m 一方塊簡圖，根據本發明說明—個典型暫存指疋模組的實施例； β 1卞伯根據本發明說明根據本發明說明根據本發明說明個典型讀取政個典型寫入政個典型驅動機圖3b為一方塊簡圖策更改模組的實施例；圖3c為一方塊簡圖策更改模纽的實施例；圖3d為一方塊簡圖重建模組的實施例；說明本發明驅動機更新方法的一個圖4為一流程簡圖，實施例；圖5為一流.程簡圖，說明圖4方法的一個特定範例. 圖6為圖5之流程簡圖的延續，說明圖4大土从 ’ 及去的—個特定 1223146

範例；圖7為圖5之流程簡圖的延續’說明圖4方法的-個特定圖8為圖5之流程簡圖的延續，說明圖4方法的-個特定圖9為圖5之流程簡圖的延續，說明圖4方法的—個特定圖式元件符號說明 100 RAID 網路 10 4 主機伺服器 108分散式資料儲存系統 120分散式資料儲存系統 1 2 2 B儲存系統控制器 126 驅動機互連通訊通道 2 04 電子儲存陣列 208 I/O處理器 212 非揮發性記憶體 216 主電子儲存裝置 220 備用電子儲存裝置 3 0 1 a讀取政策 302 驅動機更新模組 306 備用驅動機可用性模組 3 1 0 .暫時儲存指定模組

102 工作站 10 6 區域網路 110 餘域網路 1 2 2 A儲存系統控制器 124 電子儲存裝置 202 儲存系統控制器 2〇6 控制器CPU 210 快取記憶體 214 控制指令 218 鏡像電子儲存裝置 222 控制指令 301 b 寫入政策 304 驅動機更新啟動模組 308 備用驅動機更新模組

第30頁 1223146 圖式簡單說明 312 鏡像驅動機可用性模組 314 讀取政策更改模組 316 寫入政策更改模組 318 控制指令更新模組 320 驅動機重建模組 322 驅動機更新完成模組 330 備用驅動機指定模組 332 主機快取指定模組 340 鏡像驅動機更新模組 342 登錄檔讀取模組 344 再生讀取模組 350 對映模組 352 鏡像驅動機寫入模組 354 登錄檔寫入模組 356 同位驅動機寫入模組 360 鏡像驅動機重建模組 362 登錄檔重建模組 364 再生重建模組

第31頁

Claims

1223146 六、_請專利範圍 _ 1.二種於分散式資料儲存系統之一電子儲存裝置中令的方法，該分散式資料儲存系統包含一儲存包含··電子儲存裝置及—暫時電子館存I置，該方法將原本指向該主電子儲存裝置之寫入動作產生由該主電子儲存裝置轉向之該寫入咨α , 少—部份對映檔案；以及動作資料的至的控制：：動作資料被轉向8夺’更新該主電子儲存裝置中其中该寫入動作資料 2.如申請專利範圍第1項所述之方法包含至少—主電子儲存裝置區段。進步包含決定備用步包含更新任何步包含指定該暫带如申請專利範圍第1項所述之方法電子儲存裝置的可用性。 4可範圍第1項所述之方法，進-5裝置上的該控制指令時電圍第包1 含項所述之方法，進- 以及7備用電子儲存裝置指定為該暫時電子储存裝置；定為該儲存I置’則將—控制器快取指範圍第1項所述之方法，進—……傻 15f伟裝置之可用性。步包含決定鏡像 7.如申請專利範園第"員所述之方法，_ 步包含當該主電第32頁 1223146 丄------ 、申請專利範圍 —— ^ 2存裝置之該控制指令更新時，更改該分散式資糸統之讀取政策，包含：两伟自一鏡像電子儲存裝置讀取請求之資料；以及自暫時電子儲存裝置上之一登錄檔讀取請求之資料；取咨ΐ該鏡像與暫時電子儲存裝置皆不可用，將請求之讀料從同位驅動機利用錯誤更正碼重新產生。 :申清專利範圍第！項所述之方法，其中將寫入動作資料八驟更進—步包含當該主電子儲存裝置之該控制指 ^ Φ時，更改該分散式資料儲存系統之寫入政策，包含上夕m電子儲存裝置寫入區段對映至該暫時電子儲存裝置 <對映樓。寫入Iί專利範圍第8項所述之方法，進—步包含將資料 ^ I暫時電子儲存農置上的一登錄播。 $ \申賫專利範圍第1項所述之方法，進一步包含將資料寫入一鏡像電子儲存裝置。貝针範圍第1項所述之方法，其中更新該主電子允許正11 Ϊ 指令進一步包含於控制指令更新期間， d W賣與寫入動作的發生。電子儲存青裝專置利範圍第1項所述之方法，進—步包含於該主將官入SI 建至少已轉向之寫入動作資料，包含：儲存教置福制—鏡像電子儲存裝置的資料’由該鏡像電子存f置複製到該主電子儲存裝置；以及右無可用的該鏡像電子儲存裝置時，將寫入到暫時電

第33頁 1223146 六、申請專利範圍 = 置上之一登錄檀之資料，由該登錄憤複製到對映 ^映到之對應的主電子儲存装置區段；以及 u 1ί無可用的該鏡像電子儲存裝置及該登錄檔皆時，將對映檔對映之該主Iφ+壯π 将裝置上重新產生寫入資料。 1邊伟 1上,用於一分散式資料儲存系統之電子儲存裝置中更新 :子資料儲存系統包含-儲存系: 仅利态及主電子儲存裝置，該方法包含：決定備用磁碟機之可用性；指定一暫時電子儲存裝置；決定鏡像磁碟機之可用性；使該控制指使該控制指更改該分散式資料儲存系統之讀取政策令更新期間仍容許正常的讀取動作；更改该分散式資料儲存系統之寫入政策令更新期間仍容許正常的寫入動作；限制主機系統對該主電子儲存裝置的存取；當讀取與寫入政策被更改時，於該主更新該控制指令；电于保存裝置中於該主ϋ儲存裝置上重建寫入動恢復主機系統對該主電子儲存裝置的存^。及 1 4. 一種用於一儲存系統控制器之驅動機更新模組能於一主電子儲存裝置中更新栌.·且八，該驅動置成於一分散式資料儲存系統中更新一電^ ，並配制指令，該驅動機更新模組包含：子裝·置之控

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用以將指向該主電子儲存襞置六、申請專利範圍一寫入政策更改模組之寫入動作資料轉向； —對映模組，用以產生從該主電子儲存裝置入動作資料的至少一部份對映檔案；以及 ‘ 一控制指令更新模組，用以於該主電子儲存新該控制指令。 15.如申請專利範圍第14項所述之驅動機更新模組，進一步包含一種驅動機更新啟動模組，用以於該主電子儲存裝置中啟動一控制指令更新。

1 6.如申請專利範圍第14項所述之驅動機更新模組，進—步包含一備用驅動機可用性模組，用以決定備用電子储存裝置之可用性。、 1 7.如申請專利範圍第丨4項所述之驅動機更新模組，進一步包含一備用驅動機更新模组，用以於一備用電子儲存裝置中更新該控制指令。 18.如申請專利範圍第丨4項所述之驅動機更新模組，進—步包含一暫時儲存指定模組，用以指定該暫時電子儲存裝置’該暫時儲存指定模組包含：一備用驅動機指定模組，用以將一備用電子儲存裝置指定為該暫時電子儲存裝置；以及一控制器快取指定模組，若無可用之備用電子儲存裝置時’用以將一控制器快取指定為該暫時電子儲存裝置。 1 9 ·如申請專利範圍第14項所述之驅動機更新模組，進一步包含一鏡像驅動機可用性模組’甩以決定鏡像電子儲存農

第35黃，‘夕 1 ί · ，‘夕 1 ί · r · r ； S8.\3：19^ rr~it

i 3211951 fi —六―、甲請辱利Μ圍 I置之可用性。 2 Ο ·如申請專利範圍第14項所述之驅動機更新模組，進— 步包含一讀取政策更改模組，當該主電子儲存裝置中之該控制指令更新時，用以更改該分散式資料儲存系統之浐取 |政策’该讀取政策更改模組包含：一鏡像驅動機讀取模組，用以從一鏡像電 |讀取請求之資料；砘仔装置且錄檔讀取模組，若無可用之該鏡像電子儲 Ιί料用=一暫時電子儲存裝置上之-登錄檀讀取請，= 丨裝置若無可用之該鏡像及暫時電子储存 I求讀取資料。 τ里祈屋生請丨上1勺如人申睛斜專此利範團帛14項所述之驅動機更新模組，進- 2 模級，用以將升级驅動機寫入區段對映至 |暫時電气儲存裝置上的一對映檔。映至— 其中 '用以其中 ιΓ入如政申笛請’專二範園第14項所述之驅動機更新模組，丨組，進一步包含一登錄檔寫入模έ且丨23.如申請專利二= 儲存裝置之-登錄槽。 |用以將資料寫入至—含一鏡像驅動機寫入模組，丨从如申請專利範圏第鏡電子儲存裝置。 |步包含-控制指令更V::述之驅動機Λ新模組，進-| 更新模組，用以更新該主電子儲存裴置

4IBM0353TW-替換頁081904. ptc 第36頁

中之該控制指令。 25.如申請專利範圍第24項所述之該控制指令更新模组在該控制指令十及寫入動作的發生。 7更新期間容許正常讀取 ^白如申請專利範圍第14項所述之驅動機更新模組，步包含一種驅動機重建模組，用以重進作資料：該主電子儲存裝置上，該驅動機【：動一鏡像驅動機重建模組，用以將寫入一鏡像 _ 二置之資料從該鏡像電子儲存裝置複製至該主電子儲存：一登錄檔重建模組，若無可用之該鏡像電子儲存裝時，用以將寫入該暫時電子儲存裝置上之一登錄檔的直料，從該登錄檔複製到對映檔記錄檔對映之儲存裝置區段；以及 ’ 一再生重建模組’若無可用之該鏡像電子儲存裝置及該登錄檔案時，用以於該主電子儲存裝置上重新產生寫入資料於該對映檔對映到之該主電子儲存裝置區段。 2 7 如申請專利範圍第1 4項所述之驅動機更新模組，進一步包含一驅動機更新完成模組，用以完成該主電子儲存裝置上一控制指令更新。 2 8. —種具有能被更新之能力的分散式資料儲存系統，該分散式資料儲存系統包含： / 一主電子儲存裝置；一儲存系統控制器；

4IBM0353TW-替換頁081904 · p t c 1223146

一暫時電子儲存裝置；一寫入政策更改模組，用以將指向該主電子之資料轉向丨诚仔裝置一對映模組，由該主電子儲存裝置轉向之料產生至少一部份對映檔案；以及 … 控制2制指令更新模組’更新該主電子儲㈣置中之該 29. —種分散式資料儲存裝置，包含：一電子儲存裝置；以及一儲存系統控制器，包含：一手段，用以將；動作資料轉向；原本心向主電子儲存裝置之寫入之寫入動用以更新作資料，產生至少-部份=電子儲存裝置該主電子儲存裝置中之作資料被轉向炫制指令。