TWI452466B - 硬碟動態映射方法與應用其之伺服器 - Google Patents
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Description
本揭露是有關於一種硬碟動態映射方法與應用此硬碟動態映射方法之伺服器,特別是有關於一種可調整多個主機板之各自對應硬碟數量的硬碟動態映射方法與應用此硬碟動態映射方法之伺服器。
由於網路技術的快速發展,許多新的網路設備和資訊設備被陸續開發出來,以滿足人類的需求。在這些設備中,由硬碟陣列(RAID)所組成的網路伺服器特別重要。網路伺服器係用於直接連接網路系統,以供遠端之電腦設備透過此網路系統來儲存資料至網路伺服器或從網路伺服器取得資料。
請參照第1圖,其係繪示習知伺服器10的功能方塊示意圖。伺服器10包含主機板12、硬碟擴充板(expander)14和硬碟16。由第1圖可知,為了提供具有大儲存容量的硬碟陣列,習知的伺服器大多利用硬碟擴充板14來進行多個硬碟16的連接,以使伺服器10具有足夠的儲存空間來滿足客戶的需求。這些硬碟16通常會根據預設的分群模式被分為多個群組硬碟18,而每一個群組硬碟18會對應至一個主機板12,以提供此主機板工作所需的儲存空間。將硬碟分為多個群組並將這些群組對應至主機板的動作亦稱為映射(mapping)。
為了設定每個主機板12所對應的硬碟數量,通常需要利用跳接線或專用連接纜索(cable)來進行設定。舉例而言,如第1a圖所示,硬碟擴充板14具有多個設定接腳14a,而使用者根據其需要的硬碟分群模式來將跳接線19a套在設定接腳14a其中的兩根接腳上,以將此兩根接腳短路。又例如,如第1b圖所示,若硬碟擴充板14為串列附接小型電腦系統介面(Serial Attached SCSI;SAS)擴充器,則可使用串列附接小型電腦系統介面的連接纜索19b來將硬碟16連接至硬碟擴充板14,設定每個主機板所對應的硬碟數量。
由於上述的設定硬碟數量設定方法牽涉到硬體架構,因此每個硬碟分群模式都會對應至一個硬體設定值,如果使用者要擴充硬碟數量或是改變每個主機板對應的硬碟數量時,則必須拆開伺服器重新設定跳接線或是重拉纜索。
故,需要一種新的硬碟映射與應用此硬碟映測的伺服器來克服上述習知技術的缺點。
本發明之一方面是在提供一種硬碟動態映射方法與應用此硬碟動態映射方法之伺服器。此動態硬碟動態映射方法係利用硬碟擴充板的資料儲存模組來儲存硬碟數量對應表。如此,硬碟擴充板便能從其資料儲存模組讀取硬碟數量對應表。上述之伺服器係應用了硬碟動態映射方法,如此伺服器便能於重置時,利用硬碟擴充板來從資料儲存模組讀取硬碟數量,並根據硬碟數量對應表來將硬碟映射至主機板。
根據本發明之一實施例,此硬碟映射係適用於一伺服器,此伺服器包括第一主機板、第二主機板、對應於第一主機板之第一群組硬碟以及對應於第二主機板之第二群組硬碟。在此硬碟動態映射方法中,首先接收及儲存硬碟重組指令。接著,接收及執行重置指令。然後,對第一群組硬碟的數量與第二群組硬碟的數量加總,並得到總硬碟數量N。接著,讀取並根據硬碟重組指令對總硬碟數量N作重劃計算,並得到及儲存對應於第一主機板之第三群組硬碟與對應於第二主機板之第四群組硬碟。其中,N為大於零的正整數。
根據本發明之另一實施例,此伺服器包含硬碟擴充板、第一主機板、第二主機板以及N個硬碟,其中N為大於零的正整數。N個硬碟係電性耦接至硬碟擴充板,且被區分為第一群組硬碟與第二群組硬碟。第一主機板係電性耦接至硬碟擴充板,用以對第一群組硬碟作存取控制。第二主機板係電性耦接至該硬碟擴充板,用以對第二群組硬碟作存取控制。其中,當第一主機板接收到硬碟重組指令與重置指令,並執行重置指令時,硬碟擴充板則對此N個硬碟作重劃計算,以得到及儲存對應於第一主機板之第三群組硬碟與對應於第二主機板之第四群組硬碟。
根據本發明之又一實施例,此伺服器包含硬碟擴充板、第一主機板以及N個硬碟,其中N為大於零的正整數。此N個硬碟包括第五群組硬碟。第一主機板係電性耦接至硬碟擴充板,用以對第五群組硬碟作存取控制。其中,當第一主機板接收到硬碟重組指令與重置指令,並執行重置指令時,硬碟擴充板則對N個硬碟作一重劃計算,以得到及儲存對應於第一主機板之第六群組硬碟。
由上述說明所可知,本發明實施例所提供之硬碟動態映射方法與伺服器可讓伺服器業者將所需的硬碟分群模式寫入至硬碟擴充板的儲存模組中,如此伺服器業者不需使用跳線或是連接纜索也能獲得所需的硬碟分群模式。
請參照第2圖,其係繪示根據本發明實施例之伺服器100的功能方塊示意圖。伺服器100包含複數個主機板110、至少一個硬碟擴充板120以及複數個硬碟130。硬碟擴充板120係電性連接於主機板110和硬碟130之間,以根據主機板的數量來將硬碟130分成多個群組硬碟141~144,並將這些群組硬碟141~144一對一連接到主機板110。其中,在本實施例中,在實際應用上,一個主機板110即可被視為是一台伺服器,其端看管理者的實際應用而定。
每個主機板110包含南橋晶片112、基本輸出輸入系統(Basic Input Output System;BIOS)114以及基板管理控制器(Baseboard Management Controller;BMC)116,其中南橋晶片112係電性耦接至基本輸出輸入系統114以及基板管理控制器(Baseboard Management Controller;BMC)116。在本實施例中,每個主機板110皆具有基板管理控制器116,但本發明之實施例並不受限於此。在本發明之其他實施例中,伺服器100可只包含一個基板管理控制器116,而所有的主機板110係共用此基板管理控制器116。
硬碟擴充板120包含擴充控制器122以及儲存模組124。儲存模組124係儲存有擴充控制器122硬碟的數量對應表。硬碟擴充板120的數量對應表則儲存有每個主機板110所對應的硬碟數量。擴充控制器122係利用儲存模組124所儲存的資料來控制硬碟擴充板120,以將硬碟130分群並指向至所屬的主機板110。其中,在硬碟擴充板120還可以例如是包括另一儲存模組(未繪示),此另一儲存模組係用於儲存硬碟擴充板120運作所需的韌體碼與初始設定值(包含硬碟130的數量、伺服器上的風扇數量等),而此另一儲存模組可為快閃式唯讀記憶體或電子抹除式可複寫唯讀記憶體。在本實施例中,將儲存每個主機板110所對應的硬碟數量的儲存模組與儲存韌體碼與初始設定值分為兩個儲存模組的原因是可以避免在更新韌體碼時將數量對應表給覆蓋(或是抹除),而若在儲存模組中可劃分出一塊更新韌體碼時不會被寫入的區域時,也可以是配置一個儲存模組即可。
在本實施例中,儲存模組124可為快閃式唯讀記憶體(Flash ROM)或電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory;EEPROM),但本發明之實施例並不受限於此。另外,本實施例之硬碟擴充板120為串列附接小型電腦系統介面(Serial Attached SCSI;SAS)擴充器,而硬碟130為小型電腦系統介面(Small Computer System Interface;SCSI)硬碟、SAS硬碟、高階技術配置(Advanced Technology Attachment;ATA)硬碟或串列高階技術配置(Serial Advanced Technology Attachment;SATA)硬碟,但本發明之實施例並不受限於此。
另外,值得一提的是,在本發明之其他實施例中,在主機板110與硬碟擴充板120之間可以例如是配置有風扇控制板(Fan Control Board,簡稱FCB)。
請同時參照第2圖與第3圖,第3圖係繪示根據本發明實施例之硬碟動態映射方法300的流程示意圖。在硬碟動態映射方法300中,首先進行對應表產生步驟310,以根據使用者所輸入之指令來產生硬碟數量對應表。為了將硬碟130分群,本發明之實施例提供了表格填寫工具來產生數量對應表。使用者可在主機板110其中之一(亦即被設定為主控的主機板110,在一般的刀鋒伺服器或是伺服器群中,管理者會設定一台伺服器當成主控器,也同時會安裝伺服器管理軟體,以利管理眾多的主機板、硬碟或其他周邊設備)利用此表格填寫工具來填寫每個主機板所欲對應的硬碟數量,並產生數量對應表。
接著,進行表格寫入步驟320,硬碟擴充板120接收及儲存硬碟重組指令,其中此硬碟重組指令包含硬碟數量對應表。在表格寫入步驟320中,此硬碟數量對應表會被寫入至串列附接小型電腦系統介面(Serial Attached SCSI;SAS)的硬碟擴充板120之儲存模組124中,例如將硬碟數量對應表存放入儲存模組中。
請同時參照第3a圖和第3b圖,第3a圖係繪示根據本發明實施例之表格寫入步驟320的流程示意圖,第3b圖係繪示根據本發明實施例之硬碟數量對應表的傳送過程示意圖。在表格寫入步驟320中,首先進行資料傳送步驟322,以利用表格寫入工具來將硬碟數量對應表傳送至伺服器100之基板管理控制器116。在本實施例中,此表格寫入工具為一電腦系統上的程式。
然而,在本發明之其他實施例中,表格寫入工具亦可與前述之表格填寫工具結合成一個組合程式,以供使用者在此組合程式上進行表格寫入和表格傳送的步驟。
然後,進行資料寫入步驟324,以透過基板管理控制器116傳送硬碟數量對應表至硬碟擴充板120的擴充控制器122。在本實施例中,伺服器100具有基板管理控制器116來管理伺服器100的運作狀況,因此硬碟數量對應表的傳送可透過基板管理控制器116來完成。本實施例之基板管理控制器116係利用內部整合電路(Inter-Integrated Circuit;I2
C)傳輸協定來傳送硬碟數量對應表,但本發明之實施例並不受限於此。
在表格寫入步驟320後,接著進行重置步驟330,以接收及執行重置指令來重置伺服器100。在本實施例中,當伺服器100被重置時,擴充控制器122會讀取儲存模組124中之硬碟數量對應表,如此擴充控制器122即可根據硬碟數量對應表來進行映射步驟,以將硬碟130映射至主機板110。
請參照第3c圖,其係繪示根據本發明實施例之映射步驟340的流程示意圖。在映射步驟340中,首先進行加總步驟341,以將與硬碟擴充板120連接的群組硬碟數量加總,以得到總硬碟數量N,其中N為大於0的正整數。在本實施例中,N為20,但本發明之實施例並不受限於此。然後,進行重劃步驟342,以根據硬碟重組指令來對總硬碟數量N進行重劃計算,以變更每個主機板110所對應的硬碟數量。例如,在第2圖中,群組硬碟141~144分別包含5個硬碟、5個硬碟、6個硬碟以及4個硬碟,經過重劃步驟342後,群組硬碟141~144之數量可根據使用者的需要來變成4個硬碟、6個硬碟、4個硬碟以及6個硬碟由以上說明可知,本實施例係利用基板管理控制器來將硬碟數量對應表傳送至硬碟擴充板120的儲存模組124,並於伺服器100重置時,利用硬碟擴充板120之擴充控制器122來讀取儲存模組124之硬碟數量對應表。如此硬碟擴充板120便可根據硬碟數量對應表的內容來將硬碟130映射至主機板110,並變更各主機板所對應之群組硬碟所包含的硬碟數量。
由於本實施例之硬碟動態映射方法300可讓使用者根據實際的需求來決定每個主機板所對應的硬碟數量,而不受限於跳接線和專用纜線的使用,因此本實施例之硬碟動態映射方法300與伺服器100能滿足使用者在硬碟分群模式方面的各種需求。
另外,在本實施例中,基板管理控制器116可能會透過風扇控制板150來傳送硬碟數量對應表,以讓硬碟擴充板120將硬碟數量對應表寫入至儲存模組124。在本實施例中,風扇控制板150與基板管理控制器116之間係利用I2
C作連接,如第3d圖所示。然而,在本發明之其他實施例中,伺服器可能不具有風扇控制板150,亦或風扇控制板150為風扇控制板以外的裝置,例如電源控制板。
請同時參照第4圖和第5圖,第4圖係繪示根據本發明另一實施例之伺服器400的功能方塊示意圖,第5圖係繪示伺服器400所應用之硬碟動態映射方法500流程示意圖。伺服器400係類似於伺服器100,但不同之處在於伺服器400不包含有基板管理控制器116。
如上一實施例所述,硬碟數量對應表可透過伺服器400之基板管理控制器116來傳送至硬碟擴充板120,再透過硬碟擴充板120之擴充控制器122來寫入至儲存模組124。然而,如果伺服器400不具有基板管理控制器,硬碟數量對應表就必須透過其他方法來傳送至硬碟擴充板120,而本實施例之硬碟動態映射方法500即提供另一個方法來傳送硬碟數量對應表。
硬碟動態映射方法500係類似於硬碟動態映射方法300,但不同之處在於硬碟動態映射方法500係以表格寫入步驟520來代替表格寫入步驟320,以將重組指令傳送給硬碟擴充板120,使硬碟擴充板120接收並儲存重組指令。在表格寫入步驟520中,首先進行通知步驟522,以利用表格寫入工具來通知主機板110中之一者(以下稱為主控)之基本輸出輸入系統(Basic Input Output System;BIOS)表格寫入工具即將傳送硬碟數量對應表至主控的南橋晶片。
在本實施例中,表格寫入工具係傳送一開始訊號至基本輸出輸入系統114,而當基本輸出輸入系統114接收到此開始訊號後,基本輸出輸入系統114便會通知主控主機板的南橋晶片112,使南橋晶片112進入資料接收狀態來準備接收資料。
在通知步驟522後,接著進行資料傳輸步驟524,以利用表格寫入工具來將包含硬碟數量對應表之重組指令傳送至主控的南橋晶片112。然後,進行資料寫入步驟526,以利用南橋晶片112來將硬碟數量對應表傳送至硬碟擴充板120之擴充控制器122,以讓擴充控制器122將硬碟數量對應表寫入至儲存模組124,而使伺服器400在重置後能根據硬碟數量對應表重新劃分各主機板110與硬碟130之間的對應關係,亦即重新劃分各主機板110所能存取的硬碟130數量。本實施例之硬碟數量對應表的傳送過程係繪示於第5a圖中。
由上述說明可知,本實施例之硬碟動態映射方法500係利用主機板110的南橋晶片傳送硬碟數量對應表至硬碟擴充板120,如此伺服器400便可在沒有基板管理控制器的情況下來將硬碟數量對應表傳送至硬碟擴充板120之擴充控制器122。
請參照第6圖,其係繪示根據本發明又一實施例之伺服器600的功能方塊示意圖。伺服器600係類似於伺服器100,但不同之處在於伺服器600可包含其他的硬碟擴充板620。在以下的敘述中,硬碟擴充板120(最上層的擴充器)被稱為主要擴充板,而硬碟擴充板620則稱為輔助擴充板。
一般而言,硬碟擴充板120能夠連接的硬碟數量是有上限的。為了更進一步增加伺服器的資料儲存空間,本實施例應用了輔助擴充板620來將更多的硬碟130連接至主機板110。例如,在本實施例中,輔助擴充板620係電性連接於群組硬碟640和主要擴充板120之間。由於輔助擴充板620只會佔用主要擴充板120的一個連接位址,因此主要擴充板120可透過輔助擴充板620來接至更多的硬碟130。
在本實施例中,主要擴充板120和輔助擴充板620可為SAS擴充板,而硬碟130則可為SAS硬碟或其他類型的
硬碟。若硬碟130為SAS硬碟,主要擴充板120可利用SAS硬碟中所配置的SAS位址來辨識此硬碟,其中此SAS位址為SAS硬碟的製造商於製造時所賦予。若硬碟130不是SAS硬碟時,因硬碟130本身並無位址,所以將根據硬碟130周遭的硬碟來設定。例如,當硬碟130本身無硬碟位址時,而與硬碟130相鄰的另外一顆硬碟130是SAS硬碟時,則會以另外一顆硬碟130的SAS位址為基礎,將此SAS位址加1當成是本身無硬碟位址之硬碟130的硬碟位址。其中,將SAS位址加1僅為舉例,自當不以此為限。若第一顆硬碟130為SAS硬碟,而第二顆和第三顆硬碟130(無硬碟位址)為非SAS硬碟時,則將第一顆SAS硬碟之硬碟位址加1當成是第二顆硬碟130的硬碟位址,而將第一顆SAS硬碟之硬碟位址加2當成是第三顆硬碟130的硬碟位址。
另外,當第一顆硬碟130(無硬碟位址)為非SAS硬碟,而第二顆130為SAS硬碟時,則可將第二顆SAS硬碟之硬碟位址減1當成是第一顆硬碟130的硬碟位址。
另外,值得一提的是,雖然本實施例之伺服器600包含多個硬碟擴充板620,但為了管理者方便管理與硬碟130的管理,其係將硬碟數量對應表儲存於主要擴充板120之儲存模組124中。
在本實施例中,主要擴充板120會將連接至主要擴充板120之硬碟130和連接至輔助擴充板620之硬碟130分為群組硬碟692-695,其中群組硬碟692、694和695包含輔助擴充板620,以使群組硬碟640透過輔助擴充板620來電性連接至主要擴充板120,而群組硬碟693之硬碟130則未透過輔助擴充板620來電性連接至主要擴充板120。
綜合以上所述,本發明可以在系統開機過程中,重新分配各主機板所對應之硬碟數量,因此不但可以讓管理者更容易調配硬碟空間,而且也不需要用跳線或特殊的纜線來做連接。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10...伺服器
12...主機板
14...硬碟擴充板
14a...設定接腳
16...硬碟
18...群組硬碟
19a...跳接線
19b...纜索
100...伺服器
110...主機板
112...南橋晶片
114...基本輸出輸入系統
116...基板管理控制器
120...硬碟擴充板
122...擴充控制器
124...儲存模組
130...硬碟
141~144...群組硬碟
150...風扇控制板
300...硬碟動態映射方法
310...對應表產生步驟
320...表格寫入步驟
322...資料傳送步驟
324...資料寫入步驟
330...重置步驟
340...映射步驟
341...加總步驟
342...重劃步驟
400...伺服器
500...硬碟動態映射方法
520...表格寫入步驟
522...通知步驟
524...資料傳輸步驟
526...資料寫入步驟
600...伺服器
620...硬碟擴充板
640...群組硬碟
692-695...群組硬碟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,上文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
第1圖係繪示習知伺服器的功能方塊示意圖。
第1a圖係繪示習知硬碟擴充板與跳接線的結構示意圖。
第1b圖係繪示習知硬碟擴充板與專用連接纜索的結構示意圖。
第2圖係繪示根據本發明實施例之伺服器的功能方塊示意圖。
第3圖係繪示根據本發明實施例之硬碟動態映射方法的流程示意圖。
第3a圖係繪示根據本發明實施例之表格寫入步驟的流程示意圖。
第3b圖係繪示根據本發明實施例之硬碟數量對應表的傳送過程示意圖。
第3c圖係繪示根據本發明實施例之映射步驟的流程示意圖。
第3d圖係繪示根據本發明實施例之硬碟數量對應表的傳送過程示意圖。
第4圖係繪示根據本發明另一實施例之伺服器的功能方塊示意圖。
第5圖係繪示伺服器所應用之硬碟動態映射方法流程示意圖。
第5a圖係繪示根據本發明另一實施例之硬碟數量對應表的傳送過程示意圖。
第6圖係繪示根據本發明又一實施例之伺服器的功能方塊示意圖。
100...伺服器
110...主機板
112...南橋晶片
114...基本輸出輸入系統
116...基板管理控制器
120...硬碟擴充板
122...擴充控制器
124...儲存模組
130...硬碟
141~144...群組硬碟
Claims (10)
- 一種硬碟動態映射方法,係適用於一伺服器,該伺服器包括一第一主機板、一第二主機板、對應於該第一主機板之一第一群組硬碟以及對應於該第二主機板之一第二群組硬碟,該硬碟動態映射方法包括:接收及儲存一硬碟重組指令;接收及執行一重置指令;對該第一群組硬碟的數量與該第二群組硬碟的數量加總,並得到一總硬碟數量N;以及讀取並根據該硬碟重組指令對該總硬碟數量N作一重劃計算,並得到及儲存對應於該第一主機板之一第三群組硬碟與對應於該第二主機板之一第四群組硬碟;其中,N為大於零的正整數。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬碟動態映射方法,其中該第三群組硬碟的數量不同於該第一群組硬碟的數量,而且該第四群組硬碟的數量不同於該第二群組硬碟的數量。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬碟動態映射方法,其中讀取並根據該硬碟重組指令對該總硬碟數量N作該重劃計算,並得到及儲存對應於該第一主機板之該第三群組硬碟與對應於該第二主機板之該第四群組硬碟之步驟包括:讀取該硬碟重組指令;判斷該第一群組硬碟與該第二群組硬碟中的每個硬碟分別具有一位址與否;當判斷得知第M個硬碟未具有該位址時,則將第(M-1)個硬碟的該位址加一,以當成該第M個硬碟的該位址;根據該硬碟重組指令將該總硬碟數量N作分配;將該第三群組硬碟中每個硬碟的該位址傳送給該第一主機板;以及將該第四群組硬碟中每個硬碟的該位址傳送給該第二主機板;其中,M為正整數,且M小於等於N。
- 一種伺服器,包括:一硬碟擴充板;N個硬碟,係電性耦接至該硬碟擴充板,且被區分為一第一群組硬碟與一第二群組硬碟;一第一主機板,電性耦接至該硬碟擴充板,用以對該第一群組硬碟作存取控制;以及一第二主機板,電性耦接至該硬碟擴充板,用以對該第二群組硬碟作存取控制;其中,當該第一主機板接收到一硬碟重組指令與一重置指令,並執行該重置指令時,該硬碟擴充板則對該些N個硬碟作一重劃計算,以得到及儲存對應於該第一主機板之一第三群組硬碟與對應於該第二主機板之一第四群組硬碟,而且N為大於零的正整數。
- 如申請專利範圍第4項所述之伺服器,其中該第三群組硬碟的數量不同於該第一群組硬碟的數量,而且該第四群組硬碟的數量不同於該第二群組硬碟的數量。
- 如申請專利範圍第4項所述之伺服器,其中該硬碟擴充板係判斷該第一群組硬碟與該第二群組硬碟中的每個硬碟分別具有一位址與否,而當判斷得知第M個硬碟未具有該位址時,則將第(M-1)個硬碟的該位址加一,以當成該第M個硬碟的該位址,且根據該硬碟重組指令將該N個硬碟作分配,用以將該第三群組硬碟中每個硬碟的該位址傳送給該第一主機板,以及將該第四群組硬碟中每個硬碟的該位址傳送給該第二主機板,其中,M為正整數,且M小於等於N。
- 如申請專利範圍第4項所述之伺服器,更包括一記憶體,係電性耦接至該硬碟擴充板,用以儲存該第一、二、三、四群組硬碟的數量以及該硬碟重組指令。
- 一種伺服器,包括:一硬碟擴充板;N個硬碟,該N個硬碟包括一第五群組硬碟;一第一主機板,電性耦接至該硬碟擴充板,用以對該第五群組硬碟作存取控制;以及其中,當該第一主機板接收到一硬碟重組指令與一重置指令,並執行該重置指令時,該硬碟擴充板則對該些N個硬碟作一重劃計算,以得到及儲存對應於該第一主機板之一第六群組硬碟。
- 如申請專利範圍第8項所述之伺服器,其中該第六群組硬碟的數量不同於該第五群組硬碟的數量。
- 如申請專利範圍第8項所述之伺服器,更包括一記憶體,係電性耦接至該硬碟擴充板,用以儲存該第五、六群組硬碟的數量以及該硬碟重組指令。
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