TWI710230B - 儲存系統及遠程存取方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種系統及方法，用於將遠程儲存裝置有效地分配給機架中的計算裝置。提供一種機架尾端式交換器，上述交換器具有實體儲存裝置及儲存服務。上述交換器包括耦接至計算伺服器之網路介面卡的埠。儲存服務允許每個計算伺服器去存取實體儲存裝置。網路介面卡包括控制器，上述控制器可被配置為虛擬儲存控制器以允許存取不同的儲存磁碟區。

Description

儲存系統及遠程存取方法
本揭露係有關於一種彈性儲存系統，特別係有關於一種包括機架交換器中之儲存服務的系統，用以管理可被機架中之計算節點存取的儲存裝置。
用於計算應用程式之雲端(cloud)技術出現，增加了稱為資料中心(data center)之外地安裝(off-site installation)的需求，外地安裝儲存資料並運行應用程式，上述資料及應用程式可被遠程連線之電腦裝置使用者存取。一個典型的資料中心具有實體機箱(physical chassis)結構，並伴隨著電源及通信連結(communication connection)。每個機架(rack)可以容納複數網路裝置，例如用於計算、儲存或控制的伺服器，以及適當的網路及管理交換器(switch)。當伺服器處理的資料超過伺服器之內部儲存裝置的能力時，機架中的每個伺服器可要求存取遠程儲存裝置以儲存資料。儘管遠程儲存裝置可被設置在機架內的協調陣列(coordinated array)中，但它們通常只是一組儲存磁碟，需要對機架中的每個其他計算節點進行個別存取。
包括設置在資料中心的那些傳統電腦系統具有數個區域磁碟(local disk)。這種區域磁碟系統的缺點在於它缺乏將區域磁碟自原始系統(例如：一組伺服器)移到新系統(例如：新的一組伺服器)的敏捷性(agility)。儲存器區域網路架構(storage area network architecture, SAN architecture)是支援遠程儲存電腦系統之資料的結構。SAN架構是一種專屬網路(dedicated network)，它互連並提供儲存裝置的共享池(shared pool)到複數伺服器。這樣的架構可以解決將區域磁碟重新分配(reallocate)給新系統的問題，因為磁碟映像(image)在經由SAN連接至不同系統時可以是動態的(dynamic)。
傳統的SAN儲存架構需要將額外的儲存服務(storage service)裝置安裝到專屬儲存系統中，以監管(supervise)儲存系統中所有實體儲存裝置的網路。舉例來說，主要包括硬碟的一系列基於儲存的伺服器可被分組以建立專屬儲存系統。這種儲存系統在當下需要儲存服務裝置以允許外部計算伺服器經由儲存服務裝置所管理的網路以存取儲存裝置。但提供儲存服務裝置以及將儲存系統與其他計算系統整合所費不貲。
因此，需要一種智慧型儲存機架結構以將所有區域磁碟整合到一個結構中，以讓機架結構中的計算節點存取，並進而消除對個別儲存服務裝置的需求。還需要一種機制以模擬基於機架的遠程儲存系統中的所有區域磁碟(local drive)。需要一種系統其可允許電腦系統中的所有區域磁碟被整合在相同的機架中。還需要將計算節點連接至儲存系統之儲存裝置的埠(port)的遠程安全性。
本揭露之一範例係為一種儲存系統，上述儲存系統包括交換器，此交換器具有複數埠、複數實體儲存裝置以及可操作以管理複數實體儲存裝置的儲存服務。上述儲存系統包括複數計算裝置。每個計算裝置具有處理器、網路埠以及可用以耦接交換器之其中一個埠的網路介面卡。上述交換器允許計算裝置的網路通信。上述儲存服務允許每個計算裝置的處理器存取至少一個實體儲存裝置作為區域儲存(local storage)。
本揭露之另一範例係為一種方法，提供用於複數計算裝置之對交換器中的複數實體儲存裝置的遠程存取。每個計算裝置連接至交換器之埠陣列的一個埠。經由交換器為連接的計算裝置提供網路通信。經由交換器上之儲存服務將至少一個實體儲存裝置分配給計算裝置。經由儲存服務將至少一個實體儲存裝置重新分配給另一個計算裝置。
上述概述並非旨於描繪本揭露之各個實施例或每個態樣。相反地，前述概述僅提供本文所闡述之一些新穎態樣及特徵的範例。當結合附圖及所附申請專利範圍時，從以下對用於實施本揭露之代表性實施例及模式的詳述中，本揭露之上述特徵與優點以及其他特徵與優點將是顯而易見的。
本揭露可以多種不同實施形式呈現。其表現於圖式並詳述於此。這些實施例為本揭露原理之範例或說明，並非旨於限制本揭露所揭露範圍。舉例來說，揭露於摘要、先前技術、發明內容(但未明確闡述於申請專利範圍)之範圍、要素及限制，上述範圍、要素及限制不應單獨地或集體地以暗示、推論或其他方式體現在申請專利範圍。為本揭露內容之詳述目的，除非特定否認，單數詞包含複數詞，反之亦然。並且字詞“包含”其意為“非限制性地包含”。此外，進似性的(approximation)用語例如“大約”、“幾乎”、“相當地”、“大概”等，可用於本揭露實施例，其意義上如“在、接近或接近在”或“在3至5%內”或“在可接受之製造公差內”或任意符合邏輯之組合。
所揭露的範例性儲存系統包括四個主要特徵，以允許機架中的不同電腦系統更有效地存取遠程儲存。第一個特徵，系統提供組合機架頂端式(top of the rack, TOR)或機架尾端式/列尾式(end of rack/end of row, EOR)交換器，上述交換器包括儲存服務以允許存取機架中的計算節點，進而消除對個別儲存服務裝置的需求。交換器扮演傳統交換器用以在網路中將機架裝置連結在一起，以及在單一機箱中之儲存伺服器的角色。第二個特徵，智慧型網路介面卡(smart network interface card)被提供給機架計算節點。網路介面卡支援虛擬儲存交換器(virtual storage switch)，例如PCIe(快速週邊組件互連(peripheral component interconnect express))交換器及虛擬非揮發性記憶體控制器(virtual non-volatile memory controller)，以允許修改(alteration)計算伺服器可存取的遠程儲存裝置。第三個特徵，遠程儲存設定由組合交換器中的機架管理服務(rack management service)以及計算節點之基板管理控制器(baseboard management controller, BMC)提供。第四個特徵，儲存系統為計算節點之通往儲存系統的遠程儲存網路鏈接提供基於埠的安全性( port based security)。
第1圖顯示合併了上述特徵之基於機架的系統架構(rack based system architecture)100。系統架構100包括機架單元110。機架單元110具有一框架，上述框架包括複數擴充槽，每個擴充槽可容納電子裝置。於此範例中，機架單元110被用以裝備儲存裝置，上述儲存裝置可被不同計算系統(例如：機架單元110中之計算伺服器)存取。每個計算伺服器可經由網路連接到機架單元110中的儲存裝置。
系統架構100包括安裝在機架單元110之最頂部兩個擴充槽的管理交換器112以及機架頂端式交換器114。機架頂端式交換器114包括複數實體儲存裝置，例如硬碟(hard disk drives, HDD)或固態硬碟(solid state drives, SDD)，這些實體儲存裝置可被外部計算系統或裝置存取。如同將於下列詳述的，機架頂端式交換器執行傳統的網路功能，以連接網路中的機架裝置，以及提供儲存裝置以允許機架裝置存取機架中的遠程儲存裝置。於此範例中，機架頂端式交換器114下方的其餘擴充槽裝設有諸如計算伺服器120、122、124及126之計算節點。
每個計算伺服器(例如：計算伺服器120)包括一或多個處理單元以及附帶的支援組件，例如基板、電源供應器、控制器電路及風扇。於此範例中，每個計算伺服器(例如：計算伺服器120)包括智慧型網路介面卡(NIC)130及基板管理控制器(BMC)132。網路介面卡130允許存取機架頂端式交換器114中的實體儲存裝置，如下所述。基板管理控制器132管理計算伺服器上之電源及組件的狀態，並將埠資訊傳送到管理交換器112。
管理交換器112包括埠陣列(array of ports)140。埠陣列140中的每個埠可連接至機架單元110中的一個計算伺服器(例如：計算伺服器120)的管理埠。管理埠與各自的計算伺服器之基板管理控制器連接，以允許將運算資料(operational data)傳送到管理交換器112。舉例來說，埠陣列140中的一個埠經由纜線(cable)142連接至計算伺服器120上的管理埠144，以允許基板管理控制器132與管理交換器112之間的通信。
機架頂端式交換器114亦包括埠陣列150。埠陣列150中的每個埠可連接至機架單元110中的一個計算伺服器的網路資料埠。計算伺服器的網路資料埠與各自的計算伺服器之智慧型網介面卡通信。舉例來說，埠陣列150中的一個埠經由纜線152連接至計算伺服器120上的網路資料埠154。以這種方式，機架頂端式交換器114用作機架單元110中之計算伺服器的聚合交換器(aggregation switch)，並允許與機架單元110外部的裝置進行網路通信。
如下所述，除了連接到埠陣列150的網路組件外，機架頂端式交換器114還包括儲存服務，其中埠陣列150建立連接到埠的裝置的網路連結(network)。儲存服務管理機架頂端式交換器114中的實體儲存裝置。儲存服務亦管理可自實體儲存裝置建立的虛擬磁碟區(virtual volume)。儲存服務允許將實體儲存裝置的儲存遠程分配給機架單元110中任何被連接的計算伺服器。此外，儲存服務允許經由來自任何被連接的計算伺服器之要求來建立虛擬儲存磁碟區(virtual storage volume)，以允許更多的遠程儲存。最後，儲存服務允許將儲存自機架頂端式交換器114的實體儲存裝置重新分配到不同的計算伺服器。
第2圖顯示基於機架尾端(end of row based)之計算架構系統200。計算架構系統200包括一系列的機架210、212、214、216、218及220。機架210、212、214、216、218及220中的每一個包括複數擴充槽以裝備電子組件。於此範例中，機架210裝備列尾式交換器，而機架212、214、216、218及220則裝備計算伺服器。因此，列尾式交換器230、232及234裝配在機架210中。列尾式交換器230、232及234中的每一個都包括諸如硬碟或固態硬碟之儲存裝置。列尾式交換器230、232及234中的每一個都包括埠陣列，埠陣列的每個埠連接到其他機架212、214、216、218及220中的其中一個計算伺服器。舉例來說，機架220包括複數計算伺服器240。每個計算伺服器240包括基板管理控制器及智慧型網路介面卡242。智慧型網路介面卡242連接到計算伺服器240上的網路埠，上述網路埠經由纜線244連接到其中一個列尾式交換器，例如列尾式交換器230。因此，於此範例中，機架220之計算伺服器240全部連接到列尾式交換器230中對應的埠上。複數機架之計算伺服器可連接到其中一個列尾式交換器。舉例來說，機架216及機架218之伺服器可連接至列尾式交換器232的埠上。
列尾式交換器230、232及234中的每一個，允許各自所連接的裝置被包含在網路連結中。列尾式交換器230、232及234中的每一個亦包括儲存服務，上述儲存服務允許連接到各自之列尾式交換器的每個計算伺服器存取列尾式交換器230、232及234的實體儲存或儲存磁碟區(storage volume)。因此，列尾式交換器230、232及234中的每一個與第1圖之機架頂端式交換器114相似，因為它們各自執行網路功能及儲存伺服器功能。相似地，第2圖中的每個計算伺服器包括智慧型網路介面卡，智慧型網路介面卡允許計算伺服器存取對應之列尾式交換器的實體儲存或儲存磁碟區。
第3圖係一範例性機架頂端式交換器之方塊圖，例如第1圖之機架頂端式交換器114。機架頂端式交換器114包括用於第1圖之機架單元110中的計算伺服器的儲存監管能力，將說明於下。機架頂端式交換器114包括交換器晶片300、作業系統(或容器OS(Container OS)或VM超管理器(VM Hypervisor))302、CPU 304、交換器服務306、機架管理服務308、儲存服務310、磁碟區服務(volume service)312以及實體磁碟服務314。交換器晶片300處理網路封包轉發(network packet forwarding)。交換器服務306處理L2及L3封包轉發及路由(routing)。磁碟區服務312管理不同的邏輯磁碟區(logical storage volumes)320，邏輯磁碟區320是機架頂端式交換器114之實體儲存單元的分割(division)。實體磁碟服務314管理實體儲存裝置330，例如機架頂端式交換器114上之硬碟或固態硬碟。於此範例中，機架頂端式交換器114具有四個硬碟，但可能有不同數量之實體儲存裝置由機架頂端式交換器114所管理。
機架頂端式交換器114執行交換器功能，以為機架單元110中的伺服器建立網路連結。然而，不同於僅扮演為機架單元110之伺服器封包轉發之角色的傳統乙太(Ethernet)交換器，機架頂端式交換器114亦允許管理儲存裝置以供機架單元110中的計算伺服器存取。具體來說，機架頂端式交換器114允許增加更多儲存裝置或儲存磁碟區的能力，以供計算裝置(例如：第1圖之機架單元110中的計算伺服器120)存取。磁碟區服務312允許自機架頂端式交換器114之實體儲存裝置建構邏輯磁碟區320。儲存服務，例如網際網路小型電腦系統介面(Internet small computer system interface, iSCSI)、非揮發性記憶體主機控制器介面規範網路儲存架構( non-volatile memory express over fabric, NVMe over fabric, NVMeoF)、預先載入執行環境(preboot execution environment, PXE)或任何類型之軟體定義儲存服務，可經由機架頂端式交換器114將邏輯磁碟區輸出到電腦系統(例如：計算伺服器120)。機架管理服務308可與智慧型網路介面卡及基板管理控制器一同為每個計算伺服器工作，以識別連接到電腦系統之交換器埠，並進而為埠提供安全性。如上所述，這些特徵亦可被列尾式交換器所實施，例如由第2圖所示之列尾式交換器所實施。
如同上文關於第1圖所解釋的，範例性之智慧型網路介面卡130支援虛擬儲存交換器(例如：PCIe交換器)以及虛擬非揮發性記憶體控制器。第4圖顯示範例性之計算伺服器(例如：第1圖之計算伺服器120)的方塊圖，範例性之計算伺服器120包括智慧型網路介面卡130及基板管理控制器132。智慧型網路介面卡130以與機架頂端式交換器114關聯的方式出示。與第3圖之機架頂端式交換器114相同的元件在第4圖中用相同的元件編號標記。基板管理控制器132以纜線142的形式經由網路鏈接連接到管理交換器112。網路介面卡130以纜線152的形式經由網路鏈接連接到機架頂端式交換器114。在機架頂端式交換器114之機架管理服務與管理交換器112之間亦存在網路連結，以藉由管理網路向基板管理控制器132發送命令。
計算伺服器120包括執行作業系統(OS)412的CPU 410。如第4圖所示，智慧型網路介面卡130支援虛擬PCIe交換器420，虛擬PCIe交換器420由實體的PCIe交換器422及控制器424所組成。於此範例中，控制器424為可程式化硬體裝置(例如：現場可程式閘陣列(field programmable gate array, FPGA))，可被配置為複數虛擬記憶體控制器。控制器424連接至基板管理控制器132，而PCIe交換器422連接到CPU 410。智慧型網路介面卡130亦支援虛擬非揮發性記憶體440，虛擬非揮發性記憶體440由實體記憶體裝置442(例如：機架頂端式交換器114中的硬碟或固態硬碟)所組成。虛擬PCIe交換器420可為任何合適之虛擬儲存交換器，例如序列式小型電腦系統介面(Serial Attached SCSI, SAS)擴充器(expander)、主機匯流排配接器(host bus adapter, HBA)或SAS控制器卡。
第5圖係第4圖所示之記憶體之控制器424的方塊圖，控制器424已配置為複數虛擬記憶體控制器。於此範例中，記憶體之控制器424已被配置為第一虛擬NVMe控制器PCI功能塊510、第二虛擬NVMe控制器PCI功能塊512、第三虛擬NVMe控制器PCI功能塊514以及第四虛擬NVMe控制器PCI功能塊516。虛擬NVMe控制器PCI功能塊510、512、514及516中的每一個都可連接到各自的PCIe交換器422之PCIe下游(downstream)埠520、522、524及526。虛擬記憶體控制器550包括第一名稱空間(name space)530及對應之名稱ID 540。相似地，虛擬記憶體控制器552、554及556分別包括第二名稱空間532、第三名稱空間534及第四名稱空間536以及對應的名稱ID 542、544及546。名稱空間530、532、534及534中的每一個對應於邏輯磁碟區。邏輯磁碟區由第3圖所示之機架頂端式交換器114的實體記憶體裝置330所組織。
第4圖之智慧型網路介面卡130可支援複數遠程儲存目標，上述遠程儲存目標可變成計算伺服器之區域NVMe磁碟。這與已知系統不同，已知系統需要具有複數名稱空間的單一記憶體控制器以支援自實體記憶體裝置建立的複數磁碟區。如第5圖所示，此範例中的智慧型網路介面卡130具有單一可配置(configurable)硬體記憶體之控制器424，控制器424被配置為具有對應名稱空間530、532、534及536的複數虛擬記憶體控制器。如第4圖所示， 虛擬PCIe交換器420以複數NVMe控制器實施，用於複數虛擬NVMe模擬(emulation)。因此，單一控制器具有單一NVMe名稱空間，這樣會需要PCIe交換器以支援主機的複數MVMe裝置。另一種實施方式是具有複數名稱的單一控制器，如此便不需要PCIe交換器以支援複數裝置。這種實施方法的優點是更好的動態NVMe熱插入(hot plugging)模擬，因為可在NVMe控制器的基礎上新增或移除實體硬碟。
由第4圖之機架頂端式交換器114所實施之儲存服務的另一個特徵，是為外部計算節點(例如：計算伺服器120)中的儲存裝置提供遠程儲存設定。智慧型網路介面卡130包括具有通到基板管理控制器132之介面的控制器424，上述介面諸如I2C匯流排、內部網路介面卡或通用非同步收發傳輸器(UART)。上述介面允許與基板管理控制器132的通信，且允許執行遠程儲存設定提供程序。因此，若使用者要求一個新的磁碟可被主機計算伺服器存取，則遠程儲存設定提供可由基板管理控制器132實施到智慧型網路介面卡130。
可經由第4圖中的虛線看到遠程目標設定提供的過程。首先參照虛線450，機架管理服務308自磁碟區服務312及儲存服務310要求新磁碟區。接著參照虛線452，機架管理服務308經由管理交換器將遠程目標資訊(例如：目標名稱、目標IP位址、鑑別資訊(Authentication Information)及其他所需之遠程儲存存取設定)發送到機架單元110中的其中一個計算伺服器120的基板管理控制器132。參照虛線454，計算節點之基板管理控制器132將遠程目標資訊傳遞到網路介面卡130的網路介面卡之控制器424。參照虛線456，智慧型網路介面卡之控制器424建立一個新的虛擬NVMe磁碟到虛擬PCIe交換器420的下游埠。控制器424接著將遠程儲存存取協定轉換為區域NVMe協定以模擬(emulate)NVMe磁碟。然後，參照虛線458，由CPU 410執行之OS 412(或BIOS)可檢測連接到計算伺服器120之新的NVMe。
遠程儲存存取協定可為任何類型之基於網路塊/檔案/物件的協定。舉例來說，遠程存取協定可為基於塊(block based)裝置的iSSCI、或NVMeoF、或基於檔案的公用網際網路檔案系統(common Internet file system, CIFS)、網路檔案系統(network file system, NFS)、或基於物件的儲存軟體(例如：CEPH)。
第6圖顯示在第1圖及第4圖所示之系統架構100中提供基於埠的安全性的過程。在第6圖中與第4圖相同的元件使用相同的元件編號標記。機架頂端式交換器114之機架管理服務308可與交換器服務306及計算伺服器(例如：計算伺服器120)之基板管理控制器一同工作，以識別連接到計算伺服器120之網路介面卡的機架頂端式交換器114的交換器埠。如同將要解釋的，基於埠的安全性控制可由儲存服務310實施。這僅允許來自連接到目標電腦系統之交換器埠的儲存存取要求去存取它的儲存目標。其他存取要求會被拒絕，進而確保對適當計算系統的儲存要求的安全性。
第6圖之粗虛線顯示用於第4圖所示之系統中的基於埠的安全性控制之過程的各種組件之間的交互作用。參照虛線600，網路介面卡130將具有網路介面卡130之媒體位址控制(media address control, MAC)位址的鏈接層發現協定(link layer discovery protocol, LLDP)經由纜線152發送到機架頂端式交換器114之連接的交換器埠。參照虛線602，交換器服務306將交換器埠之鄰近埠的MAC位址報告給機架管理服務308。接著參照虛線604，基板管理控制器132自智慧型網路介面卡130之控制器424獲取智慧型網路介面卡130的MAC位址。參照虛線606，基板管理控制器132經由管理交換器112將智慧型網路介面卡130的MAC位址報告給機架管理服務308。參照虛線608，基於獲取自機架頂端式交換器114及基板管理控制器132之網路介面卡130的MAC位址資訊，機架管理服務308可識別連接到計算伺服器120之網路介面卡130的交換器埠編號。參照虛線610，機架管理服務308應用基於埠的安全性控制，以僅允許目標計算伺服器120存取與計算伺服器120相關聯的遠程目標。
如此，系統架構100引進了包括機架頂端式交換器之新的智慧型機架架構，其中機架頂端式交換器將傳統的交換器以及SAN儲存系統的功能整合到相同機箱中。這允許電腦系統的所有區域儲存裝置設置在機架頂端式交換器中。
此外，為了更好地模擬來自機架頂端式交換器中基於機架之遠程儲存的所有區域磁碟，此系統亦包括新的網路介面卡架構。網路介面卡架構可無縫地替換基於機架之遠程儲存中的區域磁碟，可簡單地部屬，並具有更好的安全性控制。
如在本申請中所使用的，術語「組件」、「模組」、「系統」等通常是指與電腦相關的實體、硬體(例如：電路)、硬體及軟體之組合、軟體或與具有一或多個特定功能之操作機器相關的實體。舉例來說，一個組件可為但不限於：處理器(例如：數位訊號處理器)上運行的程序、處理器、物件、可執行文件(executable)、執行的線程(thread of execution)、程式及/或電腦。作為說明，在控制器上運行的應用程式以及控制器都可以是組件。一或多個組件可以常駐在程序及/或執行的線程內，且一個組件可位於一個電腦上及/或分佈在兩個或更多個電腦之間。此外，「裝置」可採用專門設計的硬體形式；藉由在其上執行軟體而專門製造的通用硬體，致能硬體以執行特定之功能；儲存在電腦可讀取媒體上的軟體；或其組合。
本文所用之術語僅用於描述特定實施例，而非旨於限制本發明。如此處所用的，單數型式「一」「一個」及「該」亦旨於包括複數型式，除非上下文另有明確說明。此外，在詳細說明及/或請求項中使用術語「包括」、「包含」、「具有」、「有」、「擁有」或其變體的範圍，這些術語旨在以近似於術語「包括」之方式包含。
除非另有定義，否則本文所用之所有術語(包括技術及科學術語)具有與於本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常理解之含義相同之含義。此外，諸如於那些常用字典中定義之術語應被解釋為具有與其在相關領域之上下文中之含義一致的含義，且除非於本文中明確地如此定義，否則將不被理解為理想化或過於正式之含義。
雖然本發明之多種實施例已描述於上，但仍應理解，它們僅以範例之方式呈現而非限制。儘管已就一或多個實施說明及描述本發明，但於本技術領域具有通常知識者在閱讀及理解本說明書及附圖時，將想到或理解等價之改動及修改。此外，儘管本發明之特定特徵可能僅在一或數個實施中被揭露，但如此特徵可與其他實施之一或多個其他特徵結合，如同任何給定或特定應用可能期望及有益的。因此，本發明之廣度及範圍不應被上述任何範例所限制。更確切地說，本發明之範圍應根據下列請求項及與其等價之物來定義。
100‧‧‧系統架構110‧‧‧機架單元112‧‧‧管理交換器114‧‧‧機架頂端式交換器120-126‧‧‧計算伺服器130‧‧‧網路介面卡132‧‧‧基板管理控制器140‧‧‧埠陣列142‧‧‧纜線144‧‧‧管理埠150‧‧‧埠陣列152‧‧‧纜線154‧‧‧網路資料埠200‧‧‧計算架構系統210-220‧‧‧機架230-234‧‧‧列尾式交換器240‧‧‧計算伺服器242‧‧‧智慧型網路介面卡244‧‧‧纜線300‧‧‧交換器晶片302‧‧‧作業系統304‧‧‧ CPU306‧‧‧交換器服務308‧‧‧機架管理服務310‧‧‧儲存服務312‧‧‧磁碟區服務314‧‧‧實體磁碟服務320‧‧‧邏輯磁碟區330‧‧‧實體儲存裝置410‧‧‧CPU412‧‧‧作業系統420‧‧‧虛擬PCIe交換器422‧‧‧PCIe交換器424‧‧‧控制器440‧‧‧虛擬非揮發性記憶體442‧‧‧實體記憶體裝置450-458‧‧‧虛線510-516‧‧‧虛擬NVMe控制器PCI功能塊520-526‧‧‧下游埠530‧‧‧第一名稱空間532‧‧‧第二名稱空間534‧‧‧第三名稱空間536‧‧‧第四名稱空間540-546‧‧‧名稱ID550-556‧‧‧虛擬記憶體控制器600-610‧‧‧虛線
藉由參考附圖之範例性實施例的下列描述，將能更佳地理解本揭露。 第1圖係具有機架頂端式交換器之計算節點的範例性機架組合之示意圖，上述機架頂端式交換器具有儲存服務能力。 第2圖所示係具有一系列列尾式交換器的另一個機架組合，上述列尾式交換器具有儲存服務以支援機架中的計算節點。 第3圖係第1圖中之機架頂端式交換器的方塊圖。 第4圖係第1圖中之機架頂端式交換器與計算伺服器，以及為計算伺服器提供遠程儲存磁碟區之程序的方塊圖。 第5圖係被配置用於不同虛擬儲存磁碟區的第4圖之智慧型網路介面卡的控制器的方塊圖。 第6圖係第4圖之組件及遠程安全協定的方塊圖。 本揭露易受各種修改及替代形式的影響。一些代表性的實施例以藉由附圖中的範例呈現，且將在本文中進行詳細描述。然而，應當理解的是，本揭露並不限於所公開的特定形式。相反地，落入所附申請專利範圍所定義之本揭露的精神及範圍內的所有修改、均等物以及替代物，皆為本揭露所涵蓋。
112‧‧‧管理交換器
114‧‧‧機架頂端式交換器
120‧‧‧計算伺服器
130‧‧‧網路介面卡
132‧‧‧基板管理控制器
142‧‧‧纜線
152‧‧‧纜線
300‧‧‧交換器晶片
302‧‧‧作業系統
304‧‧‧CPU
306‧‧‧交換器服務
308‧‧‧機架管理服務
310‧‧‧儲存服務
312‧‧‧磁碟區服務
314‧‧‧實體磁碟服務
320‧‧‧邏輯磁碟區
330‧‧‧實體儲存裝置
410‧‧‧CPU
412‧‧‧作業系統
420‧‧‧虛擬PCIe交換器
422‧‧‧PCIe交換器
424‧‧‧控制器
440‧‧‧虛擬非揮發性記憶體
442‧‧‧實體記憶體裝置
450-458‧‧‧虛線

Claims (8)

  1. 一種儲存系統，包括：一交換器，上述交換器具有複數埠、複數實體儲存裝置以及可用以管理上述實體儲存裝置的一儲存服務；複數計算裝置，每個上述計算裝置具有一處理器、一網路埠以及一網路介面卡，上述網路介面卡可操作以耦接上述交換器之上述埠的其中一個，其中上述交換器可用以建立上述計算裝置的網路連結，且上述網路介面卡包括一控制器以及一虛擬儲存交換器，上述虛擬儲存交換器允許上述控制器與上述儲存服務通信，而上述控制器為一可配置硬體裝置，可操作以配置為複數虛擬儲存控制器，每個虛擬儲存控制器對應建立自上述實體儲存裝置的一虛擬磁碟區；以及其中上述儲存服務允許每個上述計算裝置之上述處理器存取至少一個上述實體儲存裝置作為區域儲存。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中上述交換器藉由下列方式提供埠安全：自其中一個上述計算裝置上的一基板管理控制器讀取一埠識別，並僅允許上述計算裝置經由耦接至上述計算裝置的上述交換器之上述埠以存取上述實體儲存裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中：上述計算裝置為一計算伺服器，且其中上述計算伺服器及上述交換器裝設在一機架中；以及上述實體儲存裝置為硬碟或固態硬碟中的一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之儲存系統，其中上述儲存服務可用以接收來自其中一個上述計算裝置的一要求，以自上述實體儲存裝置建立一新儲存磁碟區，且其中上述儲存服務可操作以建立可被提出上述要求之上述計算裝置存取的上述新儲存磁碟區。
  5. 一種遠程存取方法，提供用於複數計算裝置之對交換器中的複數實體儲存裝置的遠程存取，上述方法包括：將每個上述計算裝置連接至一交換器之一埠陣列的一對應埠上；經由上述交換器為每個連接的上述計算裝置提供一網路通信；經由上述交換器上之一儲存服務將至少一個上述實體儲存裝置分配給上述計算裝置，其中每個上述計算裝置包括一網路介面卡，上述網路介面卡具有一控制器以及一虛擬儲存交換器，上述虛擬儲存交換器允許上述控制器與上述儲存服務通信，而上述控制器為一可配置硬體裝置，且其中上述方法更包括將上述控制器配置為複數虛擬儲存控制器，每個上述虛擬儲存控制器對應建立自上述實體儲存裝置的一虛擬磁碟區；以及經由上述儲存服務將至少一個上述實體儲存裝置重新分配給另一個計算裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中：上述交換器為機架頂端式交換器或列尾式交換器中的一者；以及上述實體儲存裝置為硬碟或固態硬碟中的一者。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包括： 自其中一個上述計算裝置上之一基板管理控制器讀取一埠識別；以及僅允許上述計算裝置經由耦接至上述計算裝置的上述交換器之上述埠以存取經分配的上述實體儲存裝置。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包括自上述實體儲存裝置建立複數虛擬儲存磁碟區，且其中一個上述虛擬儲存磁碟區被分配到上述計算裝置。
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