TWI307859B - Sas storage virtualization controller, subsystem and system using the same, and method therefor - Google Patents

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Gordon Schnapp Michael
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Description

1307859 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種儲存虛擬化控制器以及使用其之子 系統’尤有關於一種使用串列附接小型電腦系統介面（SAS， Serial Attached SCSI)裝置端輸出入裝置連結（device_side 10 device interconnect)以連接於介乎一主機系統與一直接 存取儲存裝置之間之儲存虛擬化控制器及使用其之子系 統，以及使用此控制器及子系統之電腦系統及用於其之方 法0 摩 , 【先前技術】 儲存虛擬化（storage virtualization)係一種將實體儲存空 間虛擬化的技術，其係將實體儲存裝置（PSDs)的不同區段 結合成可供一主機系統存取使用的邏輯儲存體（logical storage entity)’在此稱為「邏輯媒體單元」（l〇gicai media units ’ LMU)。該技術主要用於磁碟陣列（RAID)儲存虛擬 化，經由此磁碟陣列技術，可將較小實體儲存裝置結合成 φ 為容量較大、可容錯、高效能之邏輯媒體單元。 儲存虛擬化’控制器（storage virtualization controller, SVC)之主要目的是將實體儲存媒體之各區段之組合映射 % (map)形成一主機系統可見之邏輯媒體單元。由該主機系統 " 發出之輸出入（1〇)請求於接收之後會先被剖析並解譯，且相 . 關之操作及資料會被編譯成實體儲存裝置的輸出入請求。 這個過程可以是間接地，例如運用快取、延遲（如：回寫 (write-back))、預期（anticipate)(先讀（read-ahead))、群集 (group)等操作來加強效能及其他之操作特性，因而一主機 5 1307859 二出入叫求並不一定是以一對一的方式直接對應於實體儲 存裝置輸出入請求。 。。外接式（或可稱為獨立式（stand_al〇ne))儲存虛擬化控制 係為種經由輸出入介面連接於主機系統之儲存虛擬化 抆制器，且其可連接至位於主機系統外部的裝置，一般而 、 §，外接式的儲存虛擬化控制器通常係獨立於主機進行運 作。 « . 外接式（或獨立式）直接存取磁碟陣列控制器（external 0 dlrect_access RAID controller)是外接式儲存虛擬化控制器 的一個例子。磁碟陣列控制器係將一或多個實體直接存取 • 儲存裝置（dlrect access storage devices，DASDs)的區段組合 «構成邏輯媒體單元，而它們的構成方式由所採用的特定 磁碟陣列型態（RAIDlevel)決^ ’其所構成的邏輯媒體單元 _於可利用其之主機系統而言，係為可連續尋址的。典型 地，一個單一的磁碟陣列控制器（singleRAIDc〇ntr〇iier)可 支援多種磁碟陣列型態，因此，不同的邏輯媒體單元可以 由直接存取儲存裝置的各個區段藉由不同的磁碟陣列型態 鲁而以不同的方式組合而成，所組合成的各個不同的邏輯媒 體單元則具有各該磁碟陣列型態之特性。 , 另一個外接式儲存虛擬化控制器的例子是JBOD (Just a • Bunch of Drives)模擬控制器。JB〇D為『僅是一捆碟機』之 縮寫，係一組實體直接存取儲存裝置，並經由一或多個多 • 裳置輸出入裝置連結（multiple_device 1〇 device • interconnect)直接連接於一主機系統上。但使用點對點輸 出入裝置連結連接至該主機系統之直接存取儲存裝置 (如：串列先進技術接取介面（SATA，Serial Advance 6 1307859
Technology Attachment)硬碟、平行先進技術接取介面（pata, Parallel Advanced Technology Attachment)硬碟等），無法透 過直接連結而構成如前述之JBOD系統，因為這些直接存 取儲存裝置並不允許多個裝置直接連接至輸出入裝置通道 上。至於智慧型的JBOD模擬器，係藉由將輸出入請求映 射到實體直接存取儲存裝置的方式，而用來模擬多個多裝 置輸出入裝置連結直接存取儲存裝置，而其中該實體直接 # 存取儲存裝置是個別地經由點對點輸出入裝置連結通道連 接至JBOD模擬器。 〜 丨131 η设叭诫仔屁鞭化控制器（縮寫j 一種用於外接式磁帶備份子系統之控制器。 ，存肝虛擬化控制器最主要的功能是管理、結合及操控實 ‘端子：，並將其以一組邏輯媒體單元的形式呈現於主 機4，使各個邏輯媒體單元在主機 接至一個實妒按左 苟像疋直接連 存裝置邏輯媒體單元則係該實體儲 仔哀置在邏輯上的等效物。為了 輸出且由儲存虛擬化控制器處理之輸出:請长，、 效霣體儲存裝置中通常會產生某些 在·# 求會在儲存虛擬化γ M 2 _ 、這些輸出入請 份上產生邏輯上等效的行為…士杲s Ϊ媒體早70的部 是直接連接至-實體儲存裝置二:二該:機會認為它 =係連接至一僅係模擬該實體=置=實際上， 擬化控制器上，而其所定址 =置仃為之儲存虛 裝置之邏輯上的等效物。 科媒體早兀乃該實體儲存 為了要實現上述的行為模 機接收來的輪出入請求映射至擬邏化控制器將自主 ㈣上相·#之内部操作，其 1307859 中有部份的操作不需要產生任何裝置端輸出入請求至裝置 端實體儲存裝置便可以完成；這些操作僅需要在内部進行 即可’並不需要對裝置端實體儲存裝置進行存取。這類的 輸出入請求所產生的操作在此將稱為「内部模擬操作 (internally emulated operation)」。 ' 、…：而有些操作是無法單單經由内部模擬而執行的，但 , 也並未直接造成對裝置端實體儲存裝置進行存取。舉例來 . §兄，此等操作包括快取操作；譬如資料讀取操作時，對應 _ ^輸出入請求所定址之媒體區段（media section)的資料目 刖剛好完全存在於儲存虛擬化控制器的資料快取記憶體 中，或是在資料寫入操作時，當該儲存虛擬化控制器之快 取元憶體係操作於回寫模式，則使資料僅先寫入快取記憶 體中，而後才傳送至適當之實體儲存裝置。這些操作都可 稱為非同步裝置操作（asynchronous device operation)」， 亦即為了使所請求之操作發生以達到其原來目的而傳至1裝 置端實體儲存裳置之所有實際的輸出入請求都是間接地於 所睛求之操作之前或之後進行，而不是直接地回應於 求之彳呆作而進行。 另外還有一類由直接產生裝置端輸出入請求至實體儲 f裝置來完成的操作所構成的操作，這種操作一般可稱做 门步裝置操作（synchronous device operation)」。 ^此外，有一些主機端輸出入請求可以映射至由多個不同 類的子操作所組成的組合操作’這些子操作可以包括内^ 模擬操作、非同步裝置操作及/或同步裝置操作。—個映射 至非同步裝置操作及同步裝置操作組合之主機端輪出^垆 求的例子是，一個資料讀取請求，其在邏輯媒體單元中二 1307859 定址的媒體區段所對應的資料，目前一部份存在於快取記 憶體當中，-部份不存在於快取記憶體當中，因而必須從 實體儲存裝置當中讀取。這些從快取記憶體當中讀取資料 的子操作是非同步裝置操作，因為這種子操作並不需要直 接從裝置端實體儲存裂置存取來完成此輸出入請求，但是 、 ㈣接依賴先前所執行之裝置端實體儲存裝置存取的結果 • ❿完成；而直接至實體儲存裝置讀取資料的子操作則為同 ' 步裝置操#目為匕所需要的是直接且立即的對裝置端實 φ 體儲存裝置進行資料存取來完成此輸出入請求。 傳統上，一般儲存虛擬化都是由平行小型電腦系統介面 ， （P-SCSI’ Parallel Sma11 Computer System Interface)、光纖輪 出入裝置連結做為主要裝置端輸出入裝置連結（pdmary device-side 10 device interconnect) ’ 以將實體儲存裝置連接 到儲存虛擬化控制器。平行小型電腦系統介面及光纖皆為 多裝:置輸出入裝置連結，而多裝置輸出入裝置連結的頻寬 需由與其連接的所有主機及所有裂置共享之。 請參考圖23，其為一使用平行小型電腦系統介面為主要 鲁裝置端輸出入裝置連結之習知儲存虛擬化電腦系統之方塊 圖。使用β亥平行小型電腦系統介面之裝置端輪出入裳置連 ， 結時’該總帶寬被限制在每連結320 MB/s，或以圖23之圖 示實施例中使用四個平行小型電腦系統介面之裝置端輸出 " 入裝置連結來說，1280 MB/S累積帶寬。請參考圖24，其 . 為一使用光纖通道仲裁迴路（Fibre FC-AL)為主要裝置端輸 • 出入裝置連結之習知儲存虛擬化電腦系統之方塊圖。使用 該光纖通道仲裁迴路裝置端輸出入裝置連結時，該總帶寬 被限制在每連結200 MB/s，或以圖24之圖示實施例中使用 9 1307859 四個光纖通道仲裁迴路裝 MB/S累積帶寬。 置端輸出入裝置連結來說 ，800 面，^如置下置連結’例如平行小型電腦系統介 連結上時，A可：會：：有一個壞掉的裝置連接在多裝置 聯及/或資料傳輸==他共用連結的裝置的通 可以減低上述的顧慮中裁迴路;^際應用的時候 結，這種雙軌冗餘連結為每個二軌冗餘連 二二:’，設計依然較差於每 ，的失效仍舊會造成二=:=題上各 另一方面，若使用專用的連結’則可以確伴連社門 中一個裝置損毁並不會影響其他裝置。 」而平行小型電服系統介面__此種輸出入士 有、最多僅能保護資訊的有效負載fmpay丨。addata);;部 伤而不及於控制資訊的部份（如區塊位址及資料長度等） 之缺點。而且，因為形成每—個平行小型電腦系統介又面連 結需要使用之專用的訊號線的數目很多（為68個），平行小 型電腦系統介面連結的數目在超過某—點後就不易再增 加。再者，由於平行小型電腦系統介面的平行特性，它^ 難支援更雨的介面速度。 因此，對一使用争列附接小型電腦系統介面（SAS，s灯 Attached SCSI)實體直接存取儲存裝置為主要實體直接存 取儲存裝置之儲存虛擬化子系統有其需求。更甚，除了可 用串列附接小型電腦系統介面實體直接存取儲存裝置為主 1307859 要實體直接存取儲存裝置之外，對一可使用第二類型之實 體直接存取儲存裝置，如：串列先進技術接取介面（sata) 實體直接存取儲存裝置為主要實體直接存取儲存裝置而非 串列附接小型電腦系統介面實體直接存取儲存裴置之儲存 虛擬化子系統有其需求。 【發明内容】 本發明之一主要目標為提供串列附接小型電腦系統介 面（SAS)儲存虛擬化控制器以及其使用串列附接小型電腦 系統介面為主要裝置端輸出入裝置連結（device_side 1〇 device interconnect)以將實體儲存裝置連接到該儲存虛擬 化控制is以對主機系統（Host system)提供儲存之虛擬化子 系統。本發明亦提供了包含這般儲存虛擬化控制器和子系 統之系統，以及其方法。 根據本發明，係提供一儲存虛擬化電腦系統（storage vmnahzation computer system)。該儲存虛擬化電腦系統包 含一發出一輸出入（1〇)要求之主機單元（H〇stemit力、一耦 接至该主機單疋執行輸出入操作以回應由該主機單元發出 之該輸出入要求之外接式儲存虛擬化控制器(svc， vmualizati〇n controller)、以及至少一實體儲存裝置⑽卬， 各個皆經由一串列附接小型電腦系統介面連結耦接至該虛 擬化控制H，藉由該儲存虛擬化控制器以提供資料儲存空 間給該儲存虛擬化電腦系統。 二 根據本發明，係提供一儲存虛擬化電腦子系統（SVS， storage virtualization computer subsystem)。該儲存虛擬化 11 1307859 電腦子系統包含一用於連接至一主機單元並執行輸出入也。 作以回應由該主機單元發出之輸出入要求之外接式錯存2 擬化控制器、以及至少一實體儲存裝置，各個皆=由二^ 列附接小型電腦系統介面連結耦接至該虛擬化控制器，藉 由該儲存虛擬化控制器以提供資料儲存空間給該主機單 元。 根據本發明，係提供一儲存虛擬化控制器。該儲存虛擬 化控制器包含一執行輸出入操作以回應由一主機單元發出 之輸出入要求之中央處理電路（central pr〇cessing circuitry)、至少一輸出入裝置連結控制器（1〇心乂心 imerconnect controller)耦接到該中央處理電路、在該至少 一輸出入裝置連結控制器中設置至少一主機端輸出二裝^ 連=埠（host-side IO device interconnect port)用以耦接該主 機單元、以及在該至少一輸出入裝置連結控制器中設置至 少一串列附接小型電腦系統介面（SAS)裝置端輸出入裝置 連結埠（device_side I〇 device interc〇nnectp〇⑴用以耦接至 少一實體儲存裝置以及對其執行點對點串列訊號傳送 (P〇int-t〇-p〇int serial_signal transmissi〇n)。 根據本毛明，係&供一在電腦系統中使用一該電腦系統 之外接式儲存虛擬化控制器以執行儲存虛擬化之方法。該 方法包含從使用該外接式儲存虛擬化控制器之該電腦系統 之一主機單元接收一輸出入要求；用該儲存虛擬化控制器 纠析3亥輪出入要求以決定至少一輸出入操作（I〇 operation) ，執仃而回應於該輸出入要求；以及用該儲存虛擬化控制 =執行至少一輸出入操作而以符合串列附接小型電腦系統 "面協疋之點對點串列訊號傳送方式存取該電腦系統之至 12 1307859 少一實體儲存裝置。 、本1明的一優點為在使用串列附接小型電腦系統介面 為主要裝置端輸出入裝置連結之該儲存虛擬化電腦系統 中’各個實體儲存I置對該儲存虛擬化控制器具有一專用 的（dedicated)連結。 本發明的另一優點為不僅資訊之有效負載資料部分被 串列附接小型電腦系統介面輸出人裝置連結保護，該控制 號（control signal)部分亦同。 、為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術内容，請參閱 本發明之詳細說明與附圖’然 參考與說明用，並非絲對本發明加以限制。 L貫施方式1 圖1至圖11Β示範本發明之主要架構。本發明之更詳細 的操作•程與確切的詳細結構將根據圖12至圖Μ說明。
圖1顯不-根據本發明包含—儲存虛擬化子系統以及儲 ^擬，控制器之實施例之—主要結構之方塊圖。根據本 ^統包含—主機電腦1()和_連接其上储存虛擬化子 、徊士 VmUaUZati〇n㈣啊㈣2〇。雖然圖1僅例示 广儲存虛擬化子系統2〇連接，可有多個儲 存虛擬化子系‘统2〇附接於該主機1〇; =該儲存虛擬化子編。或者，多個主機：可Γ 接於夕個儲存虛擬化子系統20。 腦==可為—伺服系統，—工作站，或者—個人電 細糸統，或诸如此類。另，該主機10可為另 控制器。該儲存虛擬化子系統20包 匕3 儲存虛擬化控制器 13 1307859 (Storage Virtualization Controller) 200 ’ 其可為一磁碟陣列 控制器或一 jbod模擬器，以及一直接存取儲存裝置陣列 400。雖此處僅描述一直接存取儲存裝置陣列4〇〇，多個直 接存取儲存裝置陣列400可附接於該儲存虛擬化控制器 200。 ° 該儲存虛擬化控制器200是一串列附接小型電腦系統介 面（SAS)儲存虛擬化控制器，意即—遵照串列附接小型電腦 系統介面協定實行之一儲存虛擬化控制器。該儲存虛擬化 控制器200接收來自該主機1〇的輸出入要求與相關資料 (控制讯號與資料訊號)並在内部執行該輸出入訊號或映射 其等至該直接存取儲存裝置陣列_。以該主機iq的觀點 而言，該儲存虛擬化控制器200可用來加強單一邏輯媒體 單元（logical media unit)(例如；一邏輯磁碟）之效能及/或增 進其資料可用性及/或增加其之儲存容量 ^ 裝置陣列彻包含複數個直接存取儲存裝置伽存^= 碟’其包含串列附接小型電腦系統介面直接存取儲存裝置 420A或串列先進技術接取介面（sata)直接存 420S之其一或兩種兼具。 衣置 當該儲存虛擬化子线2G巾之—邏輯媒體單以皮設定 為“ 〇或！之外之磁碟陣列型態時， 儲存裝置42。包含至少-個同位直接存取儲存^ 包含同位資料於其中之直接存取儲存裝置，並 且貝料可用性可因此而增進。另κ ._ 遇另外，因存取的資料分布在 多個直接存取儲存裝置中， 丨牡 声 矾仃輸出入刼作之效能亦可 :進更甚’因該邏輯媒體單元為複數個直接存 置之各區段結合，在單一邏 存裝 铒媒體早凡中可存取的儲存容 1307859 里可大為增加。例如，在磁碟陣列型態5之磁碟陣列子系 統中’上述之功能皆可達成。在磁碟陣列型態6之磁碟陣 列子系統中’其類似於磁碟陣列型態5,但是其包含可保護 資料免於因兩個或以上失效的直接存取儲存裝置所造成資 料流失之同位資料且因而增加儲存系統之資料可用性。
當該儲存虛擬化子系統20中之一邏輯媒體單元被設定 為磁碟陣列型態丨時，相同的資料將儲存於兩個分別的直 接存取儲存裝置，且在雙倍的直接存取儲存裝置成本之 下’資料可用性可因而大幅加強。 當該儲存虛擬化子系統2〇中之一邏輯媒體單元被設定 =磁碟陣列型態〇時，主要議題是效能增進而非可用性考 里，且如此沒有提高資料可用性。然而，可大幅增進效能。 I 磁碟陣列型態〇並具有兩個硬碟之磁碟陣列子系 統’相較於-僅具有—硬碟之儲存裝置來說，理論上係擁 有·%的效能，因其相異資料區段可在儲存虛擬化控制器 之控制之下同時儲存於兩分別之硬碟。 固顯示 很骒尽贫明儲存虛擬化控制器200以及苴 :機二直接存取儲存裝置之連接之一第-實施例之-； ° 貫細例中，該儲存虛擬化控制器2〇〇A包含—主 二輪出入裝置連結控制器22〇、一中央處理電路(cpc) γ錢體、以及—串列附接小型電腦系統介面（㈣， 出SCSI)輸出入裝置連結控制器（或裝置端輸 塊，：=;τ) 300。雖然敛述為獨立的功能性方 塊可統合u m多個甚至全部所有的功能性方 22〇連接到該主機10 該主機端輸出入裝置連結控制器 15 1307859 以及，中央處理電路謂。該主機端輸出人裝置連处 220為一介於該儲存虛擬化控制器2〇〇 /工·！益 介面與緩㈣，並接㈣主機來的輸^要\=目 且映射且/或傳送其等至該中央處理電路24〇。 關貝枓 當該中央處理電路240接收該從主機端輸出 控制器220來的主機10之輸出入要求時，該 了剖析其等並執行若干個操作以回應該輸出人二，= 由該主機端輸出入裝置連結控制器22〇 丄
=且勒料加™ 在剖析-來自主機U)之接收到要求後，當接收到一許 取要求且執行-個或多個操作以回應時，該中央處理二 MO不是在内部就是從該記憶體28〇或以兩 。該要求之㈣並且傳送其等給魅機…假使 ‘…法得到該資料或是該資料不存在於記憶體巾之時 f由該串列附接小型電腦系統介面輸“裝置連結控制琴 _發送輸出入要求給直接存取儲存裝置陣歹|j4〇〇,並且從 =直接存取儲存裝置陣列彻傳送該要求資料至該記憶體 —…、:後經由§亥主機端輸出入裝置連結控制器220傳遞給 該主機10。 、α 當從該主機10接收到一寫入要求時，在剖析該要求且 執個或多個操作之後，該中央處理電路240經由該主 广端輸出入裝置連結控制器220得到從該主機丨〇而來的資 ；儲存’、等於該s己憶體280中然後經由該中央處理電路 24〇移動其等至該直接存取儲存裝置陣列4〇〇。當該寫入要 求為-回寫要求時，該輸出人完成報告可先發送至該主機 1307859 10然後該中央處理電路240才於稍後執行實際的寫入操 作:除此之外，當該寫入要求為一逕寫要求時，在被要求 之資料實際的寫入該直接存取健存裳置陣列4〇〇後，一輸 出入完成報告才發送至該主機10。 1 該記憶體280連接到該中央處理電路24〇並扮演—緩衝 . @以緩衝經由該中央處理電路240傳送於該主機1Q和該直 . 接存取儲存裝置陣列4〇〇之間之資料。在一實施例中，該 . 記憶體280可為一動態隨機存取記憶體（DRAM);特別是= 動態隨機存取記憶體可為一同步動態隨機存取記憶體 — (SDRAM) 〇 " 該串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連結控制器 300為連接至該中央處理電路24〇與該直接存取儲存裝置 陣列400之裝置端輸出入裝置連結控制器。該串列附接小 型電腦系統介面輸出入裝置連結控制器3〇〇為一介於該儲 存虛擬化控制器200Α與該直接存取儲存裝置陣列4〇〇間之 介面及緩衝器，並接收從該中央處理電路MO發送之輪出 入要求與相關資料且映射且/或傳送其等至該直接存取儲 • 存裝置陣列400。該串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置 連結控制器300從該中央處理電路24〇接收之資料與控制 , 讯號重新編排格式（re-format)以使其符合串列附接小型電 腦系統介面協定並傳送其等至該直接存取儲存裝置陣列 * 400 〇 、當於該直接存取儲存裝置陣列4〇〇中之該直接存取儲存 • 裝置4 2 0經由該串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連 結控制器300接收到該中央處理電路240之輪出入要求 時’其執行若干個操作以回應該輸出入要求且傳送該要求 17 1307859 之資料及/或報告及/或資訊給該中央處理電路240。該直接 存取儲存裝置陣列400可提供多種之直接存取儲存裝置 420。例如，該直接存取儲存裝置陣列400包含串列附接小 型電腦系統介面直接存取儲存裝置420A和串列先進技術 接取介面直接存取儲存裝置420S之兩者。 一箱體管理服務電路（EMS，enclosure management service circuitry) 360可附接於該中央處理電路240以作為 一容納該直接存取儲存裝置陣列400箱體上之管理電路。 在該儲存虛擬化子系統之另一配置中，係可視各式產品功 能之實際需求，而省略該箱體管理服務電路360。 圖2B為一方塊圖，其顯示一根據本發明之一儲存虛擬 化控制器200以及其與該主機10和該直接存取儲存裝置陣 列400經由位於該儲存虛擬化控制器200外之一擴展電路 340之連接配置之一第二實施例。在此實施例中，該儲存虛 擬化控制器200B包含一主機端輸出入裝置連結控制器 220、一中央處理控制器240、一記憶體280、一串列附接 小型電腦系統介面輸出入裝置連結控制器300、以及一冗餘 控制器通聯連結控制器（redundant controller communicating (RCC) interconnect controller) 236。雖然以獨立之功能性方 塊描述之，一些或全部這些功能性方塊可結合至單一晶片 中。 和該儲存虛擬化控制器200A相較，此實施例中，該冗 餘控制器通聯連結控制器236實作時位於儲存虛擬化控制 器200B中以使該中央處理電路240連接至一第二儲存虛擬 化控制器800。另外’該串列附接小型電腦系統介面輸出入 裝置連結控制器300經由該擴展電路340以連接到該直接 18 1307859 存取儲存裝置陣列400。該擴展電路34〇也連接至該第二儲 存虛，化控制器800。在此配置中，一冗餘第二儲存虛擬化 控制器800可附接於該儲存虛擬化控制器2〇〇B。該直接存 取儲存裝置陣列400可經由該擴展電路34〇被該二儲存虛 擬化控制器200B與800存取。更甚者，由該主機1〇而來 - 之控制或資料資訊可從該中央處理電路240經過該冗餘控 • 制器通聯連結控制器236傳送至該儲存虛擬化控制器 800,並且如果需要的話，其更可傳送至一第二直接存取儲 ^ 存裝置陣列（圖中未示）。因有不只一個儲存虛擬化控制器， ” #有不只〜㈣存虛擬化_ "接至該串聽進技術接 . 取介面直接存取儲存裝置陣列侧時，係在介於該等儲存 虛擬化控制器與該串列先進技術接取介面直接存取儲存裝 置陣列420S之間設置一串列先進技術接取介面多工電路、 (SATA multiplexing Circuit) 46〇 以當作一埠選擇器 selector)。例如，於一包含該事列先進技術接取介面直接存 取儲存裝置陣列420S之儲存虛擬化子系統中，當該等儲存 虛擬化控制器200與800係配置為一冗餘儲存虛擬化控制 鲁器對時，將發生上述之情形。 圖10示例該直接存取儲存裝置陣列對該等儲存虛擬化 . 控制器200與800之一連接配置，其中有複數類型之直接 存取儲存裝置設置於該直接存取儲存裝置陣列400中，如： , 串列先進技術接取介面硬碟420S和串列附接小型電腦系統 _ 介面硬碟420A。在本例子中，該直接存取儲存裝置42〇包 含有一串列附接小型電腦系統介面硬碟4 2 〇 A與一串列先 進技術接取介面硬碟420S。因其串列附接小型電腦系統介 面協定對一串列先進技術接取介面硬碟之相容性，該單一 1307859 埠串列先進技術接取介面硬碟42〇s可經由一串列 接取介，多工電路（SATAMUX)46〇連接至該等儲存虛擬 化控制器。該直接存取儲存裝置42〇可容置於一可移除容 置E (rem〇vable canister) 中。該可移除容置£使該直接 存取儲存裝置42〇以及任何相關之電路在一直接存取儲存 裝置420且/或相關電路需要服務時可輕易替換之。藉由置 ，«轉2電路於容置£中，該直接存取儲存裝置之整個容 _ 置匣内容物，例如一平行先進技術接取介面（PATA)硬碟及 卜 纟相關f路’很容易就可以用另—型態之直接存取儲存裝 置，例如—串列先進技術接取介面（SATA)硬碟，替換之。 »圖11A揭示一該串列先進技術接取介面多工電路46〇之 範例。來自該儲存虛擬化控制器2〇〇之串列先進技術接取 介面格式之資料係由主機端實體層—（ρΗγι) 462所接收， 而來自該儲存虛擬化控制器8〇〇之串列先進技術接取介面 格式之資料係由主機端實體層二（ρΗγ2) 464所接收。一多 工電路控制器470在分別來自該等儲存虛擬化控制器2〇〇 與800之控制訊號與CTRL_2_2i控制之下決定 該等儲存虛擬化控制器2〇〇與800中哪一個可經由該裝置 端實體層（device-side PHY) 466存取該直接存取儲存裝置 420S。然而，根據串列先進技術接取介面2(sata2)協定， 可省略該等控制訊號CTRL-1-2與CTRL-2-2。於又一實施 例中，該直接存取儲存裝置42〇p可為一平行先進技術接取 介面硬碟420P’且在該串列先進技術接取介面多工電路46() 與該平行先進技術接取介面硬碟42〇p之間係設置有一橋接 器（bridge) 480以轉換串列先進技術接取介面訊號為可被該 平行先進技術接取介面硬碟控制器接受與處理之平行先進 20 1307859 技術接取介面訊號。圖11B揭露該橋接器480之一範例。 來自該串列先進技術接取介面多工電路（SATA MUX) 460 之資料訊號係為實體層（PHY layer) 482所接收，且經由鏈 結層（link layer) 484 轉移至傳輸層（transport layer) 486。該 串列先進技術接取介面格式之訊號係由該協定轉換器487 轉換為符合平行先進技術接取介面格式之訊號然後經由一 匯流排介面48 8傳送至該平行先進技術接取介面直接存取 儲存裝置420P。 該冗餘控制器通聯連結控制器236可與該主機端輸出入 裝置連結控制器220整合為一單一晶片積體電路，其包含 複數個輸出入埠，該複數個輪出入埠包含一個或多個主機 端埠以及一個或多個裝置端埠。在另一種實施例中，該冗 餘控制器通聯連結控制器236可與該裝置端輸出入裝置連
旯有甚者 結控制器300整合為一單一晶片積體電路。…仍 主機端輸出入裝置連結控制器22〇、該裝置端輸出入装置連 •·σ控制器300以及該几餘控制器通聯連結控制器236全部 可正口為一單一晶片積體電路。在此種實施態樣中，該單 曰曰片輸出入裝置連結控制器可包含輸出入埠，其可作為 主機如蟑、裝置端埠與用以連接在該等 200與800間之輸出入埠。 衩釗时 化塊圖，其顯示-根據本發明之-儲存虛擬 匕控制益200以及其透過一背板 該主機和該直接存 ㈣電路340與 於此實㈣* * ㈣之連結之第三實施例。 出入裝置連結控制哭220、中：：包含一主機端輸 2〇〇 . 220 令央處理電路240、一記情俨 、-串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連結= 21 1307859 3〇〇、一箱體管理服務電路36〇以及一冗餘控制器通聯連結 控制益236。雖其描述為分別之功能性方塊，若干個或全部 這些功能性方塊可整合為一晶片。 與該儲存虛擬化控制器2〇〇B相較，於該儲存虛擬化控 制器200C巾’該_列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連 • 結控制器300經由該背板（backplane) 320連接至該交換電 . 路（Switching circuit) 34〇’然後連至該直接存取儲存裝置陣 列400。該背板320為一具有連接線路提供其中用以連接在 _ 該儲存虛擬化控制器2〇〇C與該擴展電路340之間以使該連 接更強固且使該等儲存虛擬化控制器及/或該直接存取儲 . #裝置之附接與移除容易實行之電路板，例如：—印刷電 路板。圖2B所示之配置中，該介於該串列附接小型電腦系 統介面輸出入裝置連結控制器3〇〇與該擴展電路34〇間之 實體電性連接例如可為一電鏡（cable)，則其就不若背板電 路板320這般強固。另夕卜，該箱體管理服務電路36〇提供 t該儲存虛擬化控制器中而非設於該儲存虛擬化_ 器200之外。 鲁 ^ —在此配置中，該介於冗餘控制器通聯連結控制器2刊與 該第二儲存虛擬化控制器_間之實體電性連接提供於^ 背板3 2 0中。 . 纟圖2A至2C之該等實施例中，該主機端輸出入裝置遠 結控制器22G和該裝置端輸出人裝置連結控制器％ ㈣小型電腦系統介面輸出人裝置連結控制器烟)可 同種類之積體電路晶片來實施，而將該主機端輸出 =控：請中之輸出入褒置連結璋組態設定為主機二 輸出入裝置連結埠，且將該裝置端輸出入裝置連 = 22 1307859 300中之輸出入裝置連結埠組態設定為裝置端輸出入裝置 連結琿。在另-種實施例中，一單一晶片可組態設定為包 含主機端輸出入裝置連結埠與裝置端輸出入裝置連結埠之 兩者以同時分別地耦接至該主機單元10以及該實體儲存裝 置陣列400。再者，一單一晶片可組態設定為同時分別地包 含所有該主機端輸出入裝置連結埠以耦接至該主機單元 10、忒裝置端輸出入裝置連結埠以耦接至該實體儲存裝置 陣列400、以及用於耦接至虛擬儲存化控制器之埠。 在另一種實施例中，該箱體管理服務電路36〇可整合至 十央處理電路240中。甚且，該箱體管理服務電路36〇亦 可實施在該裝置端輸出入裝置連結控制器300中。 j 3A至3D顯示各個不同的方塊圖以示例根據本發明之 該μ於該主機、該冗餘儲存虛擬化控制器間、該主機端輸 出入裝置連結控制器22〇、以及該中央處理電路間之連接配 置。在圖3Α中之第一實施例中，一主機1〇透過分別的各 埠連接至兩個主機端輸出入裝置連結控制器，其等皆連 接至該相同之中央處理電路240。在圖示3Β之一第二實施 例中，兩個分別之主機1〇和12其各個皆連接至一分別之 主機端輸出人裝置連結控制器22G，其各個皆連接至相同之 中央處理電路240。在圖3C所示之-第三實施例中，一 機1 〇連接至一主機端輸出入裝置連結控制器22〇然後連 妾至該中央處理電路24〇，然而一第二儲存虛擬化控制器 〇連接至一几餘控制器通聯連結控制器236然後連接至 才目同之該中央處理電路24G。在圖3D所示之—第四實施例 =揭不光纖對串列附接小型電腦系統介面（fibre-to-SAS) 儲存虛擬化控制器結構。兩個分別之主機！0和丨2和-儲 23 1307859 存虛擬化控制器800其各個皆連接至一光纖交換器（fibre switch) 120以及一主機端輸出入裝置連結控制器22〇且一 几餘控制器通聯連結控制器236連接至該光纖交換器 120。該主機端輸出入裝置連結控制器22〇和該冗餘控制器 通聯連結控制器236係連接至相同之該中央處理電路 240。該交換器可以一多工器為其實施。當該主機端輸出入 裝置連結控制器220實施為其中包含有一串列附接小型電 腦系統介面埠以連接該主機單元之主機埠時，其係類似於 設置在該裝置端輸出入裝置連結控制器中3〇〇之該串列附 接小型電腦系統介面埠的情形，但其配組態係被設定為目 標模式而非啟動者模式。 圖4描述根據本發明之該中央處理單元晶片組/同位引 擎（CPU chipset/parity engine) 244之一實施例之方塊圖。在 本實施例中，該中央處理單元晶片組/同位引擎244A主要 包含同位引擎260、中央處理單元介面91〇、記憶體控制器 920、週邊元件連結延伸（PCI_X)介面93〇、932、χ_匯流排 (X-BUS)介面940、傳輸控制協定直接記憶體存取（Tcp/ip DMA) 980、仲裁器（Arbiter) 982、内部主要匯流排（IM Bus, Internal Main BUS) 950、以及内部區域匯流排（IL Bus， Internal Local Bus) 990。舉例來說，該内部主要匯流排95〇 為一 128位元、133Mhz匯流排且使該同位引擎26〇、中央 處理單元介面910、記憶體控制器920、週邊元件連結延伸 (PCI-X)介面930、932、X-匯流排（x_BUS)介面940整個連 接在一起以使資料訊號與控制訊號通聯於其中。 來自主機端輸出入裝置連結控制器220之資料和控制訊 號經由週邊元件連結延伸介面930進入中央處理單元晶片 24 1307859 組/同位引擎244A。舉例來說，對該主機端輸出入裝置連社 控制器220之週邊元件連結延伸介面93〇可為64位元帶° 寬、133MHz。t言亥週邊元件連結延伸介面93〇擁有該内: 主要匯流排950時，該資料與控制訊號被傳送至該記憶體 控制器920和該中央處理單元介面91〇之其—。 〜 . 來自該該内部主要匯流排950由中央處理單元介面91〇 . 接收之該資料與控制訊號被傳送至中央處理單元242以進 行更進-步處理。例如，該中央處理單元介面9ι〇與令中 .· *處理單元之間之通聯可經由一 64位元資料線路二 32位兀位址線路執行。該資料和控制訊號可傳送至該一以 . 位元帶寬、133Mhz之記憶體控制器920。 -錯誤更正碼（E_ C。則iQn CQde)電路也設置㈣ 記憶體控制器920中以產生錯誤更正碼。例如，該錯誤〆 正碼可由將8位元資料互斥或(職)運算後產生^元之錯 誤更正碼。然後該記憶體控制器92〇儲存該資料與錯誤^ =ΓΪΓ80中’舉例來說，一同步動態嘛取 隐體中。该存於該記憶體中之資料被傳送至内部主 匯流排950。該記憶體控制器畑具有一位&自動改正以 之功能且當該從該記憶體28°傳送至内 . 彳1匯〜排95G之資料時執行此等功能於該資料上。 . 二同:Λ擎260可執行某些磁碟陣列型態之同位功能以 口應該中央處理單元242之指示。當然 ::::::6;可關掉而不執行同位功能，例如 央° n^域匯流排99g將連接至該中 、处理早兀；丨面910以及其他低速元件介面。 —内部暫存H984係、設置於其中以暫存中央處理單元晶 25 1307859 片組/同位引擎244A之狀態且控制該内部主要匯流排95〇 上之訊號流動。另設置由-對通用非同步收發傳輸器 (UART)功能方塊986，因此該中央處理單元晶片組/同位引 擎244A可經由RS232介面溝通至外界。 該傳輸控制協定直接記憶體存取98〇區塊提供核對和 • (Gheeksum)之運算核以及直接記憶體存取之操作。該仲裁 器982仲裁内部主要匯流排95〇之使用權。 • 在另—實施例當中，週邊元件連結快捷介面可代換該週 邊元件連結延伸介面930、932。在另—實施例當中，週邊 ’ 零件連接介面（PCI)可用來代換該週邊元件連結延伸介面 . 93G、932。在該技術領域中具有通常知識者可知其等代換 可簡易達成而無任何困難。 ' 圖5入描述一於圖2A中之該串列附接小型電腦系統介面 (SAS)裝置端輸出入裝置連結控制器3〇〇之一第一實施例之 -方塊圖。根據本實施例，該串列附接小型電腦；：介面 裝置端輸出入裝置連結控制器中3〇〇包含兩個週邊元件連 結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制器㈣ • SAS controller) 310。該串列附接小型電腦系統介面（s 裝置端輸出入裝置連結控制器则係透過該等週邊元件連 結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制 “Sc输。㈣31Q而連接至該直接存取儲存裝置陣列= • 及/或g亥儲存虛擬化控制器800。 • β6Α描述於圖5A中之該週邊元件連結延伸介面對 • Ζ接小型電腦系統介面控制器则之-實施例之方塊圖。 =腦圖各個週邊元件連結延伸介面對串列附接小 鲕糸、.先介面控制器310皆包含一連接至該中央處理單 26 1307859 元240之週邊元件連結延伸介面312以及一連接至該週邊 元件連結延伸介面3 12之串列附接小型電腦系統介面埠 600。該週邊元件連結延伸介面312包含一連接至串列附接 小型電腦系統介面埠600之匯流排介面3 1 8以及一儲存該 週邊元件連結延伸介面對争列附接小型電腦系統介面控制 • 器3 組態設定之組態設定電路3 16。該串列附接小型電腦 系統介面埠600可連接至該直接存取儲存裝置陣列4〇〇及/ • 或該儲存虛擬化控制器800。 φ 圖8 A為更詳細闡明於圖2A中該介於串列附接小型電腦 系統介面輸出入裝置連結控制器3〇〇和直接存取儲存裝置 ， 陣列400之間之連接之方塊圖。資料訊號和控制訊號透過 該週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控 制器310之一串列附接小型電腦系統介面埠6〇〇傳送至該 直接存取儲存裝置420。該串列附接小型電腦系統介面埠 6〇〇可直接連接至一串列附接小型電腦系統介面直接存取 儲存裝置420A之-申列附接小型電腦系統介面璋以及一 串列先進技術接取介面直接存取儲存裝置42〇s之一串列先 • $技術接取介面埠兩者之其—上。另外，因在各個串列附 接小型電腦系統介面直接存取儲存裝置42〇A上有兩個分 別之埠’埠1和埠2，在該週邊元件連結延伸介面對串列附 . 接小型電腦系統介面控制器310上之兩個不同串列附接小 型電腦系統介面埠(甚或在不同之週邊元件連結延伸介面 •對串列附接小型電腦系統介面控制器31〇上，其未示於圖 , 巾）可透過兩個不同的埠連接至一串列附接小型電腦系 ’、、’丨面直接存取儲存裝置42GA ’該二埠對單_串列附接小 型電腦系統介面直接存取儲存裝置·Α來說，形成連接至 27 1307859 °亥儲存虛擬化控制器200之一具有冗餘連結之冗餘埠對。 在另一實施例中，一週邊元件連結快捷介面對串列先進 技術接取介面控制器（PCI_E t0 S ATA c〇ntr〇ller)(圖中未示） 可用以代換該週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦 系統介面控制器310。在該週邊元件連結快捷介面對串列先 . 進技術接取介面控制器中，一週邊元件連結快捷介面（圖中 未示）用以代換該週邊元件連結延伸介面312。在更一實施 例中，一週邊零件連接介面對串列先進技術接取介面控制 φ 器（PCI t〇 SATA controller)可用以代替該週邊元件連結延伸 . 介面對串列附接小型電腦系統介面控制器310。在該^邊零 ' 件連接介面對串列先進技術接取介面控制器中，—週邊跫 件連接介面用以代換該週邊元件連結延伸介面312。在嗜技 術領域中具有通常知識者可知其等代換可簡易達成而=任 何困難。 圖6B描述5A中之該週邊元件連結延伸介面對串列附接 小型電腦系統介面控制器3 10之一第二實施例之方塊圖， 其包含一結合其中之串列附接小型電腦系統介面擴展電路 φ (SAS eXpanding CirCuit) 340。一串列附接小型電腦系統介面 擴展電路+340可以一邊緣擴展器裝置（edge以卯“打知^⑶） • M5為其實施，如圖6E所示，其可連接至其他一個或二個 邊緣擴展器裝置或多數個末端裝置（end deviee)，例如： • 一個或多個直接存取儲存裝置420之串列附接小型電腦系 . 統介面蟀。且，一串列附接小型電腦系統介面擴展電路34〇 , 可以包含一個或多個邊緣擴展器裝置組（edge expand„ * device set)為其實施，其中，該等邊緣擴展器裝置組各個設 置為包含複數個串列附接小型電腦系統介面擴展器裝置 28 1307859 Γ 串列附接小型電腦系統介面擴展電路綱可 以-包含複數個邊緣擴展器裝置組之扇出擴展器裝置 财實施，該等邊緣擴展器裳置組 各個包3複數個串列附接小型電腦系統介面擴展器 315° • 該串列附接小型電腦系統介面擴展器裳置315包含-擴 展連接方塊，一管理功能方塊’以及複數個實體層卿)： .;擴展連接方塊提供h德以連接各”體層（ΡΗΥ)以 Φ ，輸入訊號。該管理功能方塊執行擴展裝置之串列管理 協疋操作（SMPoperati—。透過該擴展器裝置315，複數個 . „健存裝置可連接至-串列附接小型電腦系統介面 控制益310，其改善該健存虛擬化子系統储存容量之擴充 性’當透過該扇出擴展器裝置時，大量邊緣擴展器裝置組 可附接其上，此大舉加強該虛擬儲存化子系統容量之擴充 性。 ” 圖6D描述一圖6A/6B/6C之該串列附接小型電腦系統介 面埠600之一實施例之方塊圖。如仍圖中所示，該串列附 • 接小型電腦系統介面琿包含五部分：該傳輸層（transport 1啊)_、串列附接小型電腦系統介面埠層(SAS ρ〇η . 700串列附接小型電腦系統介面鏈結層（S AS link layer) 710串列附接小型電腦系統介面實體層（s AS ρΗγ iayer) . 720、以及串列附接小型電腦系統介面物理層（SAS physical . layer)73〇。該串列附接小型電腦系統介面物理層730包含 ^ 5亥串列附接小型電腦系統介面連接器、電纜、以及串列附 接小型電腦系統介面傳送接收電路。該串列附接小型電腦 系統）ι面貝體層720涵蓋編碼機制（eneQ(jing seheme)以及 29 1307859 包含帶外發訊（OOB signaling)標誌和速度協調之實體層重 設序列（PHY reset sequence)。該串列附接小型電腦系統介 面鏈結層710控制該串列附接小型電腦系統介面實體層以 管理與其他串列附接小型電腦系統介面裝置之連接。該串 列附接小型電知系統介面埠層7 0 0位在介於一個或多個串 列附接小型電腦系統介面鏈結層和一個或多個串列附接小 型電腦系統介面傳輸層之間以接收並剖析要求且藉由正確 的串列附接小型電腦系統介面鏈結層以建立連接。該串列 附接小型電腦系統介面傳輸層690包含為了串列小型電腦 系統介面應用之串列小型電腦系統介面協定傳輸層（ssp (Senal SCSI Protocol) transport layer)、為了 串列先進技術 接取介面控制器應用之串列ATA(先進技術接取介面）隧穿 ^ (STP (Serial ΑΤΑ Tunneling Protocol)transport layer)以及為了管理應用之串列管理協定傳輸層（SMp (Serial Management Protoeol) transp〇n 。 一串列附接小型電腦系統介面埠6〇〇包含一個或多個實 體層。假使在該埠中有多於一個的實體層時，其可為一寬 廣埠（“wide” P〇rt)，或其僅有一個實體層時其為'一狹窄埠 (“narrow” port)。介於串列附接小型電腦系統介面輸出入裝 置連結控制器300和擴展電路34〇或直接存取儲存裝置陣 列400之間的鏈結可為狹窄鏈結或寬廣鏈結。—寬廣鍵結 可組態為介於兩端為寬廣埠之鏈結以擴大傳送之帶寬。° 該物理！ 730透過—對差動訊號線（differential signal line) ’ LTX+、LTX_傳輸線路傳送訊號且經由另—對差動訊 號線LRX+、LRX-從該直接存取儲存裝置42〇中之直接存 取儲存裝置42G控制器接收訊號1任—訊號線對之兩訊 30 1307859 號線，例如為LTX+/LTX-時，以反相電壓同步傳送訊號 TX+/TX- ’舉例來說+V/-V或-V/+V ’該等電壓係分別相對 一參考電壓Vref因此該電壓差將為+2V或-2V且幾乎不會 為環境因素所影響’因此可加強其訊號品質。此理同樣可 應用接收線LRX+、LRX-在接收訊號RX+/rx_之傳送上。 該實體層720定義8位元/10位元編碼以及帶外訊號。 從該物理層730接收到之所有資料位元將被解碼為該8位 元八〇位元字元並移除SOF、CR、EOF。一串列附接小型電
腦系統介面實體層7 2 0使用該帶外訊號以辨識且開啟該連 接至另一串列附接小型電腦系統介.面實體層72〇之該操作 性鏈結。在串列附接小型電腦系統介面鏈結為可操作之 後，該串列附接小型電腦系統介面實體層72〇發送訊號給 該串列附接小型電腦系統介面鏈結層且該串列附接小型電 腦系統介面鏈結層取得料列附接小型電腦系統介面實體 層720之控制以通聯訊號，其包含辨識序列、連接管理、 以及框架（frame)傳輸1列附接小型電腦系統介面鍵結層 係使用兩個重要的結構(stnietui：e)，係為串騎接小型電腦 系統介面原素（SAS primitive)與串列附接小型電腦系 面框架（SAS frame)。 你策μ早一雙字元組（d〇uble_w〇rd)且其為通聯於 主機和—裝置之間資訊之最簡單位。當-原素中之位元 其產上之式樣(patte仙 式樣。原素主要用以運送即時狀態訊息、控制介於 ^主機和該裝置間之資訊傳送以及通聯之協調…原素之 位7G組（byte)為—特別字元（speciai ch咖叫。 —框架包含複數個雙字元__e,rds)以及以—開 31 1307859 始原素（start primitive)開始以一結束原素（end primitive)結 束。當一連接沒有建立時，使用該串列附接小型電腦系統 介面位址框架（SAS address frame)，且以位址開始框架 (SOAF, Start of Address Frame)開始且以位址結束框架 (EOAF，End of Address Frame)結束。 該串列附接小型電腦系統介面支援三種類型之連接，其 包含用於串列附接小型電腦系統介面裝置之串列小型電腦 系統介面協定框架（SSP frame)、用於串列先進技術接取介 面裝置之串列先進技術接取介面隧穿協定框架（STP frame)、以及用於管理之多重處理器框架（SMP frame)。串 列小型電腦系統介面協定框架和多重處理器框架以S0F (Start of Frame)開始且以 EOF (End of Frame)結束。串列先 進技術接取介面隧穿協定框架以S ATA_SOF開始且以 S ATA—E0F結束。這些符合於串歹|J附接小型電腦系統介面 協定之框架與傳輸結構闡示於圖9中。 一循環冗餘檢查碼（CRC，Cyclic-Redundancy Check Code)為結束原素緊接在其後之最後的非原素雙字元組。循 環冗餘檢查碼以整個該框架之内容計算，所有透過該週邊 元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制器 310通聯於中央處理電路240和該直接存取儲存裝置420 之間之輸出入要求資訊將執行循環冗餘檢查碼核對。因 此，在從該儲存虛擬化控制器至實體儲存裝置之傳遞中不 慎發生之資料毀壞（如：因雜訊）可被偵測出且恢復，防止了 潛在的資料寫入錯誤媒體區段之災難性資料毀壞情形之可 能，此種資料寫入錯誤媒體區段的情形可能是因為包含於 初始輸出入要求資料中的目的地媒體區段基礎位址及/或 32 l3〇7859 媒體區段長度之毀壞而造成。 圖6F描述一圖5 A中週邊元件連結延伸介面對串列附接 小型電腦系統介面控制器之一第三實施例之方塊圖。此實 施例中’部份串列附接小型電腦系統介面埠600連接至該 擴展電路340以及部份串列附接小型電腦系統介面埠6〇〇 直接連接至該直接存取儲存裝置420，且/或部份串列附接 小型電腦系統介面埠600連接至該儲存虛擬化控制器 8〇〇。另外，該擴展電路340可更進一步連接至該直接連接 至該直接存取儲存裝置420以及/或儲存虛擬化控制器8〇〇。 圖5B描述一根據本發明之圖2B中該串列附接小型電腦 系統介面控制器之一第二實施例之方塊圖，其中該擴展電 路340係設置於介於該週邊元件連結延伸介面對串列附接 小型電知糸統介面控制器31 〇與該直接存取儲存震置陣列 400之間。 圖6C說明於圖5B或圖6A中之該直接存取儲存裝置陣 列400對該週邊元件連結延伸介面對串列附接小 統介面控制器310之連接配置之一第一實施例之方塊圖了 其中在該週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統 介面控制器310中不提供該串列附接小型電腦系統介面擴 展電路340,但以一可附加於週邊元件連結延伸介面對串列 附接小型電腦系統介面控制器31 〇之獨立裝置提供之作為 一對於該直接存取儲存裴置陣列4〇〇或另一串列附接小型 電腦系統介面擴展電路340之介面/控制。 圖6G說明於圖5B或圖6A中之該直接存取儲存裝置陣 列400對該週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系 統介面控制器310之連接配置之一第二實施例之方塊圖， 33 1307859 其十在該週邊元件連結延伸介面料顧接小型電腦系統 介面控制器3H)中不提供該串列附接小型電腦系統介面擴 展電路340 ’但提供其作為一獨立農置。在此實施例中，部 知該等串列附接小型電腦系統介面埠_連接至該擴展電 路340以及部份該等串列附接小型電腦系統介面埠6〇〇用 以直接連接至該直接存取儲存裝置42〇，且/或部份該等串 列附接小型電«統介面埠_連接至該儲存虛擬化控制 痛 器_。另外，該擴展電路34〇可更進—步連接至該直接存 取儲存裝置420且/或該儲存虛擬化控制器8〇〇。 圖8B為一更為詳細闡描述圖2B以及圖、或圖 6B/6C/6G中之介於該擴展電路鳩和其他功能方塊連接之 方塊圖。該擴展電路340可接收來㈣串列附接小型電腦 糸統介面輪出人裝置連結控制器3⑽之命令/=#料且傳送其 等至該直接存㈣存裝料列彻且/或至職存化控 制器800 〇 /圖5C說明—根據本發明之圖2c中該串列附接小型電腦 介面控制器之一第三實施例之方塊圖，其中該週邊元 連結延伸介面對串列附接小型電腦线介面控制器310 連接至—背板32G然後再連接至該擴展電路340並且最終 至该直接存㈣存裝置陣列·。圖叱為―更為詳細說明 圖2C和圖5C中之介於該背板、該擴展電路以及其他功能 生^之間連接之方塊I在此種配置下，該擴展電路州 %、在圖5B中之相同’然而該背板320提供一其上電氣佈 之強固電路板，以增強介於該串列附接小型電 m丨面輸出入衷置連結控制器和該擴展電路34〇 之間之連接，且使與該串咖接小型電腦系統介面輸出入 34
例該根據本發明之 器之其他功能器方 1307859 裝置連結控制器300有關之附接和分離更為便利。 雖然根據本發明揭露於圖5八到5C中之該串列附接小型 電腦系統介面控制器300之該等實施例包含有兩個週邊元 件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制器 310’根據本發明之該串列附接小型電㈣統介面控制器 3/0 ^可包含-個或多於兩個之控制器31〇於其中，端賴效 =考量、工程考量、及/或成本或市場考量4該技術領域 中具有通常知識者可知其等代換可簡易達成 難。 圖7A至7F顯示不同的方塊圖，其示 中央處理電路與其對該儲存虛擬化控制 塊之連接。 在圖7At，該巾央處理電路方塊之第―實施例係以該 中央處理電路240A表示’其包含該中央處理單元晶片细/ 同位引擎論、該中央處理單元⑷、—唯讀記憶體（續 Kead 0nly Memory) 246、一非揮發性記憶體（nvram ， N〇n-V〇Ia⑴e RAM) 248、一液晶顯示模組35〇以及—箱體管 理服務電路36G。該中央處理單元可以為—p。赠c中央 處，。該唯讀記憶體246可為一快閃記憶體 j儲存基本輸出人系統(則s)且/或其他程式，例如：控制 态的核心程式（kernel)以及各程式模組，Α中核心程式 一)用以在開機後執行以控制子系統之操作。該_ 性5己憶體神若干個關於該磁碟輸出人操作執行狀態 二f可於一不正常電力中斷發生後且同時該輸出入操作 魯生執仃尚未結束之情況下被檢驗。該液晶顯示模植350 顯不該子系統之㈣。箱體t理服務電路咖可 35
晶 1307859 接存取儲存裝置陣列之電源且做一些其他之管理。該唯讀 記憶體246、該非揮發記憶體248、該液晶顯示模組35〇以 及該箱體管理服務電路360透過一 X-匯流排連接至該中央 處理單το晶片組/同位引擎244A。該中央處理單元晶片組/ 同位引擎244A已於較早之圊4解釋過。 圖7B中，該中央處理電路方塊之一第二實施例係以該 中央處理電路240B顯示之，其包含一中央處理單元晶片組 244B、該同位引擎26〇、該中央處理單元242、—准讀記憶 = 24=，一非揮發記憶體248，一液晶顯示模組35〇以及二 箱體管理服務電路360。該第二實施例之中央處理電路 240B與該中央處理電路24〇A，除了在中央處理電路2伽 中該中央處理單元晶片組244B和同位引擎26〇為兩個獨立 晶片外，其餘皆相同。 圖7C中’該中央處理電路方塊之一第三實施例係以該 =央處理電路240C顯示之’其主要包含該中央處理單元 雖狹i =該中央處理單元242、以及該唯讀記憶體246。 模中省略了該非揮發記憶體⑽以及該液晶顯示 ' 八各個可為該中央處理電路240C之一部份。右 此實=中省略了該同位引擎。假存虛擬^ 不需該種同位引擎功能時，該 -益同⑹Ϊ 需一同位引擎下實行。例如，對 统、一擎之_〇模擬控制器或其儲存虛擬化子系 來說料虛擬化子系統 情況下= 因此可省略同位功能。在另- 處理單元執行若干個同位功能程式或程式碼之中央 執仃該同位功能，而非由一專用硬體’像是一同 36 1307859 位引擎，因此可省略同位引擎。對於該同位功能來說，豆 可為一低效能但低成本之解決方式。 ’、 圖7D中’該中央處理電路方塊以該中央處理電路之柳 為-第四實施例之顯示，其主要包含該中央處理單元晶片 組244D、一資料保護引擎25〇、該中央處理單元242、以 及該唯讀記憶體246。雖然於圖7D中省略該非揮發性記憶 體248與該液晶顯示模組35G，其各個可為該中央處理電路 240D之一部份。與該中央處理電路24〇c相較，中央處理 電路240D更包含有一資料保護引擎25〇，相較於圖7b中 所：之該同位引擎’其可執行一較同位功能更強及/或不同 之資料保護功能。例如說該資料保護引擎25〇可具有一錯 誤更正碼功能。 圖7E中，财央處理電路方塊之一第五實施例係以該 中央處理電路24GE顯示之，其主要包含該中央處理單元晶 片組/唯讀記憶體244E、該同位引擎26〇、該中央處理單元 242、以及該唯讀記憶體246。雖然於圖7E中省略該非揮 發性記憶體248以及該液晶顯示模組35〇，其各個可為該中 央處理電路240E之-部份。與中央處理電路24()C相較， :央處理電路240E更包含該同位引擎26〇。該唯讀記憶體 肷入式製造於該中央處理單元晶片組/唯讀記憶體244e晶 片内。或者，§亥唯讀記憶體整合設置於該中央處理單元晶 片組/唯讀記憶體244E晶片内。 圖7F中，該中央處理電路方塊之一第六實施例係以該 中央處理電路240F顯示之，其主要包含該嵌入式中央處理 單元/中央處理單元晶片組242F、該同位引擎26〇、以及該 唯續s己憶體246。雖然於圖7F中省略該非揮發性記憶體248 37
1307859 以及該液晶顯示模組350,其各個可為該中央處理電路搬 之一部份。和中央處理電路繼相較， 240F更包含該同位引擎 、处电& / , Μ正引竽260以及該唯讀記憶體246，其各 個獨立於該嵌入式中央處理單元/中央處理單元晶片组 ^之外。該中央處理單元接人式製造於該嵌人式中央處 理早το晶片組/唯讀記憶體242F晶片内。 圖7Α至7F僅顯示幾個示例該中央處理電路之方塊 =其餘可為該技術領财具㈣f知識者變化且/或修改
者應視為本發明之—部。例如，根據系統單晶片（S0C
Syst⑽0nChip)之潮流，所有該功能性方塊可整合形成或 嵌入在單一晶片中。 Μ本發明之操作流程以及若干個言羊細結構之更進一步細 節於隨後之圖12至圖22中解釋。 «月參考圖12,其為根據本發明之—串列附接小型電腦系 統介面儲存虛擬化電腦系統一實施例之又一示圖。其大部 分硬體架構之細節已在較早之圖i至圖UB中描述過。 。。根據本發日月，介於該主機單元1G和該儲存虛擬化控制 益200之間之輸出人串流以及介於該儲存虛擬化控制器 2〇〇與該實體儲存裝置陣列4〇〇之間之輸出入串流之範1例 將一併介紹。 請參考圖13與圖14,其中描述介於該主機單元1〇和該 儲存虛擬化控制器200間之該輸出入串流之_例。首先， 忒host準備IO request並將其發送給s vc。該s vc係透 過該等輸出入連結之一者而接收到來自該主機單元之輸 出入要求。剖析該輸出入要求以決定執行哪一操作，且對 於非同步裝置操作和同步裝置操作來說，決定執行該操作 38
1307859 於該邏輯媒體單元之哪—區庐μ ^ ,t5., ^ 又上。假使該操作僅包含内部 ^和相步裝置子操作的話，_存虛擬化控制器細 之:操作，其包含傳送任何相關資料至/自該主 否該操作成功或失敗且為了何種 ” 2告回應至該主機單元10。假使該操作包含同 係產生適當之裝置端輸出入要求且發送至 體儲存裝置420以為回應。各個單-輸出入要求 曰内一亥專輸出入要求對不同實體儲存裝置42〇之分布 疋由與其相關之該特定邏輯媒體單元之特定映射本質所決 定。在裝置端輸出入要求之執行之前或同時，任何將自、 該主機單元1G得到以作為該主機端輸出入執行之-部分且 於執行之後要被傳送至該實體儲存裝置42〇的有效負 料’將從該主機單元1G傳送至該儲存虛擬化控制器2〇〇 = 在該裝置端輸出人要求成功完成時，傳送回應該裝置端 ，出入要求而讀取之資料至要求其等之單元，其中在快取 實作時’該單元可能為該快取，而且任何被該主機要求傳 达至該主機單元10之資料係被傳送至該主機單元1〇。然後 產生指示成功操作之一狀態報告並傳送至該主機單元忉。 假使有裝置端輸出人要求沒有成功完成，該儲存虛擬化控 制器200可從事備援操作而使得子操作成功完成，即使^ 面臨一裝置端輸出入要求失敗時也是如此。此等操作典型 地包括產生其他裝置端輸出入要求至不同的媒體區段，以 在讀取時回復該資料，或在寫入時將備援資料寫入。磁碟 陣列型態5為使用其他實體儲存裝置42〇之資料以重新產 生不可從一特定實體儲存裝置420讀出之資料之一例。在 另一種實施例中，該儲存虛擬化控制器200可選擇使該子 39 1307859 操作失效以放棄至該主機單 狀態報告給該主機單元之貝枓傳遞且傳回-對應的 圖15以及® 16示例一介於該儲存虛擬化 :串列附接小型電腦系統介面實體儲存裝置42"=: =串流之範例。對於每一個產生來作；： ;統介面協定對串列附接小型電腦系統介面硬碟 該定義該特定輸出入操作之該參數的輸出入要求 資糊如：目的地媒體區段基礎 示操作執行之命令m λ + 綠體W又長度、指 框牟舞广二 ）包串列小型電腦系統介面協定 電腦ΐ定的實體儲存裝置所連接之串列附接小型 框芊至今：：：結之上傳送該串列小型電腦系統介面協定 檢^存裝置42〇°各個框架包含一循環冗餘 假使料加，值係由該框架中之資料所計算出，因此 “二匡：中之育料在前往目的地實體儲存媒體之途中以 苹時2 的話，由該實體儲存裝置420於收到該框 永呀所執行之一致性檢杳將合奂 將該資料盘該框性檢查係 '、木之循衣几餘檢查碼加以對照，且隨著該 忙木之接收後該實體儲存裝£樣將以 =擬化控制器·以為回應以指出該框== 、… 收。然後s亥儲存虛擬化控制器200可由其選擇重 架或其可放棄該交易並回送-相對應之狀態報告至 5¾要求之單元。 封㈣地接收職框架，隨著該框架之接收後該 200以主子、置420傳送一 ACK原素至該儲存虛擬化控制器 ’’、、回應以該指出該框架係原封不動地接收。該實體儲 1307859 存裳置420剖析包含於該框架中之要求以決定要執行的操 作之本質以及其要執行該操作之媒體區段。假設該操作不 為一在所指定媒體上之有效操作或該媒體之區段不為一有 效區段，該實體儲存裝置420以一相對應之狀態報告回應 該儲存虛擬化控制器200,其以產生一包含狀態資訊之 . ^ESPC>NSE命令，包裝其等在-串列小型電腦系統介面協 定框木内並傳送其回該儲存虛擬化控制器2〇〇完成。否則， ' 執行該要求之操作。 在该要求操作執行期間或之前，如果需要傳送來自該儲 存虛擬化控制益200之有效負載資料至該實體儲存裝置 • 4加的話’該實體儲存裝置420將產生且發送一要求傳送第 筆:貝料之串列小型電腦系統介面協定xfer_rdy框架 (SSP XFER一RDY frame)。然後該儲存虛擬化控制器細將 刀口J 〇亥貝料為區段，該等區段長度不超過該串列附接小型 電腦系統介面協定所容許之單一框架傳送之最大長度限 度。各個區段係被包入一資料框架（DATAframe)内然後以 -人個之方式傳送至該實體儲存裝置42〇。隨著每一框架 • j傳送，該儲存虛擬化控制器200在傳送下一個資料框架 別等候接收來自該實體儲存裝置42〇之指出該實體儲存裝 . 置是預備好接收更多資料之XFER—RDY框架。每一資 ，杧木匕3由該資料產生之循環冗餘檢查碼數值，而在 • =一框架收到之時由該實體儲存裝f 420檢查其與資料之 . 致性。如果在該框架巾之f料與該框架之循環冗餘檢查 • (’之間發生不—致時，放棄該輸出人操作且該實體健存裝 =產生—相對應之狀態報告，此係藉由產生一帶有該 e貧料之串列小型電腦系統介面協定RESPONSE框架 41 1307859 (SS〜P RESPONSE frame)並傳回至該儲存虛擬化控制器2〇〇 而凡成。在收到此狀態時，該儲存虛擬化控制器可， 視其選擇，重新發送該初始之輸出入要求以重試該操作， 或者放棄該交易且傳回一相對應之狀態報告至該要求單 元。 在要求之操作執行之期間及/或在該操作完成之後，如果 而要傳送來自該貫體儲存襄置42()之有效負載資料至該儲 存虛擬化控制器200時，該實體儲存襞置42〇準備該資料 (其可能需要從儲存媒體讀取該資料）且分割其等為長度不 超過該串列附接小型電腦系統介面協定所容許之單一框架 傳运之最大長度限度之區段。各個區段被包人—資料框架 中且然後以-次—彳固之方式傳送至該儲存虛擬化控制器 〇再—人，一循環几餘檢查碼數值係由該框架中之資料 產，之，並在該框架中被送至該儲存虛擬化控制器2〇〇，且 ，每一框架收到之時由該儲存虛擬化控制器200檢查其與 育料之-致性。假設介於該框架之資料與該框架之循環冗 餘檢查碼之間發生不—致時，隨著框架接收後，該儲存虛 擬化控制器200係將- Nak原素送至該實體儲存裝置42〇 以為回應以指錢框架並非原封不動地接收。錢該實體 儲存裝置420典型地將馬上放棄該輸出人操作且產生一相 對應之狀態貝㉛’此係藉由產生—包含該狀態資料之串列 J ^電腦系統；丨面協定REsp〇NSE框架（ssp resp〇nse frame)並傳回該資訊至該儲存虛擬化控制器細而達成。在 接收到此狀態B夺’該儲存虛擬化控㈤胃2〇〇可，視其選擇， 初始之輪出人要求以重試該操作，或者放棄該 又易且傳回-相對應之狀態報告至該要求之單元。 42
1307859 一如果該儲存虛擬化控制器200原封不動地接收到全部之 貝料時，該儲存虛擬化控制器2〇〇將以一 ACK原素回應每 y資料框架。當所有需要被傳遞至該儲存虛擬化控制器2〇〇 以作為該輪出人要求執行之—部分之資料被傳送至該儲存 虛擬化控制器200時，該實體儲存裝置42〇將產生一狀態 報告，而指出是否該操作成功完《，以及若不成功時是^ 何種原因。該狀態報告以一串列小型電腦系統介面協定 RESPONSE框架之格式編排且送回至該儲存虛擬化控制器 別0。然後該儲存虛擬化控制器200剖析該狀態報告以決定 该要求之成功或失敗。如果該報告為要求失敗時，該儲存 虛擬化控制器200彳，視其選#，重新發送該初始輸出入 要求以重試該操作，或者放棄該執行並送回—相對應狀態 報告至該要求之單元。
對於），在該儲存虛擬化控制器和一串列先進技術接 取介面實體儲存裝置間之該輸出入串流來說，其與介於該 儲存虛擬化控制器200和-串列附接小型電腦系統介面實 體儲存裝置之間之輸出入串流相似，&了對於如下之主要 差異之外。-’對於φ列先進技術接取介面硬碟來說，該 連接以串列先進技賴取介㈣穿協定建立而非 I 型電腦系統介面協m立該連接之後，資料依照串 列先進技術接取介面協定傳送。i，當 :::=7列附接小型電腦系統介== "13二1器300之串列附接小型電腦系統介面控 制器310而沒有經過一擴展電路 建立-連接。 胃料傳廷則無需 在一傳統的平行小型電腦系統介面中 該串流整體與上 43 1307859 述相似次然而該定義該輸出入操作參數之初始裝置端輸出 入要求=貝Λ (例如.媒體區段基礎位址之目的地、媒體區段 ^度、指示操作執行之命令，等）並非如在串列附接小型電 j系統"面中之框架的循環冗餘檢查碼-般，而係未包入 靡 I以檢查傳送資料有效性之框架中串列附接小型電腦系 、先"面因此，此種資料在其由儲存虛擬化控制器傳輸至 實體儲存裝置之期間中不慎地毀壞（例如：因雜訊之故）可能 不曰被偵測出，有可能造成一資料寫入錯誤媒體區段之災 難性的資料毁壞狀況，其中該資料寫入媒體之錯誤區段可 月t係口已3於在該初始輪出入要求資料中之目的地媒體區 #又基礎位址之及/或媒體區段長度之毀壞所致。在串列附接 小f電腦系統介面實作中，此種毀壞將因其框架循環冗餘 檢一馬將與„亥貝料不一致而被偵測到，且該實體儲存裝置 ^7而非將該資料寫人或從該媒體之錯誤區段中 貝出，較於平彳了〃、型電腦*統介面，此為在-儲存虛擬 ::制器以-串列附接小型電腦系統介面實作之主要益處 在實際操作中’該儲存虛擬化控制器將典型地 處理=及執f複數操作以回應則复數等候中之主機端輸出 ^要“ g等要求可來自—單_主機或複數主機 =嶋行之同步裝置子操作。每-此種子操S =數：址於不同實體館存裝置之襄置端輸 ，要求。母—此種輸出人裝置要求可涉及，在連 虛擬化控制器細以及㈣址之實體健存裝置彳 ^子 置端輸出人裝置連結上，傳送大量之資料於兩者之間^ 型地來說，該館存虛擬化控制器2〇〇將被組態設定為使輪 44 1307859 »
出入裝f要求分布在不同之實體儲存裝置420上以及不同 之裝置螭輸出入裝置連結上，以便使全部實體儲存裝置42〇 、輸出入裝置連結之總合帶寬增加至最大。以組態設定 改=合帶寬之-例為將實體餘存裝置420使用-磁碟陣 列型態5之方式合併為邏輯媒體單元而非以磁碟陣列型鶊 4之合併。在磁碟陣列型態4中’係指定一專用同位磁碟： 使付全部同位更新均針對其進行。對於寫人來說，其 ，寫入需要—同位更新，比起其他資料硬碟，則ς硬碟 取後會極忙碌。對於讀取來說，該同位磁碟並未被存取^ ”意為有-硬碟對傳送資料工作沒有貢獻。磁碟陣列型 :均分散該同位至所有硬碟，因而，若假^輸出入要^以 一均=分散的方式對實體媒體進行定址的話，則在寫入 時，沒有-個硬碟是比其他任何硬碟忙碌，且 所有硬碟皆對資料傳送1作有所f獻。 1取時’ 方面’該儲存虛擬化控㈣細可裝備動態調整# =儲存袭置42。且/或輸出入裝置連結間之輪出2 *要求为佈之機制和智能以使總合實體儲存裝置/連結之 帶寬更進-步最佳化一個例子麵介 樣° :存裝置42。組之該等輸出入連結間之負載平衡?= 虛擬化控制器細可智慧地紀錄傳送在每—連結上^ 入裝置要求並且由此資訊決定應在哪一連結上傳送下： 輸出入裝置要求以使該連結之總合帶寬增加至最大 =為介於一實體儲存裳置42〇鏡像組之負 輸出入要求。再一-女，访六 w貧Ή „貝取 _ 1 存虛制器⑽可智慧地 錄疋址於母一貫體儲存裝置㈣上之輸出人 且由此資訊決定應在哪—連結上送出下—個輸“襄置要 45 霹
1307859 未以使該實體儲存裝置420鏡像組之總合帶寬增 在裝置端輸出入裝置連結之總合帶寬具有增加至 之能力時，在一個儲存虛擬化控制器扮演— 存虛擬化子系統中之總效能，在某些主機輸出 之型怨下，會被此總合帶寬限制住。在此種狀況婵 總合帶寬可造成大幅增進之效能。總裝置端輸出入^力° 結效能由兩個因素決定：該連結之輪出人要求執行/資料= 运率以及輸出入要求/資料傳送分派之連結數目。該 輸出入要求執行/資料傳送率越高，總效能越大。=似:， 裝置端輸出入要求和資料傳送可分派之連結越多時，該 置端輸出入連結子系統之總效能越大。 、 如前所述，平行小型電腦系統介面連結之數目無法提升 到某一程度之上，因受到用以形成各個不同連結:必需專 用訊號線路之數目（68)之限制。另外，相較於平行先進二術 接取介面或串列先進技術接取介面，其亦較昂貴且於一= 刷電路板上每連結佔用一較大得多之佔用面積。—典型之 儲存虛擬化控制器或可實施4到8個不同的裝置端平行小 型電腦系統介面輸出入裝置連結，其每一個連結所花$之 成本數倍於平行先進技術接取介面或串列先進技術接取介 面連結。因此光纖連結之數目不易提升，因為在印刷電路 板上之佔用面積尺寸以及每一連結之成本，典型地比平行 先進技術接取介面或串列先進技術接取介面大一個數量級 (an order of magnitude) ° 因為每一個串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連 結僅包含4訊號線路且其等容許高度整合，因而使得一單 一串列附接小型電腦系統介面控制積體電路可支援8連 46 1307859 :’相對該標準平行小型電職統介面以及光纖來說在等 量針腳數目和尺寸下可支援2連結，因此串列附接小型電 腦系統介面輸出入裝置連結之數目提升的很好。更進一步 ^串列附接小型電腦系統介面每連結之成本足夠低到允 • _大量數目之裝置端争列附接小型電腦系統介面輸出入裝 置連結被包含於-單-的成本低廉之儲存虛擬化控制器 . 内。 為了增加可連接至該儲存虛擬化控制器之實體儲存裝 • 置數置，本發明選擇性地包含—個或多個擴展裝置端多裝 ' 置輪出入裝置連結，在此被稱為裴置端擴展埠，例如在該 儲存虛擬化控制器上之平行小型電腦系統介面或光纖通道 仲裁迴路。典型地該等連結連之佈線方式係使得外部擴展 機座之得以於外部連接於其上。該等機座可為直接連接至 該連結而無任何介於中間轉換電路之簡單的，，原生”jb〇ds 或可為智慧型JBODs模擬子系統，該智慧型JB〇Ds模擬子 系統係以串列附接小型電腦系統介面或串列先進技術接取 鲁介面實體儲存裝置之合併以及一單一或冗餘組之儲存虛擬 =控制器來模擬原生腦D"，其中該儲存虛擬化控制器 • 提供從多裝置輸出入裝置連結到裝置端輸出入裝置連結 (串列附接小型電腦系統介面或串列先進技術接取介面）之 • 轉變，而該多裝置輸出入裝置連結係提供該JB0D子系統 到该主要儲存虛擬化子系統之連接，該裝置端輸出入裝置 連結（串列附接小型電腦系統介面或串列先進技術接取介 =)則提供介於該JBOD儲存虛擬化控制器以及其所管理之 貫體儲存裝置間之連接串列附接小型電腦系統介面。 雖然於圖12中，僅一個串列附接小型電腦系統介面連 1307859 οι連接至每—個直接存取儲存裝置 Γ::串:::附接小型電腦系統介面直接== 時t串制接小㈣腦系統介面硬«上具有兩個埠 連接:二串ΓΓ小型電腦系統介面硬碟可有兩個連結 .個Ϊ儲存虛擬化控制11跡每-個連結係通過直中— ::和:=態為介於每一個串列附接小型電腦系統介面 . 碟^儲存虛擬化控制器間之一冗餘埠/連結對。 鲁系统sf之參Λ圖17’其為—支援裝置端擴展蜂之儲存虛擬化子 ^里η貫施例圖示。在圖17中，該儲存虛擬化控制器係 展埠連接之儲存單元為雙埠的話，、一裝設有=對=該擴 餘組態設定之擴展埠之儲存虛擬化控制器可使該擴 餘對之一谭連接至1存單元中雙 讀對之另-痒連接至__儲存單元_料之另—埠 =此種組態。在此情況下，如果該健存e 料冗餘對埠中之其—埠故障時，或者控心擴 璋中之其-埠，障時，甚或將該儲存虛擬化控制 阜之輸出入裝置連結冗餘對之其中 制仍可經由連接該另-儲存虛擬化控 車至該另-儲存單元埠之連結所構成之另-路 仏來只現5亥儲存虛擬化控制器對該儲存單元之 請參考圖19,其為—支援裝置端·_ 系統另一實施例圖示。該儲存虛擬化控制器扇ίΓΐΙ :=:::展埠’其每-個連接至-於該健存虛* 化控—200外部之擴展電路’單蜂之直接存取儲存裝置 48 Ϊ307859 則與該等擴展電路其中一者連接。因一外部擴展電路可連 接至命多直接存取儲存裝置’因此可加至該错存子系統之 直接存取儲存裝置數目增加。請參考圖2〇，其仍為一支援 裝置端擴展埠之儲存虛擬化子系統另一實施例圖示。該= 存虛擬化控制器200其中可具有一個或多個裝置端擴展 埠，其全部均連接至一於該儲存虛擬化控制器2〇〇外部之 擴展電路，單埠之直接存取儲存裝置則與該擴展電路連接。 請參考圖21’其為一支援連接至雙埠直接存取儲存裝置 裝置端擴展埠之儲存虛擬化子系統另一實施例圖示。該儲 存虛擬化控制器200其中可具有一對或多對裝置端擴= 埠，每一對裝置端擴展埠之每一者皆分別連接至於該儲存 虛擬化控制器200外部之一對擴展電路之一者上/複數雙 埠之直接存取儲存裝置則與該等擴展電路連接，其中雙埠 之一珲係與—對擴展電路之—者連接，另-埠係、與該對擴 展電路之另一者連接。請參考圖22,其仍為一支援連接至 雙接存取儲存裝置裝置端擴展埠之儲存虛擬化控制器 另一實施例圖示。該儲存虛擬化控制器2〇〇其中可具有一 個或多個裝置端擴展埠，其全部連接至—於該儲存虚擬化 控制器200外部之擴展電路，該等雙埠直接存取儲存裝置 之所有埠均連接於該擴展電路。 又，根據本發明之儲存虛擬化子系統之一實施例，盆係 具有f體儲存裝置熱插拔之功能，而當其中之儲存虛擬化 控制益為上線時，一個附接在儲存虛擬化子系統之實體儲 存裝置可與该儲存虛擬化控制器分離並自該儲存虛擬化子 士統中移除’或是-個實㈣存裝置可在儲存虛擬化控制 Γ為上線時女裝於該儲存虛擬化子系統上而與該儲存虛擬 49 1307859 化控制器附接；此外，根據本發明之電腦系統之一實施例， 亦具有前述實體儲存裝置熱插拔之功能。 一儲存虛擬化控制器典型地可能實用之另一特色為冗 餘之主機端連結，其中在該儲存虛擬化控制器之上包含複 數個主機端連結埠且在兩個或多個該等連結上呈現給該主 機之邏輯媒體單元為完全相同。此種經設計的特色使該主 機具有即使在該料結及/或埠之其—巾斷、被阻播或其他 故障時維持對該邏輯媒體單元存取之能力。
在此實施方式中，該兩個分別的儲存虛擬化控制器主機 至兩個完全分開之主機端輸出入裝置連結以及主 機阜（圖巾未朴在m齡機料接之實施方式中， =虛擬化控制器將在主機埠之兩者上以一完全相同之 万式呈現一樣之邏輯媒體單元組。 儲存虛擬化子系統典型地也包含使在該子系統中之裝 務:路。_理=時= 之具智慧型電路為早=行; 以及光纖介面之儲存虛擬化子系统血型地八：f系統介面 SES^ :主要溝通機制。該等協定路溝通 :制器和儲存虛擬化子系統間之連接二=存虛擬化 i專送小型電腦系統介面命令協定之輸^ t由-提供 行小型電腦系統介面或光纖連結)所構成 50 1307859 法之外，更提供一使用一低成本連結和在此連結上使用專 有的協定（proprietary protocol)之成本低廉之解決方案。 晶片間匯流排（I2C bus)為一支援在一可接受傳送速度下 雙向傳送資料之低成本連結。其通常使用於個人電腦中來 讓該中央處理單元管理和監測主機板以及其他裝置之狀 態其十分適合於一區域性儲存虛擬化子系統中提供一介 於該儲存虛擬化控制器以及該箱體管理服務電路間之溝通 媒體’尤其在不具有一連接該儲存虛擬化控制器至該儲存 虛擬化子系統之串列附接小型電腦系統介面/串列先進技 術接取介面儲存虛擬化控制器中。以標準來說，其不支援 標準小型電腦系統介面命令協定之傳送，因此任何使用該 晶片間匯流排作為在該區域性儲存虛擬化子系統中介於該 等儲存虛擬化控制器和該箱體管理服務電路間之主要溝通 媒體之實施方式將以另一協定進行溝通，典型地來說為一 專有的協定。 以晶片間匯流排為其主要溝通媒體時，箱體管理服務電 路可以兩種方式實施。第一種為使用以一類似saf_e/ses 之具有智慧型協定與該儲存虛擬化控制器溝通之具智慧型 電路。第二為將現有的基本型晶片間匯流排栓（“dumb” off-the-shelf I2C latches)且/或狀態監測積體電路整合進入 管理/監測電路並將所有的智慧交給該儲存虛擬化控制 器。耵者之選擇具有使該箱體管理服務電路可提供更多先 進的服務、價值以及客制化服務的優點。然而，其實施通 常為困難且昂貴的。較後之選擇之實施為簡單且低廉的， 但典型地不能支援先進的功能。 儲存虛擬化子系統中之實體儲存裝置子系統被設計為 51 1307859 典型地模擬可由一主機在對該子系統中之實體儲存裝置在 作為主要存取使用連結之輪出入裝置連結上直接管理和監 測之箱體管理服務電路實施。在該等實施中’該箱體管理 服務電路電路為智慧型且實施標準小型電腦系統介面協定 以管理和監測該箱體管理服務電路，例如SAF_TE* ses， . 其等可在該主要存取使用連結上傳送。在該等實施中，箱 • 體管理服務電路控制器若不是直接連接至一個或多個主要 存許使用輸出入裝置連結以與該主機直接溝通，此處稱作” 弟 直接連接，，之一組態’就是仰賴由直接連接至該主要存取使 • 用連結之該等裝置（典型地來說，實體儲存裝置）之透通機制 以從S亥主機轉交要求和相關資料給該箱體管理服務電路控 制器來自s玄主機之回應和相關資料給該箱體管理服務電 路控制器以及來自該該箱體管理服務電路控制器隻回應和 相關資料給該主機，在此稱作，，裝置轉交，，。實施直接連接 箱體管理服務電路控制器時可提供實體儲存裝置之外之獨 立性，因此一個或甚至全部之實體儲存裝置失敗或不在時 該箱體管理服務電路控制器之操作或使用將不受影響。實 施直接連接箱體管理服務電路控制器之缺點為其典型地更 為昂貴且實行起來複雜。實施裝置轉交箱體管理服務電路 控制器之優點在於容易實行且成本相對地低廉，但會受到 ' 貫體儲存裝置失效或不在可造成該主機對該箱體管理服務 電路控制器無法存取之缺點。 為了加強和設計與實際實體儲存裝置子系統介面主機 • 之一致性，一裝備有箱體管理服務電路之控制器儲存虛擬 化子系統可支援一個或多個標準小型電腦系統介面箱體管 理服務電路管理協定以及一個或兩個上述之連接組態，即: 52 1307859 直接連接和裝置轉交。對直接連接模擬來說，該儲存虛擬 化控制器將於一主機端輸出入裝置連結上以一個或多個 ID/LUNS(l〇gical unit number)呈現該箱體管理服務電路服 務。該箱體管理服務電路可有分配給它之專用連結ID或僅 分配給它已呈現給其他LUN之ID上之LUN。對SAF-TE 模擬來說，該儲存虛擬化控制器必須在專用ID上呈現箱體 官理服務電路SAF-TE裝置。對直接連接SES模擬來說， δ玄箱體管理服務電路sAF-TE裝置可被呈現在專用ID上或 呈現其他LUN之ID上。對裝置轉交模擬來說，該儲存虛 擬化控制器僅包含該負責轉交指示該主機該實體儲存裝置 =其一功能為轉交此般要求給該箱體管理服務電路之虛擬 實體儲存裝置之INQUIRY字串中之資訊。典型地，多重虛 ，實體儲存裝置以及甚至可能呈現在該連結上之全部虛擬 實體儲存裝置將以箱體管理服務電路管理要求之轉交者呈 見因此一個或多個虛擬實體儲存裝置不在或失效將不會 影響該箱體管理服務電路無法存取。 —該技術領域中具有通常知識者將會注意到，本發明之各 貫施例可進行許多方式之修改以及替代而仍不脫離本發明 之教不中。因而，本發明之範疇應以相關之申請專利範圍 界定之。 【圖式簡單說明】 圖1為—顯示一根據本發明包含一系統之實施例之一主 要結構之方塊圖； 、圖2A為—顯示一根據本發明一儲存虛擬化控制器2〇〇 X及其對主機和直接存取儲存裝置之連接之一第一實施例 53 1307859 施例之方塊i機和直接存取儲存裝置之連接之一第二實 二2二根據本發明之-儲存虚擬化控制器 例之方塊®;彳和聽料f㈣裝置之連狀第三實施 之:介:=_不同的方壤圖示以示例根據本發明 2輪出入裝置連結控制器、以及該中央處理電路之連接配 ，Γ,44~ρυ 1 ~^^^ 圖5ΓΓ- et/㈣y engine)之—實施例之方塊圖； 面二$於圖2A中之該串列附接小型電腦系統介 =置端輸出入裝置連結控制器之一第一實施例之方塊| 圖5B例不—用於圖2B中之該串列附 面（sas)輸出人連結控制器之—第二實施例之Λ圖, 面於圖二：：一用於圖2c中之該串列附接小型電腦系統介 面輪出入連結控制器之—第三實㈣之方_; 圖6a為一描述該週邊元件連結延伸介面對串列附接小 型電腦系統介面控制器（PCI-X t0 SAS co咖】】er) 3】〇之— 實施例之方塊圖； 圖6B為一描述該週邊元件連結延伸介面對串列附 型電腦系統介面控制器310之-第二實施例之方塊圖； 圖6C為-描述於圖6A中之該直接存取儲存裝置陣列 54 1307859 400對該週邊元件連结延伸介 介面杵刹” η ^ 對串列附接小型電腦系統 m 配置之—第—實施例之方塊圖； 腦二ί;:述:於圖—中之該串列附接小型電 細糸統介面埠之一實施例之方塊圖； 腦用於圖6B/6C中之該串列附接小型電 電路340之該串列附接小型電腦系統介面 擴展态裝置315之一實施例之方塊圖； 摩
圖6F為-描述該週邊元件連結延伸介面 型電腦系統介面控制器训之一第三實施例之方塊圖 圖犯為-說明於圖^中之該直接存取儲存裝置陣列 二〇對《邊元件連結延伸介面對串列附接小型t腦系洗 介面控制器310之連接配置之—第二實施例之方塊圖； 圖7A至7F顯示不同的方塊圖，其示例該根據本發明之 中央處理電路與其對該儲存虛擬化控制器之其他功能 塊之連接； Π 圖8Α為一更詳細描述於圖2Α中該彳於串列附接小型電 腦系統介面輸出人裝置連結控制器3⑽和直接存取儲存裝 置陣列400之間之連接之方塊圖； 、 圖8Β為一更為詳細說明圖2Β中之介於該擴展電路和盆 他功能方塊之連接； 八 圖8C為一更為詳細說明圖2C令之介於該背板、該擴展 電路以及其他功能性方塊之間連接配置之方塊圖； 圖9描述一符合於串列附接小型電腦系統介面協定之一 傳送結構； 圖10示例一介於該直接存取儲存裝置陣列與該儲存虛 擬化控制器間之連接結構； 55 1307859 圖Ha至圖ιΐΒ揭示一於圖1〇中之該多工器以及介於 儲存虛擬化控制器以及直接存取儲存裝置陣列之橋接器之 細節； 圖12為根據本發明之一儲存虛擬化電腦系統之一方塊 圖； 圖13與圖14為圖12中之該介於該主機單元和該儲存 虛擬化控制器間之輸出入串流之範例； 圖15與圖16為圖12中之該介於該儲存虛擬化控制器 與一實體儲存裝置間之輸出入串流之範例； 圖17為一支援裝置端擴展埠之儲存虛擬化子系統之一 第一實施例之方塊圖； 圖18為一支援裝置端擴展埠之儲存虛擬化子系統之一 第二實施例之方塊圖； 圖19和圖20顯示該經由一外部擴展電路連接至直接存 取儲存裝置且支援裝置端擴展埠之儲存虛擬化子系統之實 施例方塊圖； 圖21與圖22顯示該經由一外部擴展電路連接至雙埠口 直接存取儲存裝置且支援裝置㈣科之儲存虛擬化子系 統之實施例方塊圖； 圖23為一使用平行小型電腦系統介面（p_scsi)為主要 裝置端輸出入裝置連結之習知儲存虛擬化電腦系統之方塊 圖，以及 圖24為一使用光纖通道仲裁迴路（Fibre fcal)為主要 裝置端輸出人裝置連結之習知儲存虛擬化電腦系、統之方塊 圖。 56 1307859 【主要元件符號說明】 1〇、12主機 20儲存虛擬化子系統 120光纖開關 200儲存虛擬化控制器 2 01串列附接小型電腦系統介面連結 220主機端輸出入裝置連結控制器 236冗餘控制器通聯連結控制器 240中央處理電路 242中央處理單元 244中央處理單元晶片組/同位引擎
施唯讀§己憶體 248非揮發記憶體 260同位引擎 280記憶體 300裝置端輸出入裝置連結控制器 3H)週邊元件連魏伸介___接小靠 ，連結延伸介面對串列附接小型電腦系齡= 315 _列附接小型電腦系統介面邊緣擴展器裝置 面 316組態設定電路 318匯流排介面 320 34G擴展電路 350液晶顯示模組 360箱體管理服務電路 400直接存取儲存裝置陣列 42〇直接存取儲存裝i 45〇可移除容置]£ 462、464主機端實體層466裝置端實體層 470夕工電路控制器 480串列先進技術接取介面橋接器 482實體層 ° 484鏈結層 486傳輸層 487協定轉換$ 488匯流排介面 600串列附接小型電腦系統介面埠 57 1307859 690傳輸層 700串列附接小型電腦系統介面埠層 710串列附接小型電腦系統介面鏈結層 720串列附接小型電腦系統介面實體層 730串列附接小型電腦系統介面物理層 800第二儲存虛擬化控制器 910中央處理單元介面 920記憶體介面
930、932週邊元件連結延伸介面 940 X-匯流排介面 950内部主要匯流排 980傳輸控制協定直接記憶體存取 982仲裁器 984内部暫存器 986通用非同步收發傳輸器 990内部區域匯流排
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Claims (1)

1307859 0年Ρ/月心日修正本 、申請專利範圍·· ’―種儲存虛擬化電腦系統，包含： —主機單元以發送輸出入要求； 輪1卜擬化控制器’係耦接至該主機單元以執行 出入知作來回應於該輸出入要求；以及 Z 一個實體館存裝置（PSD)，其每—個係經由一串列 小型電腦系統介面（SAS)連結㈣至該儲存虛擬化
?器，以經由該儲存虛擬化控制器提供資料儲存空間 、-、s該儲存虛擬化電腦系統， 其中該儲存虛擬化控制器包含_· 心n r中央處理電路以執行輸出入操作來回應於該主 機單元之該輸出入要求； 至少一個輸出入裝置連結控制器耦接至該中央 理電路； 、 至少一個主機端輸出入裝置連結埠設置於—該至 ^個輸出入裝置連結控制器中以耦接至該主機單 元；以及 至少一個串列附接小型電腦系統彳面裝置端輸出 入，置連結埠設置於-該至少_個輸出人裝置連結控 制态中以耦接至一該至少—個實體儲存裝置。 2.申請專利範圍第i項之電腦系統，其中該至少一個實體 儲存裝置包含至少一個如下述之實體儲存裝置：一串列 附接小型電腦系統介面實體儲存裝置、一串列先進技術 接取介面（SATA)實體儲存裝置、以及一平行先進技術接 取介面（PATA)實體儲存裝置。 3-申β專利範圍第1項之電腦系統，其中當該儲存虛擬化 59 1307859 為上線時-個該至少__個實體料裝置可盘該 储存虛擬化控制器分離或附接於其上。 4 Ιϊ專利範圍第1項m統，其中該儲存虛擬化控 。破纽態設定以定義至少一個邏輯媒體單元係包含 至少—個該實體儲存裝置之區段。 • 5·申請專利範圍第1項之儲存虛擬化電腦系統，盆中_該 • :::輪出入裝置連結埠以及-該串列附接小型‘ ,、、、、；|面裝置端輸出入裝置連結埠被設置於同一之 # 出入裝置連結控制器中。 J 申明專利範圍第1項之儲存虛擬化電腦系統，直中一該 =輸出入裝置連結埠以及一該串列附接小型電： 糸、·先η面裝置端輸出入裝置連結埠被設置於不同 出入裝置連結控制器中。 ⑴ I 圍第1項之電腦系統，其”儲存虛擬化控 /态匕3至少一個主機端輸出入裝置連結埠，其每—個 係耦接至一主機端輸出入裝置連結。 8·申請專利範圍第7項之電腦系統，其巾錢存虛擬化控 瞻 制器被組態設定為在至少兩個該至少—個主機端輪出工 入裝置連結埠上冗餘地呈現一邏輯媒體單元。 9· 2^利範圍第1項之電腦系統，其中該主機端輸出入 ..裝置連結埠包含至少—個如下述之埠類型：在目標 中支援點對點連接之光纖通道（Fibre以咖叫、在目二 模式中支援私用迴路連線之光纖通道（Fibre channe 「 在目標模式中支援公用迴路連線之光纖通道（Fike 、 Channel)操作在目標模式中之平行小型電腦系統 (P - S C SI )、操作在目標模式中支援網際網路小型電腦系 60 1307859 統介面（Internet Small Computer System Interface，iSCSI) 協定之乙太網路（ethernet)、操作在目標模式中之串列附 接小型電腦系統介面（Serial Attached SCSI，SAS)、操作 在目標模式中之串列先進技術接取介面（Serial Advanced Technology Attachment ’ SATA)、美國電機電 子工程師協會1394A介面（IEEE 美國電機電子 工程師協會1394B介面（IEEE 1394B)、以及萬用串列匯 流排介面（USB)/萬用串列匯流排2〇介面（USB 2〇)。
1〇·—種用於提供資料儲存空間之儲存虛擬化子系統，包 含： 一外部儲存虛擬化控制器，係用以連結至一主機單 元並執行輸出人操作來回應於從該主機單元發送 出入要求；以及 至少-個實體儲存裝置’其每一個係經由一串列附 。/、型電腦系統介面連結純至該儲存虛擬化控制 :機^由該儲存虛擬化控制器提供資料儲料間給該 其中該儲存虛擬化控制器包含： 令央處理電路以執行輸出 i 機單元之該輸出人要求； 备料回應於该主 至少一個輸出入裴置連名士 理電路； 、口工制斋轉接至該中央處 至少一個主機端輸出入裝置士 < 少一個輪出運、、、σ埠s又置於一該至 J出入裝置連結控制哭 元；以及 时中从耦接至該主機單 至少一個串列附接小型 统介面裝置端輸出 61 1307859 制二中ϋ 於—少—1㈣出人裝置連結控 制益中以耦接至一該至少一個實體儲存裝置。 U·申請專利範圍第10項之儲存虛擬化子系統，其 出人裝置連科以及—該㈣附接小型: J統介面裝置端輸出入裝置連結埠被設置於同一：： 出入裝置連結控制器t。 ^輸 α申請專利範圍第10項之儲存虛擬化子系統，其 主機端輸出入裝置連結埠以及一 人 入裝置連結埠=:::: 出入裝置連結控制器中。 13. 申請專利範圍第10項之儲存虛擬化子系統，其中該至 =個=儲存裝置包含至少一個如下述之實體儲存 二在一串列附接小型電腦系統介面實體儲存裝置、一 串列先進技術接取介面實體儲存裝置、以及 技術接取介面實體儲存裝置。 14. 二 第10人項之儲存虛擬化子系統，其中該儲 填^ —: $包含至少―個主機端輸出人裝置連結 、、母一個係耦接至-主機端輸出入裝置連处。 14項之儲存虛擬化子系統，其°中該儲 ^擬化控制器被組態設定以在至少兩個該至少一個 元“輸出入裝置連結埠上冗餘地呈現一邏輯媒體單 16.申請專利範圍第丨〇 存虚擬化控制器被被能，Γ Λ擬化子糸統，其中該儲 ，係包含該至少之邏輯媒 申§月專利翻第ig項之儲存虛擬化子系統，其中當該 62 1307859 儲存虛擬化控制器為上後咩 _ /|x ^〇上踝時一該至少一個實體儲存裝 /、該儲存虛擬化控制器分離或附接於其上。 18.申請專利範圍第1〇項 、之儲存虛擬化子糸統，其中該儲 ^ ㈣器更包含至少-個擴展埠以配置一另— 組之至少一個實體儲存裝置。 19. 申請專利範圍第1G項之儲存虛擬化子系統，其中該儲 存虛擬化控制器更包含至少一個多裝置裝置端擴展蜂 以配置一另一組之至少一個實體儲存裝置。
20. 申請專利範圍帛㈣之儲存虛擬化子系統，直中該儲 存虛擬化控制器更包含至少-個擴展埠以經由-擴展 電路來配置-另一組之至少一個實體儲存裝置。 21. 申請專利範圍第10項之儲存虛擬化子系統，盆中至少 一該主機端輸出入裝置連結埠包含至少一個下述之埠 類里.在目私模式中支援點對點連線之光纖通道（Fibre Channel)、在目標模式中支援私用迴路連線之光纖通道 (Fibre Channel)、在目標模式中支援公用迴路連線之光 纖通道（Fibre Channel)、操作在目標模式中之平行小型 電腦系統介面（P-SCSI)、操作在目標模式中支援網際網 路小型電腦系統介面（Internet Small Computer System Interface，iSCSI)協定之乙太網路（ethernet)、操作在目 標模式中之串列附接小型電腦系統介面（Sedal AUached SCSI，SAS)、操作在目標模式中之串列先進技術接取介 面（Serial Advanced Technology Attachment，SATA)、美 國電機電子工程師協會1394A介面（IEEE1394A)/美國電 機電子工程師協會1394B介面（IEEE1394B)、以及萬用 串列匯流排介面（USB)/萬用串列匯流排2.0介面（USB 63 1307859 2.0)。 22.申請專利範圍第1〇項之儲存虛擬化子系統，更包含一 箱體管理服務電路（EMS)機制。 认申：專利範圍第22項之儲存虛擬化子系統，其中該狀 體官理服務電路機制管理及監測至少一個如下述屬於 該儲存虛擬化子系統之裝置：電源供應器、風扇、溫度 感測器、電壓計、不斷電電源供應器、電池、發光二極 管、音響警報器、實體儲存裝置容置£鎖、門鎖。 24.申，專利範圍第22項之儲存虛擬化子系統，其中該箱 體管理服務電路組態設定為支援下述之—組態：直接連 接箱體管理服務電路組態和裝置轉交箱體管理服務電 路組態。 25·申睛專利範圍第22項之儲存虛擬化子系統，其中該箱 體=理服務電路機制組態設定為支援下述之—協定：箱 體s理服務電路協定（SCSI Enclosure Service，SES)和箱 體管理服務電路協定（SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure，SAF-TE)。 26. ^專利範圍第22項之儲存虛擬化子系統，其中組態 設定該箱體管理服務電路機制更包含下述之一電路以 和該儲存虛擬化控制器溝通：晶片間匯排流栓以及狀態 監測電路。 27. —種外部儲存虛擬化控制器，包含： 一中央處理電路，係用以執行輸出入操作來回應於來自 一主機單元之輪出入要求； 至v —個輸出入裝置連結控制器耦接至該中央處理電 路； 64 ^07859 個輸出裝置連結埠設置於-該至少- 至少-個串列附:::=耗接至該主機單元;以及 置連結埠設置於系統介面裝置端輪出入裝 至至少 .二點對點串列訊號傳送…—個實 * 寻利靶圍第27瑁夕从如以丄 —該主機端輸出入裝置連ΙΑ存/擬化控制器，其中 • ，腦系統介面裝置端輸= Ϊ 一該串列附接小型 之輪出入裝置連結控制器中:、結淳被设置於同— 2”: = :=27項之外部儲存虛擬化控制器，其中 電= = 結埠以及-該串列附接小型 之輸出入裝裝置連結埠被設置於不同 項之外_虛擬化控制器，其中 • 元件連結㈣介~連接至 利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，1中 輸出入裝置連結控制器更包含-週邊元件連 .面(PCI-Express)以連接至該令央處理電路。 •申^專利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，盆中 2存虛擬化控制器包含至少一個主機端輸出入裝置 ” 其每一個係相接至一主機端輸出入裝置連結。 .申4利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，其中 _存虛擬化控制器被組態設定以定義至少一個之邏 65 1307859 輯媒體單元係包含該至少一個 34申嗜哀南丨r m结 只體儲存裝置之區段。 34U利乾圍第33項之外部儲存虛擬化 又 忒儲存虛擬化控制器被組態設定以在至 -中 個φ撼· *山认ϊ ^兩個该至少 體單元。u人裝置連結埠上冗餘地呈現_邏輯媒 35.申凊專利範圍第27項之外部儲存 至少一個該實體健存裝置為一直接存取儲^^置其中 (DASD)且該儲存虛擬化控制器被^ -個之邏輯錄體單元係包含至少—個二疋義至少 = :::邏輯媒體單元為-二Si 該邏輯媒體單元可為該主機軍 36·申請專利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器 含至少一個擴展埠以配置一第- ^ 存裝置。 “第―組之至少-個實體儲 37.:請專利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，更包 含至少-個多裝置裝置端擴展槔以配置一第 少一個實體儲存裝置。 ’ $ 38·申請專利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，更勺 含至少-個擴展槔以經由—擴展電路而配置—第匕 之至少一個實體儲存裝置。 、 39.申請專利範圍第27項之外部儲存虛凝化控制器，里中 至少-個該主機端輸出入褒置連結璋包含至少一個如 下述之淳型恶.在目標模式t支援點對點連線之光纖通 道（Fibre Channel)、在目標模式中支援私用迴路連線之 光纖通道师e Channel)、在目標模式中支援公用迴路 66 1307859 連線之光纖通道（Fibre Channel)、操作在目標模式中之 平行小型電腦系統介面（P-SCSI)、操作在目標模式中支 援網際網路小型電腦系統介面（Internet Small Computer System Interface，iSCSI)協定之乙太網路（ethernet)、操 作在目標模式中之串列附接小型電腦系統介面（Serial Attached SCSI，SAS)、操作在目標模式中之串列先進技 術接取介面（Serial Advanced Technology Attachment， SATA)、美國電機電子工程師協會1394A介面（IEEE 1394A)/美國電機電子工程師協會1394B介面（IEEE 1394B)以及萬用串列匯流排介面（USB)/萬用串列匯流 排 2.0 介面（USB 2.0)。 40. 申請專利範圍第27項之外部儲存虛擬化控制器，更包 含一箱體管理服務電路機制。 41. 申請專利範圍第40項之儲存虛擬化控制器，其中該箱 體管理服務電路機制組態設定為支援下述組態之其 一 ··直接連接箱體管理服務電路組態和裝置轉交箱體管 理服務電路組態。 42. 申請專利範圍第40項之儲存虚擬化控制器，其中該儲 存虛擬化控制器組態設定為支援下述協定之其一：箱體 管理服務電路協定（SCSI Enclosure Services，SES)和箱 體管理服務電路協定（SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure，SAF-TE)。 43. —種於一具有一外部儲存虛擬化控制器之電腦系統中 用以執行儲存虚擬化之方法，包含： 以該儲存虛擬化控制器接收一來自該電腦系統之一主 機單元之輸出入要求； 67 1307859 乂該儲存虛擬化控制器剖析該輪出 -個輸出入操作來執行而回應於該輸出：二至少 ㈣儲存虛擬化控制器執行至少_ =，以及 符合串列附接小型電腦系統介面之點對列作而以 运方式存取使用該電腦系統之至少_個實=號傳 其中該儲存虛擬化控制器包含： Λ轉裝置， —中央處理電路以執行輸出 機單元之該輸出入要求； 命作采口應於該主 至少一個輸出入裝置連扯批 •理電路； n控制_接至該中央處 小—至少—個主機端輸出入裝置連結璋設置於一 乂 一個輪出入裝置連結控制考中 、q 元；以及市以耦接至該主機單 ί::1!列附接小型電觸系統介面裳置端輸出入裝 中以：接：置於一該至少一個輸出入裝置連結控制器 稿接至-該至少一個實體儲存裝置。 44·:2:範圍第43項之方法，更包含提供-箱體管理 服務電路機制之步驟。 45·=:範圍第44項之方法，更包含當箱體管理服務 制之牛’組態設定為支援下述組態之其一時執行該機 &躺=驟··直接連接箱體管理服務電路組態和裝置轉交 相體官理服務電路組態。 :月專利|&圍第43項之方法’其中至少一個實體儲存 ，丨置包含至少一個下述之實體儲存裝置：一串列附接小 型，腦系統介面實體儲存裝置、一串列先進技術接取介 貫體儲存叙置、以及一平行先進技術接取介面實體儲 68 1307859 存裝置。 申π專利la圍第43項之方法，其中執 出入操作之步驟包含發送至少丁:至少-個輸 給一設置於該儲存虛擬化控制哭中之串輸出入要求 月“統介面裝置端輸出入裝置連 電 舰接小型電腦系統介面裝置端輸出入裝置二制串 益重新編排該裝置端輸出入要求及其伴隨輸出入資料 之格式並串列附接小型電腦系統介面而使其成為符人 串列附接小型電腦系統介面傳送協定之至少一個資; 包中。
69 1307859
們年1>月〕〇曰修正本 ，儲存虛擬化子系統20 儲存虛擬化控制器200 直接存取儲存 裝置陣列400 直接存取儲存裝置420 (串列附接小型電腦系統介面直接存取儲存裝置420A) 直接存取儲存裝置420 (串列附接小型電腦系統介面直接存取儲存裝置420A) 直接存取儲存裝置420 (串列附接小型電腦系統介面直接存取儲存裝置420A) I I 直接存取儲存裝置420(串列先進技術接取介面直接存取儲存裝置420S) 直接存取儲存裝置420 (串列先進技術接取介面直接存取儲存裝置420S) 直接存取儲存裝置420 (串列先進技術接取介面直接存取儲存裝置420S) I 1307859
1307859
1307859 000^
1307859 ammmmv 。寸3¾¾ 剧馨ΦΜ ΛΜΝΜν liffl-ffl
ΛΜΜΜν o 寸 sli 制蜮¥fl-ffl ftnv 0 寸3¾¾
Ύ2_
1307859 中央處理單元晶片組/同位引擎244A
同位引 擎260 至記憶 體280 記憶體介 面 920 內部主 要匯流 排 950 -►
至主機端輸出入裝置連結控 制器220 元結介32 邊連伸Ϊ9 週件延面 仲裁器 982 X-匯流 排介面 940 傳輸控 制協定 直接記 憶體存 W 98Ω > ◄- > <- 通用非 同步收 發傳輸 器1 986 通用非 同步收 發傳輸 器2 c==i> 至串列附接小型電腦系統介 面輸出入裝置連結控制器 300C=^> 至唯讀記憶體246、非揮發 記憶體248、液晶顯不 350、箱體管理服務電路 360等c=o to COM 1, COM2. 中央處理 單元介面 910 內部區域匯流排990
彳至中央處 理單元 242 1307859
圖5A 圖5~B
至直接存 取儲存裝 置陣列 400/ 儲存虛擬 化控制器 800 1307859
週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦 系統介面控制器310
至直接存取 儲存裝置陣 列 400/ 儲存虛擬化 控制器800 圖6A 週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦 系統介面控制器310
M6B 1307859 週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦 系統介面控制器310
M 6C
M 6D 串列附接小型電腦系統介面埠600 週邊元件連 結延伸介面 對串列附接 小型電腦系 統介面312
春 IC= 至直接存 取儲存裝 置420 1307859
串列附接小型電腦系統介面邊緣擴展器裝置315
Μ 6E 週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制器310
至直接存 取儲存裝 置陣列 400/ 儲存虛擬 化控制器 800 /Μ 6F 1307859 週邊元件連結延伸介面對串列附接小型電腦系統介面控制器310
至直接存 取儲存裝 置陣列 400/ 儲存虛擬 化控制器 800 圖6G 儲存虛擬化控制器
串列先進 技術接取 介面
圓W 直接存取儲存裝置陣列400 1307859 中央處理電路240A 至控制器220 至記憶體 〇 280 中央處理單元晶片組/同位引擎244A 至控制器300 z\ \7 π π ίΐ 中央 唯讀 非揮發 液晶 箱體管 處理 記憶 記憶體 顯示 理服務 單元 體 248 模組 電路 242 246 350 360 圖7A 中央處理電路240Β 至控制器220 至記憶體 <> 280 中央處理單元晶片組244Β >至控制器300 \7 \7 ίϊ ΙΪ ιϊ η： 同位引 擎260 111242 唯讀 記憶 體 246 非揮發 記憶體 248 111350 箱體管 理服務 電路 360 Μ7Β 07 13
a卜s
irw 1307859 串列附接小型電腦系統介面輸出入裝置連結控 制器300 直接存取儲存裝置 陣列400
1307859 至串列附接小型電腦系統介 面輸出入裝置連結控制器300 J\1/ -NV八Ί/八V 八1/ -NV / \ / \ (P) 直接存取儲存裝置陣列400 / 擴展電路 340 (PxQ) / / 3： \ \
\7 V7 V7 \/ 至儲存虛擬化控制器 800 MSB 1307859
至串列附接小型電腦系統介 面輸出入裝置連結控制器300 直接存取儲存裝置陣列400
至儲存虛擬化控制器 800 1307859 原素5 框架3 原素4 框架2 原素3 原素2 框架1 原素1 ο ω o ω 冊裝 循環冗餘檢 查碼 鍪 雜酿 赵胆$ 仁1酸 ίκ轻酿掏1 辰逝_擊 Φ _、丫 Iji1 }fi nv q S ^ <- 1 2 ^ ^ | €-¾^° S ®^§ Φ Q 尿逝俄 Q t ^ ^ ^ 2 m m <^ η % 囀求轻痤 1® Ifi E^U <51 § 班·藥驿Q 雄 — Μ! _蹈〇 φ 〇 把胆製 -網<k轵 9 识轻_涨§ 尿雄俄彡 冊__ 〇 |tf IS nv 〇 ©i <5 i S ^ ^ S 〇 冊碧驿Q 辑 Ο § 运:¾¾ 冊 Q 蹈晅魁 〇 網《职 § 识轻遥涨g 辰:¾¾ ^ 冊寒麴 Q Ph g (¾ 〇 CO 愁回 網<口 ^ *裝 1307859 09 寸蜜瓣 Η^®<-^ 008¾¾¾¾ 氅他猶H^m 00(Ν^Φ^Λ3} 鹚1¾
aalll 醒 δ3寸酗繁雲蓮« 08寸睢锯 /so(N寸B^^n^^^ll νττ豳 1307859 —V. ΎΓΠ 5^#瑚晅<-握味藥_到4|队€- Λ ► ocsi寸 ► 0CNI寸 τ---Λ 0<N寸 0(N寸 οζ:寸
003 i 霸Λ3— ► orsl寸 7----- 0(Ν寸 -----λ 0(N寸 τ A 0CN寸 ------- 03寸 ► 0(N寸 A § ► 0(N寸 ► ► A 0(N寸 A ► orNI寸 A 03寸 ------- 1307859 圖13 主機 儲存虛擬化控 制器
否 資料傳送
1307859
圖u
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圖15
1307859 a i6
1307859 渥味H- I 味屮略屬 A ► 01擊W 00^ il ¥1 #ί麗 聲—
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