WO2004086236A2 - Anordnung und verfahren zum austausch von massenspeichern - Google Patents

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WO2004086236A2
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    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G06F13/4081—Live connection to bus, e.g. hot-plugging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
    • G06F11/2053—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where persistent mass storage functionality or persistent mass storage control functionality is redundant
    • G06F11/2094—Redundant storage or storage space

Definitions

  • the invention relates to an arrangement with a data bus interface, which is connected to a data bus controller, with at least one main mass memory, which is physically and logically connected to the data bus controller, and with at least one reserve mass memory, which is physically connected with the data bus controller.
  • RAID system Redundant Array of Independent Discs
  • SCSI interface Small Computer Standard Interface
  • the SCSI system allows the connection of up to 15 SCSI-capable devices to a SCSI bus controller, so that the bus controller can control all devices connected to it.
  • Hard disks additionally a control device that returns status signals from the hard disks to the bus controller.
  • a bus controller and the ones connected to and controlled by it
  • Hard disks additionally a control device that returns status signals from the hard disks to the bus controller.
  • the mass storage devices designed as hard disks deliver a control signal to the control device.
  • the control device is either directly connected to the bus (see FIG. 4) or communicates the status of the hard disks to the bus controller via an interface. At the same time, the control device can communicate the status of the plates to an external user.
  • Some of the hard drives connected to the bus controller are used as spare hard drives and are therefore not used during operation.
  • the control device can inform the bus controller of this. This replaces the defective device with a spare hard disk and carries out an update process in order to reconstruct the lost data. If there is no spare hard disk left, the RAID system remains in a critical state, i. H. Information loss may occur in the event of a further hard disk failure.
  • the defective hard disk must be removed from the RAID system and thus also physically separated from the bus, so that there is an impedance change on the bus interface during the exchange of the defective hard disk, which in the worst case can lead to considerable bus faults and a reduction in the bus speed can.
  • the provision of some hard disks as spare disks in the event of a failure also means that a RAID system with a SCSI interface is not optimally used, since the spare hard disks logically connected to the bus controller must not store any user data. It is therefore an object of the present invention to provide an arrangement and a method for exchanging mass memories in a system with a bus interface which does not have the disadvantages mentioned above.
  • a control device is provided, by means of which a main mass storage device can logically be separated from the bus controller after a failure and by which at least one reserve mass storage device can be logically connected to the bus controller.
  • control device determines the uniquely assigned system identification thereof and then logically separates it from the data bus interface. Then it assigns the identified identification to the reserve mass storage and logically connects it to the bus controller. Finally, the data bus is reinitialized.
  • a particularly advantageous embodiment is the configuration of the arrangement according to the invention in a parallel or serial SCSI bus system.
  • mass memories are connected via a second data bus interface to a second bus controller, which is physically connected to the first bus controller via the first bus interface.
  • the second bus controller can also be physically and logically connected to the first bus controller.
  • the logical separation or the logical connection of a mass storage device to the data bus controller can be carried out by controlling the supply current of the mass storage device by the control device. If necessary, the control device switches the supply flow on and off and thus activates or deactivates the mass storage device.
  • An alternative embodiment is to perform a logical disconnection or connection of a mass storage device from the data bus controller by sending a disconnection or connection signal by the control device.
  • control device can be part of the bus controller. This also enables a highly integrated, space-saving arrangement. It is also expedient if the control device can be used to reinitialize the bus.
  • control device also has a configuration memory
  • the identification data with the associated mass memories can be stored in the configuration memory and are therefore quickly available.
  • sending a "reset command" to the bus controller and all connected devices an exchange process can be covered and data loss prevented.
  • the invention is explained in detail on the basis of specific exemplary embodiments that are implemented with a SCSI system, taking into account FIGS.
  • the explanation using a SCSI system is in no way restrictive of the idea on which the invention is based. Show it:
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment
  • FIG. 3 shows a known arrangement of a RAID system
  • Figure 4 shows another known arrangement.
  • FIG. 1 shows a SCSI bus interface B with a bus controller BC connected to it and some main mass memories MP1, MP2 to MPn, which are logically and physically connected to the bus controller BC via the bus interface B.
  • the expression “physically connected” is understood to mean an electrical connection of the mass storage device to the bus controller via the SCSI bus interface. If the mass storage device is assigned a SCSI identification and the SCSI bus controller knows this identification so that both communicate with one another, then the mass storage is also logically connected to the bus controller.
  • SCSI identification is reserved for the bus controller.
  • the SCSI bus controller which is usually referred to as "master”, controls the entire internal data exchange between the main mass memories, the so-called called “slaves” among themselves and between them and a connected external computer unit, not shown here.
  • the computer unit is usually connected to the SCSI bus controller via another interface, not shown.
  • the SCSI bus controller thus represents the data bus controller that communicates via the data bus interface, here specifically the SCSI interface.
  • the term data bus controller and data bus should be limited to the data exchange with internal devices.
  • a SCSI identification number is assigned to each mass storage device and the bus controller for data exchange. This means that every connected device can be clearly identified.
  • SCSI bus there are seven or fifteen free SCSI numbers (LIM or Logical Unit Number) that can be assigned to the main mass memories.
  • a SCSI identification or LUN is provided for the BC bus controller.
  • the arrangement has reserve mass storage devices RP1, RP2 to RPn, which are physically connected to the bus controller BC via the SCSI bus interface B.
  • the arrangement has a control device EP.
  • This contains a status signal IP from each individual main and each individual reserve mass storage device, which, among other things, indicates whether the corresponding mass storage device is active and logically or physically connected to the bus controller BC.
  • the control device has a configuration memory IDS in which it stores the identification data of all mass memories connected to the SCSI bus interface B and their status. Furthermore, the control device EP can assign a SCSI identification to each individual mass memory via control signal DS.
  • the control device EP uses the control signal DP to activate or deactivate the power supply to the associated mass storage device. The corresponding The appropriate mass storage device can thus remain connected to the power supply and can only be activated or deactivated via the control signal DP.
  • each main mass memory is assigned a unique SCSI identification and stored in the configuration memory IDS of the control device EP.
  • the identification is assigned to the main mass memories when the system is started up for the first time.
  • All main mass memories MPl, MP2 to MPn used have received a control signal DP to activate the power supply (Drive Power On). This is implemented via an internal device, usually a switch on the hard disks, which can be switched by the control signal.
  • a hard disk fails, for example MPL, this no longer provides valid data to the bus controller.
  • the bus controller generates a new status signal IP of the hard disk MPl to the control device EP, which symbolizes the failure of the same.
  • a signal of the same meaning can also be sent from the BC bus controller via the host interface to the external computer unit which wanted to access the defective mass storage device.
  • the defective mass storage device is marked as "DEAD".
  • the control device determines the SCSI identification of the defective mass storage device. This can be done by reading out the IDS configuration memory.
  • the hard disk control device sends a control signal to deactivate the power supply to the defective mass storage device.
  • the determined SCSI identification is assigned to a reserve mass storage device, for example RP1.
  • the control Device EP then sends an activation control signal to power the reserve mass storage device RP1.
  • the SCSI bus interface is reinitialized. As a result, the SCSI bus controller reads the connected devices again.
  • the initialization normally takes place after execution of a so-called "reset command", which is triggered by the activation of the "reset” bus signal. It can also advantageously be used to cover the exchange or manipulation process of the SCSI identification the effects of the malfunctions occurring in the exchange process described above on other devices are prevented.
  • control device can send RL signals to external LEDs which symbolize the status of the individual hard disks. A failure of the disk is thus indicated to an external user without the functionality of the overall system being restricted as a result.
  • the command to reinitialize the SCSI bus is sent by the control device via a control interface BI or, alternatively, is issued directly by the bus controller.
  • FIG. 2 An alternative embodiment is shown in FIG. 2. The same components have the same reference numerals, and the explanation is omitted.
  • all mass storage devices have been activated, ie there is no control signal for switching off or switching on the power supply necessary.
  • Continuously active mass storage devices have the advantage of maintaining defined temperature conditions, which enables a reduction or simplification of the required cooling devices.
  • the SCSI identification of the defective mass storage device is determined and allocated to a reserve mass storage device.
  • the control device EP then sends a DC control signal to the defective mass memory for the logical separation from the bus controller BC. After a disconnection, a corresponding "Connect signal" DC is sent to the reserve mass memory provided for the exchange. The bus is then reinitialized again.
  • the system can change from the critical to a normal state by starting a corresponding reconstruction process for the lost data on the defective mass storage device.
  • Training with a Connect / Disconnect signal is particularly advantageous.
  • the mass memory is kept in an active or inactive state by these signals, so that it can be addressed or not addressed by the bus controller.
  • a signal can also be used to control a switch which is accommodated between the mass storage device and the bus interface and which, if appropriate, separates the mass storage device from the bus interface.
  • the present arrangement is particularly suitable for a RAID system in which on the one hand a high level of redundancy Data is available, but on the other hand a high permanent availability must be guaranteed. It is possible to combine the two exemplary embodiments described and, if necessary, to re-initialize the SCSI bus.
  • the type of mass storage device is not specified in a specific embodiment. It can be hard disks, for example, but also other bus devices, such as tape drives, DVD drives or DVD burners.
  • the system can be constructed as a parallel SCSI system in which all mass storage devices are activated or as
  • SAS system Serial Attached SCSI
  • the reserve mass storage is only activated after a failure of a main mass storage.
  • the individual SCSI-LOTST s can be assigned not only mass storage devices but also bridge controllers.
  • the bridge controllers are in turn connected to the SCSI bus controller BC via the data bus interface B, and a unique SCSI identification is assigned to them.
  • the bridge controllers in turn manage SCSI identification numbers so that the number of mass storage devices can be increased further. This also enables the exchange of entire bridge controllers.
  • control device can therefore not only be used to separate defective SCSI devices from the SCSI bus, but also, if necessary, to connect devices that were not logically connected to the SCSI bus controller.
  • the core idea of the invention is not limited to the SCSI interface described in the exemplary embodiments, but can be extended to all bus systems which can only use a limited number of the ID ⁇ s available in one device at the same time.

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Abstract

Anordnung und Verfahren zum Austausch von Massenspeichern Anordnung mit einem Datenbusinterface (B), das mit einem Datenbuskontroller (BC) verbunden ist, mit zumindest einem Hauptmassenspeicher (MP1), der über das Datenbusinterface (B) mit dem Datenbuskontroller (BC) physikalisch und logisch verbunden ist und mit zumindest einem Reservemassenspeicher (RP1), der über das Datenbusinterface (B) mit dem Datenbuskontroller (BC) physikalisch verbunden ist. Die Anordnung weist eine Kontrollvorrichtung (EP) auf, durch die nach einem Ausfall eines Hauptmassenspeichers (MP1) dieser logisch vom Datenbuskontroller (BC) trennbar ist und durch die zumindest ein Reservemassenspeicher (RP1) logisch mit dem Buskontroller (BC) verbindbar ist.

Description

Beschreibung
Anordnung und Verfahren zum Austausch von Massenspeichern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Datenbusinterface, welches mit einem Datenbuskontroller verbunden ist, mit mindestens einem Hauptmassenspeicher, der mit dem Datenbuskontroller physikalisch und logisch verbunden ist, und mit mindestens einem Reservemassenspeicher, der mit dem Datenbus- kontroller physikalisch verbunden ist.
Die steigenden Anforderungen an Rechner und Massenspeicherkapazität führen zu einem wachsenden Bedürfnis an externen Massenspeichern, die zudem eine hohe Verfügbarkeit aufweisen müssen. Die externen Massenspeicher, meist Festplatten, sind zu einem Verbund zusammengefaßt und werden gemeinsam an eine Rechnereinheit angeschlossen. In der Praxis hat sich ein sogenanntes RAID-System (Redundant Array of Independent Discs) durchgesetzt. Ein RAID-System besteht aus einer Vielzahl ein- zelner Festplatten, auf denen die Information redundant, d. h. mehrfach, abgespeichert ist. Bei einem Ausfall einer Festplatte ist es somit möglich, die verlorengegangene Information aus den noch funktionierenden Massenspeichern zu rekonstruieren.
Als Kontrollinterface innerhalb des RAID-Systems zwischen den einzelnen Festplatten und zwischen dem RAID-System und einem angeschlossenen Computer hat sich das sogenannte SCSI- Interface (Small Computer Standard Interface) durchgesetzt. Es gibt jedoch auch andere Massenspeicherbussysteme, wie beispielsweise Fire- ire. Das SCSI-System erlaubt den Anschluß von bis zu 15 SCSI-fähigen Geräten an einen SCSI- Buskontroller, so daß der Buskontroller alle daran angeschlossenen Geräte ansteuern kann.
In einem üblichen RAID-System existieren neben einem Buskontroller und den daran angeschlossenen und von ihm gesteuerten Festplatten zusätzlich eine Kontrollvorrichtung, die dem Bus- kontroller Statussignale der Festplatten zurückliefert. Zwei solche Beispiele eines RAID-Systems mit einem Datenbus für Massenspeicher, bei denen der Datenbus insbesondere durch ein SCSI-Interface realisiert ist, sind in Figur 3 und in Figur 4 zu sehen. Die als Festplatten ausgebildeten Massenspeicher liefern ein Kontrollsignal an die Kontrollvorrichtung. Die Kontrollvorrichtung ist entweder mit dem Bus direkt verbunden (siehe Figur 4) oder teilt dem Buskontroller über ein Inter- face den Status der Festplatten mit. Gleichzeitig kann die Kontrollvorrichtung einem externen Benutzer den Status der Platten mitteilen. Einige der mit dem Buskontroller verbundenen Festplatten werden als Reserve-Festplatten verwendet, werden also nicht während des laufenden Betriebs verwendet.
Fällt eine Daten enthaltende Festplatte aus, so kann die Kontrollvorrichtung dem Buskontroller dies mitteilen. Dieser ersetzt das fehlerhafte Gerät durch eine Reserve-Festplatte und führt einen Update-Prozeß durch, um die verlorengegangenen Daten zu rekonstruieren. Ist keine Reserve-Festplatte mehr vorhanden, so bleibt das RAID-System in einem kritischen Zustand, d. h. es können im Fall eines weiteren Festplattenausfalls Informationsverluste auftreten.
Zudem muß die defekte Festplatte aus dem RAID-System entfernt werden und damit auch physikalisch vom Bus getrennt werden, so daß es während des Austausches der defekten Festplatte zu einer Impedanzänderung auf dem Businterface kommt, was im schlimmsten Fall zu erheblichen Busstörungen und Absenkung der Busgeschwindigkeit führen kann. Durch die Vorhaltung einiger Festplatten als Reserveplatten für den Fall eines Ausfalls wird ein RAID-System mit einem SCSI-Interface auch nicht optimal ausgenutzt, da die logisch mit dem Buskontroller verbundene Reserve-Festplatten keine Nutzdaten speichern dürfen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zum Austausch von Massenspeichern in einem System mit einem Businterface vorzusehen, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. In einer Anordnung mit einem Datenbus- Interface, mit einem Buskontroller sowie mit zumindest einem Haupt- und einem Reserve-Massenspeicher, die mit dem Buskon- troller über das Businterface physikalisch verbunden sind und der Hauptmassenspeicher zudem auch logisch mit dem Buskontroller verbunden ist, ist zusätzlich eine Kontrollvorrichtung vorgesehen, durch die nach einem Ausfall eines Hauptmassenspeichers dieser logisch vom Buskontroller trennbar ist und durch den zumindest einen Reserve-Massenspeicher logisch mit dem Buskontroller verbindbar ist.
Die Kontrollvorrichtung ermittelt nach einem Ausfall einer Festplatte die eindeutig zugeordnete Systemidentifikation derselben und trennt diese dann logisch vom Datenbus- Interface. Dann weist sie dem Reserve-Massenspeicher die ermittelte Identifikation zu und verbindet diese logisch mit dem Buskontroller. Abschließend wird eine Neuinitialisierung des Datenbusses durchgeführt .
In der erfindungsgemäßen Anordnung ist es dadurch möglich, physikalisch mehr Massenspeicher mit dem Buskontroller über das Datenbus-Interface zu verbinden als logisch freie Plätze zur Verfügung stehen, die durch Identifikationsnummern vorge- geben sind. Dadurch kann die Reservekapazität beliebig gewählt werden, ohne die Anzahl der zur freien Verfügung stehenden logisch angeschlossenen Massenspeicher zu verringern.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem parallelen oder seriellen SCSI-Bussystem. In einer Ausgestaltungsform sind Massenspeicher über ein zweites Datenbus-Interface mit einem zweiten Buskontroller verbunden, der mit dem ersten Buskontroller über das erste Businterface physikalisch verbunden ist. Alternativ kann der zweite Buskontroller auch physikalisch und logisch mit dem ersten Buskontroller verbunden sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die logische Trennung bzw. die logische Verbindung eines Massen- Speichers mit dem Datenbuskontroller durch eine Steuerung des Versorgungsstroms des Massenspeichers durch die Kontrollvorrichtung durchführbar. Bei Bedarf schaltet die Kontrollvorrichtung den Versorgungsström an bzw. ab und aktiviert bzw. deaktiviert damit den Massenspeicher.
Eine alternative Ausgestaltung ist die Durchführung einer logischen Trennung bzw. Verbindung eines Massenspeichers vom Datenbuskontroller durch Aussendung eines Trennungs- bzw. VerbindungsSignals durch die Kontrollvorrichtung. Mit einer solchen Anordnung, in der vorteilhaft Festplattenspeicher als Massenspeicher verwendet werden, ist eine einfache Ausbildung als RAID-System ermöglicht.
Des weiteren kann die Kontrollvorrichtung Bestandteil des Buskontrollers sein. Dadurch ist zudem eine hochintegrierte, platzsparende Anordnung möglich. Ferner ist es zweckmäßig, wenn durch die Kontrollvorrichtung eine Neuinitialisierung des Buses durchführbar ist.
Verfügt die Kontrollvorrichtung zudem über einen Konfigurationsspeicher, so lassen sich die Identifikationsdaten mit den zugehörigen Massenspeichern in den Konfigurationsspeicher ablegen und sind somit schnell verfügbar. Durch Aussendung eines „Reset-Kommandos" an den Buskontroller und alle ange- schlossenen Geräte läßt sich ein Austauschvorgang überdecken und somit ein Datenverlust verhindern. Im Weiteren wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungs- beispiele, die mit einem SCSI-System realisiert werden unter Berücksichtigung der Figur 1 und 2 im Detail erläutert. Die Erläuterung unter Verwendung eines SCSI-Systems hat dabei keinerlei beschränkenden Charakter für den, der Erfindung zugrunde1iegenden Gedanke . Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine alternative Ausführungsform,
Figur 3 eine bekannte Anordnung eines RAID-Systems,
Figur 4 eine andere bekannte Anordnung.
Figur 1 zeigt ein SCSI-Bus-Interface B mit einem daran angeschlossenen Buskontroller BC sowie einigen Hauptmassenspeichern MPl, MP2 bis MPn, die logisch und physikalisch über das Businterface B mit dem Buskontroller BC verbunden sind. Unter dem Ausdruck „physikalisch verbunden" wird im folgenden eine elektrische Verbindung des Massenspeichers mit dem Buskontroller über das SCSI-Businterface verstanden. Ist dem Massenspeicher eine SCSI-Identifikation zugewiesen und der SCSI- Buskontroller diese Identifikation bekannt, so daß beide miteinander kommunizieren, so ist der Massenspeicher auch logisch mit dem Buskontroller verbunden.
Die Zuweisung einer SCSI-Identifikation oder auch LUN ist eindeutig. Die Anzahl der verfügbaren ID's hängt von dem verwendeten Bussystem ab und beträgt bei einem SCSI-Bussystem je nach Ausführung 7 oder 15. Eine SCSI-Identifikation ist dem Buskontroller vorbehalten.
Der SCSI-Buskontroller, der üblicherweise mit „Master" bezeichnet wird, steuert über die LUN's den gesamten internen Datenaustausch zwischen den Hauptmassenspeichern, den söge- nannten „Slaves" untereinander und zwischen ihnen und einer hier nicht gezeigten angeschlossenen externen Rechnereinheit. Die Rechnereinheit ist meist über ein weiteres nicht gezeigtes Interface mit dem SCSI-Buskontroller verbunden.
Der SCSI-Buskontroller stellt somit den Datenbuskontroller dar, der über das Datenbusinterface, -hier im speziellen das SCSI-Interface- kommuniziert. Der Begriff Datenbuskontroller und Datenbus, soll aber auf den Datenaustausch mit internen Geräten beschränkt bleiben. Für den Datenaustausch ist jedem Massenspeicher sowie dem Buskontroller eine SCSI- Identifikationsnummer zugeordnet, das sogenannte SCSI-ID. Dadurch ist jedes angeschlossene Gerät eindeutig identifizierbar.
In einer einfachen Ausführungsform des SCSI-Busses gibt es sieben bzw. fünfzehn freie SCSI-Nummern (LIM oder Logical U- nit Number) , die den Hauptmassenspeichern zugewiesen werden können. Eine SCSI-Identifikation oder LUN ist für den Buskon- troller BC vorgesehen. Des weiteren weist die Anordnung Reserve-Massenspeicher RPl, RP2 bis RPn auf, die physikalisch mit dem Buskontroller BC über das SCSI-Bus-Interface B verbunden sind.
Die Anordnung weist eine Kontrollvorrichtung EP auf. Diese enthält von jedem einzelnen Haupt- und jedem einzelnen Reserve-Massenspeicher ein Statussignal IP, das unter anderem anzeigt, ob der entsprechende Massenspeicher aktiv und mit dem Buskontroller BC logisch bzw. physikalisch verbunden ist. Die Kontrollvorrichtung weist einen Konfigurationsspeicher IDS auf, in dem es die Identifikationsdaten aller mit dem SCSI- Bus-Interface B verbundenen Massenspeicher und deren Status ablegt. Des weiteren kann die Kontrollvorrichtung EP über Steuersignals DS jedem einzelnen Massenspeicher eine SCSI- Identifikation zuweisen. Mittels des Steuersignals DP aktiviert bzw. deaktiviert die Kontrollvorrichtung EP die Stromversorgung des dazugehörigen Massenspeichers. Der entspre- chende Massenspeicher kann somit mit der Stromversorgung verbunden bleiben und nur über das Steuersignal DP aktiviert bzw. deaktiviert werden.
Während des normalen Betriebs ist jedem Hauptmassenspeicher eine eindeutige SCSI-Identifikation zugeordnet und im Konfigurationsspeicher IDS der Kontrollvorrichtung EP abgelegt. Die Identifikation wird beim ersten Hochfahren des Systems den Hauptmassenspeichern zugeordnet. Alle verwendeten Haupt- massenspeicher MPl, MP2 bis MPn haben ein Steuersignal DP zur Aktivierung der Stromversorgung erhalten (Drive Power On) . Dies ist über eine interne Vorrichtung, meist ein Schalter auf den Festplatten realisiert, der durch das Steuersignal schaltbar ist.
Fällt nun eine Festplatte, beispielsweise MPl, aus, liefert dies keine gültigen Daten mehr an den Buskontroller. Der Buskontroller generiert ein neues Statussignal IP der Festplatte MPl an die Kontrollvorrichtung EP, das den Ausfall derselben symbolisiert. Ein gleichbedeutendes Signal kann ebenfalls auch vom Buskontroller BC über das Hostinterface an die externe Rechnereinheit gesendet werden, die auf den defekten Massenspeicher zugreifen wollte. Bei der Kontrollvorrichtung wird der defekte Massenspeicher als „DEAD" markiert.
Die Kontrollvorrichtung ermittelt daraufhin die SCSI- Identifikation des defekten Massenspeichers. Dies kann durch Auslesen des Konfigurationsspeichers IDS geschehen. Die Fest- plattenkontrollvorrichtung sendet ein Steuersignal zur Deak- tivierung der Stromversorgung an den defekten Massenspeicher.
Dadurch wird der Massenspeicher logisch vom SCSI-Bus- Interface und damit vom Buskontroller getrennt. Physisch, d.h. mechanisch bleibt der defekte Massenspeicher weiterhin mit dem Businterface verbunden.
Die ermittelte SCSI-Identifikation wird einem Reserve- Massenspeicher, beispielsweise RPl , zugewiesen . Die Kontroll- Vorrichtung EP sendet dann ein Aktivierungssteuersignal zur Stromversorgung des Reserve-Massenspeichers RPl. Abschließend wird eine Neuinitialisierung des SCSI-Bus-Interface durchgeführt . Dadurch liest der SCSI-Buskontroller die angeschlosse- nen Geräte neu.
Die Initialisierung erfolgt normalerweise nach einer Ausführung eines sogenannten "Reset-Kommando" , welches durch die Aktivierung des „Reset" Bussignals ausgelöst wird. Es kann vorteilhaft auch dazu verwendet werden, den Austausch- bzw. den Manipulationsvorgang der SCSI-Identifikation zu überdecken. Dadurch werden Auswirkungen der beim oben beschriebenen Vorgang des Austausches auftretenden Störungen auf anderen Geräten verhindert .
Gleichzeitig kann die Kontrollvorrichtung RL-Signale an externe LEDs aussenden, die den Status der einzelnen Festplatten symbolisieren. Somit wird einem externen Benutzer ein Ausfall der Platte angezeigt, ohne daß darunter die Funktion des Gesamtsystems eingeschränkt ist. Das Kommando zur Neuini- tialisierung des SCSI-Busses wird von der Kontrollvorrichtung über ein Kontrollinterface BI gesendet oder alternativ direkt vom Buskontroller abgegeben.
Nach dem Austausch des defekten Massenspeicher wird ein Up- dateprozess gestartet, um die verlorenen Daten zu rekonstruieren. Sind mehrere Reserveplatten in dem RAID-System vorhanden, ist es somit unnötig während des laufenden Betriebes die ausgefallene Platte zu wechseln. Dies kann während einer normalen Wartungsphase nach Abschluß der Rekonstruktion erfolgen.
Eine alternative Ausgestaltung zeigt Figur 2. Gleiche Bauelemente tragen dabei gleiche Bezugszeichen, wobei auf einer er- neute Erläuterung verzichtet wird. In dieser Ausgestaltung wurden alle Massenspeicher aktiviert, d. h. ein Steuersignal zum Abschalten bzw. Anschalten der Stromversorgung ist nicht notwendig. Durchgehend aktive Massenspeicher haben den Vorteil, definierte Temperaturverhältnisse zu erhalten, was eine Reduzierung oder Vereinfachung der erforderlichen Kühlvorrichtungen ermöglicht.
Auch in diesem Fall sind alle Reserve-Massenspeicher RPl, RP2 bis RPn physikalisch über das Businterface B mit dem Buskontroller BC verbunden. Eine logische Verbindung erfolgt über die Steuersignale DC (Connect/Disconnect) .
Auch hier wird nach einer Signalisierung eines Ausfalls die SCSI-Identifikation des defekten Massenspeichers ermittelt und einem Reserve-Massenspeicher zugewiesen. Dann sendet die Kontrollvorrichtung EP ein DC-Steuersignal an den defekten Massenspeicher zur logischen Trennung vom Buskontroller BC. Nach einer Trennung wird ein entsprechendes "Connect-Signal" DC an den für den Austausch vorgesehenen Reserve- Massenspeicher gesandt. Sodann wird wieder eine Neuinitialisierung des Busses vorgenommen.
Nach einem Austausch einer defekten Festplatte kann das System vom kritischen zu einem normalen Zustand übergehen, in dem ein entsprechender Rekonstruktionsprozeß für die verlorengegangenen Daten auf dem defekten Massenspeicher gestartet wird.
Die Ausbildung mit einem Connect/Disconnect Signal ist von besonderem Vorteil. Durch diese Signale wird der Massenspeicher in einem aktiven oder inaktiven Zustand gehalten, so daß er vom Buskontroller ansprechbar oder nicht ansprechbar ist. Alternativ kann ein solches Signal auch zur Steuerung eines Schalters eingesetzt werden, das zwischen dem Massenspeicher und dem Businterface untergebracht ist, und den Massenspeicher gegebenenfalls vom Businterface trennt .
Die vorliegende Anordnung eignet sich in besonderer Weise für ein RAID-System, in dem einerseits eine hohe Redundanz der Daten vorhanden ist, andererseits aber eine hohe ständige Verfügung gewährleistet sein muß. Es ist möglich, die beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele zu kombinieren und gegebenenfalls auf eine Neuinitialisierung des SCSI-Busses zu ver- ziehten. In einem konkreten Ausführungsfall ist die Art des Massenspeichers nicht festgelegt. Es können beispielsweise Festplatten, aber auch andere Bus-Geräte sein, wie beispielsweise Bandlaufwerke, DVD-Laufwerke oder DVD-Brenner. Desweiteren kann das System als paralleles SCSI-System aufgebaut sein, bei dem alle Massenspeicher aktiviert sind oder als
SAS-System (Serial Attached SCSI) , bei dem die Reservemassenspeicher erst nach einem Ausfall eines Hauptmassenspeichers aktiviert werden.
In einer erweiterten Form können den einzelnen SCSI-LOTST s nicht nur Massenspeicher, sondern auch Bridge-Kontroller zugeordnet sein. Die Bridge-Kontroller sind wiederum über das Datenbusinterface B mit dem SCSI-Buskontroller BC verbunden, und es ist ihnen eine eindeutige SCSI-Identifikation zugewie- sen. Die Bridge-Kontroller verwalten wiederum SCSI- Identifikationsnummern, so daß die Zahl der Massenspeicher weiter erhöht werden kann. Dadurch ist auch ein Austausch ganzer Bridge-Kontroller möglich.
Desweiteren ist es auch möglich, mehrere SCSI-Geräte physikalisch mit einem SCSI-Bus-Interface zu verbinden und diese dann abwechselnd zu benutzen. Die Kontrollvorrichtung kann also nicht nur dazu benutzt werden, defekte SCSI-Geräte vom SCSI-Bus zu trennen, sondern auch bei Bedarf bislang nicht logisch verbundene Geräte mit dem SCSI-Buskontroller zu verbinden.
Der Kerngedanke der Erfindung ist dabei nicht auf das in den Ausführungsbeispielen beschreibene SCSI-Interface beschränkt, sondern läßt sich auf alle Bussysteme erweitern, die nur eine begrenzte Anzahl der in einem Gerät verfügbaren IDλs gleichzeitig benutzen können. Bezugszeichenliste :
(B) : Datenbus
(BC) :Datenbuskontroller
(MPl, MP2, MPn) : Hauptmassenspeicher
(RPl, RP2, RPn) : Reservemassenspeicher
(EP) Kontrollvorrichtung (IP) Statussignal (DP) Stromsteuersignal (DC) Verbindungssteuersignal (DS) Identifikationssteuersignal (RL) Kontrollleuchten (IDS) Konfigurationsspeicher

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung mit einem Datenbusinterface (B) , das mit einem Datenbuskontroller (BC) verbunden ist, mit zumindest einem Hauptmassenspeicher (MPl) , der über das Datenbusinterface (B) mit dem Datenbuskontroller (BC) physikalisch und logisch verbunden ist und mit zumindest einem Reservemassenspeicher (RPl) , der über das Datenbusinterface (B) mit dem Datenbuskontroller (BC) physikalisch verbunden ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Kontrollvorrichtung (EP) , durch die nach einem Ausfall eines Hauptmassenspeichers (MPl) dieser logisch vom Datenbus- kontroller (BC) trennbar ist und durch die zumindest ein Reservemassenspeicher (RPl) logisch mit dem Datenbuskontroller (BC) verbindbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß ein Massenspeicher über ein zweites Businterface mit einem zweiten Buskontroller verbunden sind, wobei der zweite Bus- kontroller das Datenbusinterface (B) mit dem Datenbuskontroller (BC) physikalisch oder physikalisch und logisch verbunden ist .
3. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t , d a ß eine logische Trennung beziehungsweise eine logische Verbindung eines Massenpeichers (MPl, RPl) von dem beziehungsweise an den Datenbuskontroller (BC) durch eine Steuerung des Ver- sorgungsstrom des Massenspeicher (DP) durch die Kontrollvorrichtung (EP) durchführbar ist.
. Anordnung nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß eine logische Trennung beziehungsweise eine logische Verbindung eines Massenpeichers (MPl, RPl) von dem beziehungsweise an den Datenbuskontroller (BC) mittels eines Trennungs- be- ziehungsweise Verbindungssignal (DC) durch die Kontrollvorrichtung (EP) durchführbar ist.
5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Summe der physikalisch an das Businterface (B) angeschlossenen Haupt- und Reservemassenspeicher (MPn, RPn) die Zahl der in diesem System zur freien Verfügung stehenden logischen Anschlüsse des Buskontrollers (BC) übersteigt.
6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Massenspeicher (MP, RP) als Festplattenspeicher ausgebildet sind
7. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Ausbildung als RAID-System (Redundant Array of Indepen- dent Disks) .
8. Anordnung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß durch die Kontrollvorrichtung (EP) eine Busintialisierung durchführbar ist .
9. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Kontrollvorrichtung (EP) Bestandteil des Datenbuskontrollers (BC) ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Kontrollvorrichtung (EP) einen Konfigurationsspeicher (IDS) aufweist, in dem zumindest die Identi ikationsdaten mit den zugehörigen Massenspeichern (MPn, RPn) ablegbar sind.
11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t , d u r c h die funktioneile Ausbildung mit einem parallelen oder seriellen SCSI-Interface.
12. Verfahren zum Austausch eines Massenspeichers in einer Anordnung, die ein Datenbusinterface mit einem Datenbuskontroller und zumindest zwei daran angeschlossene Massenspeicher aufweist, wobei jedem logisch angeschlossenen Massenspeicher eine eindeutige Identifikation zugeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Identifikation des auszutauschenden Massenspeichers ermittelt wird, - der auszutauschende Massenspeicher logisch vom Datenbuskontroller getrennt wird, - der Austauschmassenspeicher die ermittelte Identifikation erhält, der Austauschmassenspeicher logisch mit dem Datenbuskontroller verbunden wird, eine Neuinitialisierung des Datenbusinterface durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , bei dem die logische Trennung beziehungsweise die logische Verbindung durch Abschalten beziehungsweise Anschalten der Stromversorgung des Massenspeichers erfolgt.
1 . Verfahren nach Anspruch 12 , bei dem die logische Trennung beziehungsweise die logische Verbindung durch Senden eines Trennsignals beziehungsweise eines VerbindungsSignals an den Massenspeicher erfolgt.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Identifikationsdaten mit den zugeordneten Massenspeichern in einem Konfigurationsspeicher abgelegt werden, der nach einem Austausch erneut aktualisiert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12 , bei dem vor dem Austauschvorgang ein Rücksetzkommando an das Businterface gesendet wird, der den ganzen Austauschvorgang überdeckt .
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