TWI615774B - 包含具硬碟驅動器監控功能的基板控制器之伺服系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種伺服系統。該伺服系統包含一主機系統、至少一硬碟驅動器、一主機匯流排轉接器、至少一指示器、一儲存機箱處理器、一基板管理控制器以及一窺探裝置。該主機匯流排轉接器，根據從該至少一硬碟驅動器所接收到的驅動器狀態發出一匯流排信號，並透過一串列匯流排傳送該匯流排信號，其中該匯流排信號之格式適合傳輸於該串列匯流排上。該儲存機箱處理器接收該串列匯流排上之該匯流排信號，並驅動該至少一指示器至相應之狀態。該基板管理控制器耦接至一網路。該窺探裝置，係偵測該串列匯流排上之該匯流排信號，而當偵測到一驅動器失效事件時，傳送一警告信號至該基板管理控制器。

Description

包含具硬碟驅動器監控功能的基板控制器之伺服系統
本發明係有關於一伺服系統，尤有關於一伺服系統之一基板管理控制器(BMC，Baseboard Management Controller)係具有一硬碟驅動器(hard disk drive，HDD)監控功能。
第1圖顯示一傳統伺服系統的示意圖。參照第1圖，該伺服系統100包含：一主機(host)系統11、一主機匯流排轉接器(HBA，Host Bus Adapter)12、一硬碟驅動器(HDD)14、一儲存機箱處理器(SEP，Storage Enclosure Processor)15、複數個感應器151、複數個指示器(indicator)152以及一基板管理控制器18。HBA 12連接至該主機系統11，而HDD 14和SEP 15連接至HBA 12，至於SEP 15則連接至不同的感測器151和指示器152(例如：發光二極體(LEDs)、液晶顯示器(LCDs)、聲音警報器(audible alarms)等)。
一旦硬碟驅動器14喪失功能/失去作用，HBA 12將通知SEP 15，接著，SEP 15會驅動該些指示器152以顯示硬碟驅動器的故障狀況。一公司網路的系統管理員本身可能 只能出現於某一地點，然而該些伺服器卻可能散佈在該些建築物的各角落或者網際網路的任何地方。若要該系統管理員親自到每一伺服器的現場確認各硬碟驅動器狀態，是困難且花費成本的。
在這種情況下，BMC支援的遠端管理功能可以幫助該系統管理員透過網路取得每一伺服系統的硬碟驅動器狀態，如同系統管理員親自到每一伺服器的現場一般。傳統上，BMC 18可利用以下三種方式取得硬碟驅動器狀態：(1)在主機系統11上安裝自我監視、分析及回報的技術(self-monitoring,analysis and reporting technology，S.M.A.R.T)軟體：BMC 18可從S.M.A.R.T軟體取得HDD 14的狀態。然而，擁有該伺服系統100的客戶通常不會同意此方法，因為安裝S.M.A.R.T軟體很可能會導致資料洩漏。(2)於HBA 12和BMC 18之間，設置一週邊元件高速互連匯流排(PCIe Bus)：該BMC 18可以透過PCIe匯流排上的管理元件傳送協定(management component transport protocol，MCTP)取得每一硬碟驅動器的狀態。然而，使HBA 12具有PCIe匯流排和支援MCPT需要客製化，並不符合成本效益。(3)於HBA 12與BMC 18之間，設置一內部積體電路匯流排(I2C Bus)：該BMC 18可以透過I2C匯流排取得各硬碟驅動器的狀態。同樣地，使HBA 12具有I2C匯流排以連接至BMC 18是需要客製化的，並不符合成本效益。
為了解決以上伺服系統之問題，因此提出本發明。
有鑒於上述問題，本發明的目的係提供一伺服系統，包含具硬碟驅動器監控功能之基板管理控制器，以避免任何資料洩漏風險並節省硬體成本。
本發明的一實施例提供一伺服系統，包含具硬碟驅動器監控功能之基板管理控制器。該伺服系統包含一主機系統、至少一硬碟驅動器、一主機匯流排轉接配器、一儲存機箱處理器、一基板管理控制器、至少含一指示器和一窺探裝置。各硬碟驅動器分別提供本身驅動器狀態給該主機匯流排轉接配器，而該主機匯流排轉接配器耦接於該主機系統及至少一硬碟驅動器，用以根據從該至少一硬碟驅動器所接收到的驅動器狀態發出一匯流排信號，並透過一串列匯流排傳送該匯流排信號，其中該匯流排信號之格式適合傳輸於該串列匯流排上。該儲存機箱處理器耦接該至少一指示器以及透過該串列匯流排耦接至主機匯流排轉接配器，用以接收該匯流排信號和驅動該至少一指示器至相應的狀態。該基板管理控制器耦接至該網路。該窺探裝置則用以偵測該串列匯流排上之該匯流排信號，以及當偵測到一驅動器失效事件時，傳送一警告信號至該基板管理控制器。
茲配合下列圖示、實施例之詳細說明及申請專 利範圍，將上述及本發明之其他目的與優點詳述於後。
1a‧‧‧PCIe匯流排
1b‧‧‧SATA/SAS匯流排
1c‧‧‧串列匯流排
11‧‧‧主機系統
14、141~14N‧‧‧硬碟驅動器
15‧‧‧儲存機箱處理器
18、20‧‧‧基板管理控制器
12、26‧‧‧主機匯流排轉接器
21、21A、21B‧‧‧窺探裝置
31、41‧‧‧資料擷取單元
32、42‧‧‧語法分析器
33‧‧‧命令過濾單元
34、43‧‧‧比較單元
35‧‧‧查找表
151‧‧‧感應器
152‧‧‧指示器
100、200‧‧‧伺服系統
第1圖顯示一傳統伺服系統之示意圖。
第2圖係根據本發明之一實施例，顯示一伺服系統之示意圖。
第3A圖係根據本發明之一實施例，顯示一窺探裝置之方塊圖。
第3B圖係根據該SAF-TE介面標準(interface specification)，顯示一寫入裝置槽狀態(Write Device Slot Status)命令之命令格式。
第4A圖係根據本發明之另一實施例，顯示一窺探裝置之方塊圖。
第4B圖係根據SFF-8485標準，顯示SClock、SLoad、SDataOut及SDataIn之間的訊號關係。
在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「一」及「該」等單數形式的用語，都同時包含單數及複數的涵義，除非本說明書中另有特別指明。
本發明特色之一，係在一伺服系統中，利用一窺探裝置(snoop device)持續窺探在一HBA和一SEP之間的串 列匯流排上傳輸的命令/資料/波形，以偵測一硬碟驅動器失效事件。因此，一旦偵測到任何硬碟驅動器失效事件時，該窺探裝置將通知BMC，接著，該BMC會記錄該硬碟驅動器失效事件並即時通知該系統管理員。
第2圖係根據本發明的一實施例，顯示一伺服系統的示意圖。根據第2圖，該伺服系統200包含一主機系統11、一HBA 26、至少一串列式先進技術附件(SATA，serial advanced technology attachment)/串列式SCSI(SAS，serial attached SCSI)驅動器141~14N(N>=1，N為正整數)、一SEP 15、至少一感應器151、至少一指示器152及一BMC 20。其中，該BMC 20包含一窺探裝置21。
該BMC 20用來管理和監控該伺服系統200的運作，該HBA 26透過一PCIe匯流排1a連接至該主機系統11，而該SEP 15則透過一串列匯流排1c連接至該HBA 26。該SEP 15再連接至該些感應器151和指示器152(例如：發光二極體、液晶顯示器、音訊警報器等)。該HBA 26透過對應的SATA/SAS匯流排1b，與各SATA/SAS驅動器141~14N溝通以取得各硬碟驅動器的狀態訊息。該HBA 26可支援下列命令協定之至少其一：SCSI機箱服務(SES，SCSI Enclosure Services)、SCSI存取容錯機箱(SAF-TE，SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure)和SATAII。在收集完從所有的SATA/SAS驅動器141~14N回報之全部狀態訊息後，該HBA 26會發出一匯流排 信號，其格式適合傳輸於該串列匯流排1c上，之後，再透過該串列匯流排1c傳送該匯流排信號至該SEP 15以控制該些裝置，例如：該些感應器151和該些指示器152。舉例而言，假若該狀態訊息顯示有一失效的SATA/SAS驅動器141，該HBA 26會馬上發出一對應之匯流排信號，其格式適合傳輸於該串列匯流排1c上，之後，再透過該串列匯流排1c傳送該匯流排信號至該SEP 15以打開(turn on)一對應的該些指示器152之其一，例如：打開一個對應至該SATA/SAS驅動器141之失效的(Fail)LED(未顯示)。
為了即時地偵測一硬碟驅動器失效事件，一個內建於BMC 20之窺探裝置21係用來持續監控/偵測在HBA 26和SEP 15之間的串列匯流排1c上傳輸的該些命令/資料/波形。例如，該串列匯流排1c包含，但不限於，I2C匯流排及串列通用型之輸入輸出(SGPIO，Serial General Purpose I/O)匯流排。然而，應當理解的是，本發明之串列匯流排1c並不限於上述的I2C匯流排及SGPIO匯流排，現存或將來發展出來之其他串列匯流排亦可適用於本發明之概念。此外，上述實施例中之命令協定(由該HBA 26所支援)並不限於SES、SAF-TE和SATA II，現存或將來發展出來之其他命令協定亦可適用於本發明之概念。在一實施例中，該HBA26包含一轉換電路(例如：SATA機箱管理橋接器(SEMB，SATA enclosure management bridge))(未顯示)可以將該對應的 SES/SAF-TE/SATA II命令轉換成一匯流排信號，其格式適合傳輸於該串列匯流排1c上。請注意，依據不同電路需求，該窺探裝置21可設置於該BMC 20的外部。
第3A圖係根據本發明的實施例，顯示一窺探裝置的方塊圖。於第3A圖之實施例中，假設該串列匯流排1c是I2C匯流排且該HBA 26可將一SAF-TE命令轉換成一符合I2C匯流排格式的匯流排信號。參考第3A圖，該窺探裝置21A包含一資料擷取單元31、一語法分析器32、一命令過濾單元33、一比較單元34以及一查找表(LUT，look-up table)35。
請注意，該窺探裝置21A監視和偵測該I2C匯流排上的該匯流排信號，並不會影響串列資料線(SDL，Serial Data Line)和串列時鐘線(SCL，Serial Clock Line)上的電壓。該資料擷取單元31從該I2C匯流排接收一檢測類比匯流排信號Si後，產生一編碼資料流d1，而該語法分析器32將該編碼資料流d1解碼成一解碼命令串c1。該命令過濾單元33依序逐命令地比較該解碼命令串c1中之各命令與複數個預設SAF-TE命令。假若該解碼命令串c1中之任一命令與該些預設SAF-TE命令之其一相匹配，該命令過濾單元33從該解碼命令串c1中選取該匹配命令f1當作輸出。根據該匹配的SAF-TE命令f1之該操作碼(operation code)，該查找表35產生一對應的位元組合(bit combination)BC1。接著，該比較單元34比較該匹配SAF-TE命令f1之一相關欄位以及該位元組合 BC1，當該匹配SAF-TE命令f1之該相關欄位的內容等於該位元組合BC1時，表示發生一驅動器失效事件，該比較單元34馬上傳送一個包含驅動器失效旗標(flag)之警告信號至BMC 20。依據該警告信號的內容，BMC 20採取必要步驟，如紀錄(log)該驅動器失效事件或透過網路通知該系統管理員。一實施例中，若該預設SAF-TE命令的總數目等於1，該查找表35可以被移除(無須設置)，因此在第3A圖中以點線表示。
上述預設SAF-TE命令包含，但不限於，讀取緩衝器(READ_BUFFER)命令和寫入緩衝器(WRITE_BUFFER)命令。以一個寫入裝置槽狀態(Write Device Slot Status)命令(為該些寫入緩衝器命令之其一)為例，第3B圖係根據SAF-TE介面標準，顯示一寫入裝置狀態槽命令之命令格式。參考第3B圖，各驅動器/槽的三個位元組(例如：槽0位元組0~槽0位元組2係對應至SATA/SAS驅動器141)是一組位元旗標，用以驅動對應之指示器152(例如：發光二極體、液晶顯示器(LCDs)、音訊警報器等)至某些有意義的狀態，取決於供應商的實施方式。以下範例說明該窺探裝置21A如何從HBA 26傳送至SEP 15之一寫入裝置槽狀態命令，來監測一驅動器失效事件。
在該HBA 26收集完從SATA/SAS驅動器141~14N回報之所有狀態訊息後，便發出該寫入裝置槽狀態命令至SEP 15、將其轉換成符合I2C匯流排格式之匯流排信 號、並透過I2C匯流排傳送該匯流排信號以通知SEP 15各硬碟驅動器狀態。該資料擷取單元31從I2C匯流排接收一檢測類比匯流排信號Si，然後產生一編碼資料流d1。該語法分析器32將該編碼資料流d1解碼成一解碼命令串c1。由於該解碼命令串c1及該些預設SAF-TE命令皆包含該寫入裝置槽狀態命令，該命令過濾器33逐命令地比較該解碼命令串c1和該些預設SAF-TE命令後，從該解碼命令串c1中選取該寫入裝置槽狀態命令當作該匹配的SAF-TE命令f1當作輸出。根據該寫入裝置槽狀態命令之操作碼(10h)，該查找表35產生一對應的位元組合BC1，例如02h。請注意，取決於供應商的實施方式，該BC1的值是可調整的。隨後，該比較單元34比較各槽之一相關欄位(例如：槽0位元組0、槽1位元組0、……、槽N-1位元組0)與該位元組合BC1(02h)。若槽0位元組0的內容等於該位元組合BC1(02h)，代表有一驅動器失效事件發生於該SATA/SAS驅動器141，該比較單元34馬上傳送一個包含驅動器失效旗標的警告信號至BMC 20。依據該具驅動器失效旗標之警告信號，該BMC 20採取必要步驟，例如記錄該驅動器失效事件或透過網路通知該系統管理員。
雖然上述實施例是以SAF-TE命令與I2C匯流排之協作做說明，應當理解的是，該本發明之應用不因此受限，SES/SATA II/將來發展出來之其他命令協定與I2C匯流排之協作亦可適用於本發明之概念。
第4A圖係根據另一本發明之實施例，顯示一窺探裝置之方塊圖。於第4A圖之實施例中，假設該串列匯流排1c為SGPIO匯流排且該HBA 26能夠發出一符合SGPIO匯流排格式之匯流排信號(如第4B圖所示)。參考第4A圖，該窺探裝置21B包含一資料擷取單元41、一語法分析器42以及一比較單元43。該SGPIO匯流排由以下四條信號線所組成：時鐘(SClock)信號線、負載(SLoad)信號線、資料輸出(SDataOut)信號線及資料輸入(SDataIn)信號線。
請注意，窺探裝置21B監視及偵測該SGPIO匯流排上的匯流排信號，並不會影響SClock、SLoad、SDataOut及SDataIn四條信號線上的電壓。該信號擷取單元41從該SGPIO匯流排接收一檢測類比匯流排信號Ss，然後產生一編碼位元流d2。該語法分析器42將該編碼位元流d2解碼成一解碼位元流c2。該比較單元43比較該解碼位元流c2及一位元組合BC2。當該解碼位元流c2之內容與該位元組合BC2相等時，表示有一驅動器失效事件且該比較單元43馬上傳送一個具驅動器失效旗標之警告信號至該BMC 20。依據該警告信號之內容，該BMC 20採取必要步驟，例如記錄該驅動器失效事件或透過網路通知該系統管理員。
第4B圖係根據SFF-8485標準，顯示SClock、SLoad、SDataOut及SDataIn之間的信號關係。參考第4B圖，在一個新的SGPIO框(frame)開始後，各驅動器有三個位元由 該HBA 26被驅動至該SDataOut信號線，且第4B圖顯示SGPIO有N個驅動器。根據國際閃爍型式說明(IBPI，International blinking pattern interpretation)標準，以下說明各個驅動器的上述三個位元。該第一位元(ODN.0)僅用以表示該SATA/SAS驅動器14N之運作(Activity)狀態，該第二位元(ODN.1)和第三位元(ODN.2)直接用以表示該SATA/SAS驅動器14N之定位(locate)狀態和失效(fail)狀態。以下的範例，將說明該窺探裝置21B如何從一SGPIO匯流排偵測一驅動器失效事件，並假設該位元組合BC2(輸入至該比較單元43)被設為100b。
於收集完從所有SATA/SAS驅動器141~14N發出之全部狀態訊息後，該HBA 26發出一符合該SGPIO匯流排格式之匯流排信號，並透過該SGPIO匯流排傳送該匯流排信號以通知該SEP 15各驅動器狀態。該資料擷取單元41從該SGPIO匯流排接受一檢測類比匯流排信號Ss，然後產生一編碼位元流d2。該語法分析器42將該編碼位元流d2解碼成一解碼位元流c2。接著，該比較單元43比較各驅動器之運作、定位及失效位元(ODN.0~ODN.2)與該位元組合BC2，例如100b。請注意，取決於供應商之實施方式，該BC2的值是可調整的。若該驅動器N之運作、定位和失效位元等於該位元組合BC2(100b)，表示該SATA/SAS驅動器14N發生一驅動器失效事件，且該比較單元43馬上傳送一個具驅動器失效旗標之警告信號至該BMC 20。依據該具驅動器失效旗標之警告 信號，BMC20採取必要步驟，例如記錄硬體驅動器失效事件並透過網路通知系統管理員。
本發明無需額外安裝S.M.A.R.T軟體於該主機系統、也無需在HBA12和BMC20之間設置一PCIe/I2C匯流排，而是藉由監控位於HBA12及SEP 15之間的串列匯流排1c上的命令/資料/波形，即可即時地偵測與處理任何硬碟驅動器失效事件。因此，本發明可避免任何資料洩漏風險和節省硬體成本。
上述僅為本發明之較佳實施例而已，而並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。
1a‧‧‧PCIe匯流排
1b‧‧‧SATA/SAS匯流排
1c‧‧‧串列匯流排
11‧‧‧主機系統
141~14N‧‧‧硬碟驅動器
15‧‧‧儲存機箱處理器
20‧‧‧基板管理控制器
21‧‧‧窺探裝置
26‧‧‧主機匯流排轉接器
151‧‧‧感應器
152‧‧‧指示器
200‧‧‧伺服系統

Claims (10)

  1. 一種伺服系統，包含：一主機系統；至少一硬碟驅動器，分別提供本身驅動器狀態；一主機匯流排轉接器(HBA)，耦接於該主機系統和該至少一硬碟驅動器，用以根據從該至少一硬碟驅動器所接收到的驅動器狀態發出一匯流排信號，並透過一串列匯流排傳送該匯流排信號，其中該匯流排信號之格式適合傳輸於該串列匯流排上；至少一指示器；一儲存機箱處理器(SEP)，接收該串列匯流排上之該匯流排信號並驅動該至少一指示器至對應的狀態；一基板管理控制器(BMC)，耦接至一網路；以及一窺探裝置，偵測該串列匯流排上之該匯流排信號，以及當偵測到一驅動器失效事件時，傳送一警告信號至該基板管理控制器。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中該窺探裝置是內建於該基板管理控制器內。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中該窺探裝置與該基板管理控制器係分開設置的。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中該串列匯流排是I2C匯流排以及SGPIO匯流排之其一。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之伺服系統，其中當該串列匯流排為I2C匯流排時，該主機匯流排轉接器根據從該至少一硬碟驅動器接收的驅動器狀態發出一命令、將該命令轉換成一個符合I2C匯流排格式之該匯流排信號、並透過該I2C匯流排傳送該匯流排信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之伺服系統，其中該命令符合SES、SAF-TE以及SATA II命令協定之其一。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中該窺探裝置包含：一資料擷取單元，用以偵測該串列匯流排上之該匯流排信號及產生一第一編碼資料流；一語法分析器，用以將該第一編碼資料流解碼成一解碼命令串；一命令過濾單元，用以依序比較該解碼命令串之各命令和至少一預設命令，進而從該解碼命令串中選取一匹配命令當作輸出；以及一比較單元，比較該匹配命令之一相關欄位和一第一位元組合，用以決定是否傳送該警告信號至該基板管理控制器；其中，該相關欄位包含一組位元旗標，用以驅動該至少一指示器至對應的狀態。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之伺服系統，其中該窺探裝 置更包括：一查找表，用以根據該匹配命令之一操作碼輸出該第一位元組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中該窺探裝置包含：一資料擷取單元，用以偵測該串列匯流排上之該匯流排信號，以及產生一第二編碼資料流；一語法分析器，用以將該第二編碼資料流解碼成一解碼位元流；以及一比較單元，比較該解碼位元流和一第二位元組合，用以決定是否送出該警告訊號至該基板管理控制器。
  10. 如申請專利範圍第1項所記載之伺服系統，其中當該基板管理控制器接收該警告訊號時，透過該網路通知一系統管理員。
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