WO2014059800A1 - 数据交互方法及装置 - Google Patents

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WO2014059800A1
WO2014059800A1 PCT/CN2013/078813 CN2013078813W WO2014059800A1 WO 2014059800 A1 WO2014059800 A1 WO 2014059800A1 CN 2013078813 W CN2013078813 W CN 2013078813W WO 2014059800 A1 WO2014059800 A1 WO 2014059800A1
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tape library
scsi
physical tape
data
physical
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PCT/CN2013/078813
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吴开迪
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华为技术有限公司
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0629—Configuration or reconfiguration of storage systems
    • G06F3/0632—Configuration or reconfiguration of storage systems by initialisation or re-initialisation of storage systems
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    • G06F3/0683—Plurality of storage devices
    • G06F3/0686—Libraries, e.g. tape libraries, jukebox
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/1097—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network for distributed storage of data in networks, e.g. transport arrangements for network file system [NFS], storage area networks [SAN] or network attached storage [NAS]

Definitions

  • the embodiment of the invention relates to a data interaction method and device, and belongs to the technical field of data storage. Background technique
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a scenario of backing up data in the prior art. As shown by the dotted path in Figure 1, the backup server backs up the data on Client A and Client B through the gateway to the NAS device according to the backup policy. In addition, because the NAS device is based on the file interface. The device can directly access the NAS device as if it were a network neighbor. Therefore, as shown by the solid path in Figure 1, the data on client A and client B can be directly written to the NAS device without the backup server. .
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a scenario of backup data archiving in the prior art. As shown by the dotted path in Figure 2, archiving backup data from the NAS device to the physical tape library must be scheduled by the backup management software on the backup server, and then the backup data is written to the physical tape library through the backup server. Correspondingly, when the NAS wants to export the backup data archived in the physical tape library, it also needs to be scheduled by the backup management software on the backup server.
  • the problem of the prior art is that the data interaction between the file interface-based device and the physical tape library requires backup management software scheduling, occupies resources of the backup server, and shares physical links with the backup data, thereby affecting performance.
  • the present invention provides a data interaction method and apparatus for solving the problem that the data interaction between the file interface-based device and the physical tape library in the prior art requires backup management software scheduling, occupies resources of the backup server, and affects performance.
  • an embodiment of the present invention provides a data interaction method, including:
  • a SCSI read command or a SCSI write command is sent through the Fibre Channel to a ready physical tape library for data interaction with the physical tape library.
  • the sending, by the Fibre Channel, a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library specifically includes:
  • the encapsulated data in the SCSI write command is written to the physical tape library
  • a SCSI read command is sent to the physical tape library through the Fibre Channel to read data from the physical tape library and write the read data to a local file system based on the negotiated block size.
  • a SCSI read command or a SCSI write command to a ready physical tape library before the sending, by the Fibre Channel, a SCSI read command or a SCSI write command to a ready physical tape library, Also includes:
  • a SCSI negotiation command is sent to the physical tape library through the Fibre Channel to negotiate a block size with the physical tape library.
  • the method further includes:
  • a storage location of the written data in the physical tape library is recorded.
  • the element layout information includes status information of a tape in the physical tape library and status information of the tape drive;
  • the controlling the physical tape library according to the element layout information, the method specifically includes: determining, according to the element layout information, a position of a tape having a remaining capacity not less than a size of the data to be written and a position of the idle tape drive, Fibre Channel sent to the physical tape library
  • a SCSI read command or a SCSI write command after the sending, by the Fibre Channel, a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library, Also includes:
  • a SCSI offload command is sent to the physical tape library through the Fibre Channel to cause the physical tape library to unload the tape in accordance with the SCSI offload command.
  • an embodiment of the present invention provides a data interaction apparatus, including:
  • a receiving module configured to receive element layout information returned by the physical tape library based on the SCSI query instruction
  • control module configured to control the physical tape library ready according to the element layout information
  • read/write module configured to send a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel to interact with the physical The library performs data interaction.
  • the read/write module is specifically configured to: after the control module controls the physical tape library, according to the negotiated block size, the local file system Encapsulating data into a SCSI write command and transmitting the SCSI write command to the physical tape library through the Fibre Channel to write data encapsulated in the SCSI write command to the physical tape library; or
  • control module controls the physical tape library to be ready, send a SCSI read command to the physical tape library through the fiber channel to read data from the physical tape library according to the negotiated block size and The read data is written to the local file system.
  • the second possible implementation in the second aspect In combination with the first possible implementation of the second aspect, the second possible implementation in the second aspect In the current mode, it also includes:
  • a negotiation module configured to send a SCSI negotiation instruction to the physical tape library through the Fibre Channel before the read/write module sends a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel
  • the physical tape library negotiates a block size.
  • the method further includes:
  • a recording module configured to record, after the read/write module sends a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel, a storage location of the written data in the physical tape library.
  • the element layout information includes status information of the tape in the physical tape library and status information of the tape drive;
  • the control module is specifically configured to:
  • control module is further configured to:
  • the read/write module After the read/write module sends a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel, sending a SCSI offload instruction to the physical tape library through the Fibre Channel to make the physical tape library The tape is unloaded according to the SCSI offload instruction.
  • the embodiment of the present invention connects a file interface-based device and a physical tape library through a Fibre Channel, and is based on a Small Computer System Interface (SME).
  • SCSI Small Computer System Interface
  • Data interaction requires backup management software scheduling, which occupies the resources of the backup server and affects the performance.
  • the data of the file interface-based device and the physical tape library are directly interacted, and the physical link of the backup server resource and the backup data is not occupied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a scenario of backing up data in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a scenario of backup data archiving in the prior art
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a data interaction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of still another data interaction method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic flowchart of another data interaction method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. Schematic diagram of the interaction device
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of another data interaction apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a scenario applied to backup data archiving according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a module applied to a NAS device according to an embodiment of the present invention.
  • the technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described in the following with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention.
  • the embodiments are a part of the embodiments of the invention, and not all of the embodiments. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without creative efforts are within the scope of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a data interaction method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the method includes the following steps:
  • Step 110 Send a SCSI query command to the physical tape library through the Fibre Channel.
  • the data interaction device provided by the embodiment of the present invention sends a SCSI query command to the physical tape library through the Fibre Channel.
  • the data interaction device is set in a file interface based
  • the device based on the file interface in this embodiment may be, but not limited to, a NAS device.
  • a Fibre Channel (FC) Host Bus Adapter (HBA) card can be loaded in the file interface-based device, and the FC interface provided by the FC HBA card is connected to the FC interface of the physical tape library.
  • FC Fibre Channel
  • HBA Host Bus Adapter
  • the file interface-based device acts as the SCSI initiator (initiator)
  • the physical tape library acts as the SCSI target (target).
  • Step 120 Receive element layout information returned by the physical tape library based on the SCSI query instruction.
  • the element layout information may include status information of the tape in the physical tape library and status information of the tape drive
  • the status information of the tape may include the number of the tapes in the physical tape library and the position of each tape (ie, the slot where the tape is located)
  • the remaining capacity of each tape, the status information of the tape drive may include the number of tape drives, the position of each tape drive (ie, the slot where the tape drive is located), the working state of each tape drive, and whether the working state of the tape drive includes idle or External device occupancy, etc.
  • Step 130 Control the physical tape library to be ready according to the element layout information.
  • a write operation that is, when data is to be archived to a physical tape library, it is first determined whether the total remaining capacity of each tape is not less than the total size of the data to be written according to the element layout information, and if not, it cannot be performed.
  • the data to be written can be written into the single tape, and if not, a plurality of tapes are selected, the remaining capacity of the plurality of tapes is not less than the total size of the data to be written, and then according to the remaining capacity of each of the plurality of tapes
  • the data to be written is divided into several groups, each tape corresponding to a group of data to be written, and the remaining capacity of each tape is not less than the size of the corresponding group of data to be written, and then each tape is loaded sequentially or simultaneously.
  • the device based on the file interface can be based on a certain policy.
  • the data to be archived is divided into five groups, each group having a size of 100G, and each group corresponds to one tape.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart diagram of still another data interaction method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is Based on the embodiment shown in FIG. 3, a specific flow diagram of a write operation scenario is shown.
  • step 130 in FIG. 3 specifically includes:
  • Step 131 Determine, according to the element layout information, a location where the remaining capacity is not less than a size of the tape to be written and a position of the idle tape drive;
  • Step 132 Send a SCSI control instruction to the physical tape library through the Fibre Channel to load the tape with the remaining capacity not less than the size of the data to be written into the free tape drive.
  • FIG. 5 is a schematic flowchart diagram of still another data interaction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a specific process in a read operation scenario based on the embodiment shown in FIG. 3.
  • step 130 in FIG. 3 specifically includes:
  • Step 133 Determine, according to the element layout information, a location of the tape storing the data to be read and a location of the idle tape drive;
  • Step 134 Send, by the Fibre Channel, a SCSI control instruction to the physical tape library to load the tape storing the data to be read into the idle tape drive.
  • the controller in the physical tape library can control the robot arm to load the tape having the remaining capacity not less than the size of the data to be written or the tape storing the data to be read out into the free tape drive according to the SCSI control command.
  • the size of the data of each read operation or write operation can be negotiated before data interaction.
  • the method before the sending, by the Fibre Channel, a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library, the method further includes:
  • a SCSI negotiation command is sent to the physical tape library through the Fibre Channel to negotiate a block size with the physical tape library.
  • Step 140 Send a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel to perform data interaction with the physical tape library.
  • step 140 in the write operation scenario illustrated in FIG. 4 may include:
  • Step 141 Encapsulate data in the local file system into a SCSI write command according to the negotiated block size, and send the SCSI write command to the physical tape library through the Fibre Channel to write the SCSI The data encapsulated in the instruction is written to the physical tape library.
  • Step 140 in the read operation scenario shown in FIG. 5 may include: Step 142: Send a SCSI read command to the physical tape library through the Fibre Channel to read data from the physical tape library according to the negotiated block size and write the read data to the local file system.
  • backup data is saved in the local file system of a file interface-based device.
  • the backup data in the local file system can be archived to the physical tape library, and the archived file needs to be archived.
  • the backup data can be read from the physical tape library.
  • the method further includes:
  • Step 150 Record a storage location of the written data in the physical tape library.
  • the storage location may include the number of the tape and the storage path on the tape.
  • the loaded tape can also be unloaded from the tape drive.
  • the method may further include:
  • Step 160 Send, by the Fibre Channel, a SCSI offload instruction to the physical tape library, so that the physical tape library unloads the tape according to the SCSI offload instruction.
  • the file interface-based device and the physical tape library are connected through the Fibre Channel, and the data interaction is performed based on the SCSI protocol, which solves the data interaction between the file interface-based device and the physical tape library in the prior art, and needs to be backed up by the management software.
  • the data of the backup server and the physical tape library are directly interacted with each other, and the physical link of the backup server resource and the backup data is not occupied, so that the backup and the archive do not affect each other. Reduced network complexity and improved performance.
  • the aforementioned program can be stored in a computer readable storage medium.
  • the program when executed, performs the steps including the foregoing method embodiments; and the foregoing storage medium includes: a medium that can store program codes, such as a ROM, a RAM, a magnetic disk, or an optical disk.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of a data interaction apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 6, the device includes:
  • the query module 61 is configured to send a SCSI query command to the physical tape library through the Fibre Channel; the receiving module 62 is configured to receive the physical tape library that is queried by the query module 61. Element layout information returned by the SCSI query instruction;
  • the control module 63 is configured to control, according to the element layout information received by the receiving module 62, the physical tape library to be ready;
  • the read/write module 64 is configured to send a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel to perform data interaction with the physical tape library after the control module controls 63 the physical tape library is ready. .
  • the read/write module 64 is specifically configured to:
  • the control module controls 63 the physical tape library After the control module controls 63 the physical tape library is ready, the data in the local file system is encapsulated into a SCSI write command according to the negotiated block size, and the SCSI write command is passed through the Fibre Channel to the physical The tape library sends to write the data encapsulated in the SCSI write command to the physical tape library; or
  • a SCSI read command is sent to the physical tape library through the Fibre Channel to read data from the physical tape library and read the read according to the negotiated block size.
  • the data is written to the local file system.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a data interaction apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, on the basis of FIG. 6, the apparatus further includes:
  • the negotiation module 65 is configured to send a SCSI negotiation instruction to the physical tape library through the Fibre Channel before the read/write module 64 sends a SCSI read command or a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel
  • the physical tape library negotiates a block size.
  • the device further comprises:
  • the recording module 66 is configured to record, after the read/write module 64 sends a SCSI write command to the ready physical tape library through the Fibre Channel, the storage location of the written data in the physical tape library.
  • the element layout information includes status information of the tape in the physical tape library and status information of the tape drive;
  • the control module 63 is specifically used to:
  • control module 63 is further configured to:
  • a SCSI offload instruction is sent to the physical tape library through the Fibre Channel, so that the physical tape library is The SCSI offload instruction unloads the tape.
  • the data interaction device in this embodiment is provided in a file interface-based device.
  • the file interface-based device in this embodiment may be, but not limited to, a NAS device.
  • a Fibre Channel (FC) Host Bus Adapter (HBA) card can be loaded in the file interface-based device, and the FC interface provided by the FC HBA card is connected to the FC interface of the physical tape library.
  • FC Fibre Channel
  • HBA Host Bus Adapter
  • the file interface-based device acts as the SCSI initiator (originator) and the physical tape library acts as the SCSI target (target).
  • the specific implementation of this embodiment refers to a data interaction method provided by an embodiment of the present invention.
  • the file interface-based device and the physical tape library are connected through the Fibre Channel, and the data interaction is performed based on the SCSI protocol, which solves the data interaction between the file interface-based device and the physical tape library in the prior art, and needs to be backed up by the management software.
  • the data of the backup server and the physical tape library are directly interacted with each other, and the physical link of the backup server resource and the backup data is not occupied, so that the backup and the archive do not affect each other. Reduced network complexity and improved performance.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a scenario applied to backup data archiving according to an embodiment of the present invention.
  • a data interaction device according to an embodiment of the present invention is provided in the NAS device shown in FIG.
  • the backup data in the NAS device can be directly archived to the physical tape library through the FC channel without going through the gateway and backup server.
  • FIG. 9 is a schematic structural diagram of a module applied to a NAS device according to an embodiment of the present invention.
  • the NAS device includes: a management interface module, an operating system, a Network File System (NFS) interface module, a Common Internet File System (CIFS) interface module, a file system, Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) control module, disk array, import and export module, SCSI Drive module and FC module.
  • the administrator can manage the NAS device through the management interface module; the operating system is used to manage the software scheduling and hardware modules of the NAS device; the user can use the NFS interface module and the CIFS interface module to write data to the NAS through the backup management software or directly.
  • the file system provides an interface for operating files to the import and export module, the NFS interface module, and the CIFS interface module.
  • the RAID control module manages the disk array and divides the disk array into RAID groups.
  • the import and export module manages the external physical tape library and the local file system, sends query commands to the physical tape library using the SCSI protocol, obtains the element layout information of the physical tape library, and controls the physical tape library to insert the tape into the tape drive to Prepare to receive data;
  • the import and export module locates files that need to be exported to the physical tape library in the file system according to the policy, reads the file data from the file system into the memory, and uses the SCSI protocol write command to export the data to the physics.
  • the import and export module uses the SCSI protocol read command to import data from the physical tape library and call the interface provided by the file system to write data to the file system.
  • the import and export module is equivalent to the data interaction device provided by the embodiment of the present invention; in addition, the data import and export may be in units of files, or may be in a file directory or a file system.

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Abstract

本发明实施例提供一种数据交互方法及装置。方法包括：通过光纤通道向物理磁带库发送SCSI查询指令；接收所述物理磁带库基于所述SCSI查询指令返回的元素布局信息；根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪；通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送SCSI读指令或SCSI写指令，以与所述物理磁带库进行数据交互。本发明实施例将基于文件接口的设备和物理磁带库通过光纤通道连接，并基于SCSI协议进行数据交互实现了基于文件接口的设备和物理磁带库的数据直接交互，且不占用备份服务器资源和备份数据的物理链路。

Description

数据交互方法及装置
本申请要求于 2012 年 10 月 17 日提交中国专利局、 申请号为 201210395242.6、 发明名称为 "数据交互方法及装置" 的中国专利申请的 优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本发明实施例涉及一种数据交互方法及装置， 属于数据存储技术领域。 背景技术
网络附属存储（Network Attached Storage, 简称 NAS )设备是一种基于 文件接口的设备， 具有易安装、 易管理、 易操作的特性， 能够平滑、 无缝的 整合到客户的网络环境中； 物理磁带库是一种传统的备份、 归档设备， 具有 存储成本低、保存时间长等优势。 图 1为现有技术中备份数据的场景示意图。 如图 1 中的虚线路径所示， 备份服务器通过上的备份管理软件根据备份策略 将从客户机 A和客户机 B上的数据通过网关备份到 NAS设备， 另外， 由于 NAS 设备是基于文件接口的设备， 用户可以像访问网络邻居一样直接访问 NAS设备， 因此， 如图 1中的实线路径所示， 也可以不经备份服务器， 直接 将客户机 A和客户机 B上的数据写入 NAS设备。
由于物理磁带库是基于磁带接口的设备， 目前基于文件接口的设备还无 法直接与基于磁带接口的设备进行数据交互， 均需通过备份管理软件进行调 度。 图 2为现有技术中备份数据归档的场景示意图。 如图 2中的虚线路径所 示，将 NAS设备中的备份数据归档到物理磁带库的操作必须经过备份服务器 上的备份管理软件的调度，然后通过备份服务器将备份数据写入物理磁带库。 相应地， 当 NAS要将归档在物理磁带库中的备份数据导出时， 也需经过备份 服务器上的备份管理软件的调度。
由此可见， 现有技术的问题在于： 基于文件接口的设备与物理磁带库的 数据交互需备份管理软件调度， 占用备份服务器的资源， 且与备份数据共用 物理链路， 影响性能。 发明内容 本发明提供一种数据交互方法及装置， 用以解决现有技术中基于文件接 口的设备与物理磁带库的数据交互需备份管理软件调度， 占用备份服务器的 资源且影响性能的问题。
第一方面， 本发明实施例提供了一种数据交互方法， 包括：
通过光纤通道向物理磁带库发送小型计算机系统接口 SCSI查询指令； 接收所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素布局信息； 根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪；
通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI 写指 令， 以与所述物理磁带库进行数据交互。
在第一方面的第一种可能的实现方式中， 所述通过所述光纤通道向就绪 的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令， 具体包括：
根据协商好的块大小， 将本地文件系统中的数据封装到 SCSI写指令中， 并将所述 SCSI 写指令通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送， 以将所述
SCSI写指令中封装的数据写入所述物理磁带库； 或
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI读指令，以根据协商好的 块大小从所述物理磁带库读出数据并将所述读出的数据写入本地文件系统。
结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第一方面的第二种可能的实 现方式中， 所述通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之前， 还包括：
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI协商指令，以与所述物理 磁带库协商块大小。
结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第一方面的第三种可能的实 现方式中， 所述通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI 写指令之 后， 还包括：
记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位置。
结合第一方面的上述几种可能的实现方式， 在第一方面的第四种可能的 实现方式中， 所述元素布局信息包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁 带驱动器的状态信息； 所述根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪， 具体包括： 根据所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带的 位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送
SCSI控制指令， 以将所述剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带加载到所 述空闲的磁带驱动器中； 或
根据所述元素布局信息确定存储了待读出数据的磁带的位置和空闲的磁 带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令， 以将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中。
结合第一方面的第四种可能的实现方式， 在第一方面的第五种可能的实 现方式中， 所述通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之后， 还包括：
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载指令，以使所述物理 磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带。
第二方面， 本发明实施例提供了一种数据交互装置， 包括：
查询模块， 用于通过光纤通道向物理磁带库发送小型计算机系统接口
SCSI查询指令；
接收模块，用于接收所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素 布局信息；
控制模块， 用于根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪； 读写模块，用于通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令 或 SCSI写指令， 以与所述物理磁带库进行数据交互。
在第二方面的第一种可能的实现方式中， 所述读写模块具体用于： 在所述控制模块控制所述物理磁带库就绪后， 根据协商好的块大小， 将 本地文件系统中的数据封装到 SCSI写指令中， 并将所述 SCSI写指令通过所 述光纤通道向所述物理磁带库发送，以将所述 SCSI写指令中封装的数据写入 所述物理磁带库； 或
在所述控制模块控制所述物理磁带库就绪后， 通过所述光纤通道向所述 物理磁带库发送 SCSI读指令，以根据协商好的块大小从所述物理磁带库读出 数据并将所述读出的数据写入本地文件系统。
结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第二方面的第二种可能的实 现方式中， 还包括：
协商模块， 用于在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库 发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之前， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库 发送 SCSI协商指令， 以与所述物理磁带库协商块大小。
结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第二方面的第三种可能的实 现方式中， 还包括：
记录模块， 用于在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库 发送 SCSI 写指令之后， 记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位 置。
结合第二方面的上述几种可能的实现方式， 在第二方面的第四种可能的 实现方式中， 所述元素布局信息包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁 带驱动器的状态信息；
所述控制模块具体用于：
根据所述接收模块接收到的所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写 入数据的大小的磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道 向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令，以将所述剩余容量不小于待写入数据 的大小的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中； 或
根据所述接收模块接收到的所述元素布局信息确定存储了待读出数据的 磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带 库发送 SCSI控制指令，以将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的 磁带驱动器中。
结合第二方面的第四种可能的实现方式， 在第二方面的第五种可能的实 现方式中， 所述控制模块还用于：
在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指 令或 SCSI写指令之后， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载 指令， 以使所述物理磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带。
以上多个技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果： 本发明实施例将基于文件接口的设备和物理磁带库通过光纤通道连接， 并基于小型计算机系统接口 （ Small Computer System Interface, 简称 SCSI ) 协议进行数据交互， 解决了现有技术中基于文件接口的设备与物理磁带库的 数据交互需备份管理软件调度， 占用备份服务器的资源且影响性能的问题， 实现了基于文件接口的设备和物理磁带库的数据直接交互， 且不占用备份服 务器资源和备份数据的物理链路。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下 面描述中的附图是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在 不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1为现有技术中备份数据的场景示意图；
图 2为现有技术中备份数据归档的场景示意图；
图 3为本发明实施例提供的一种数据交互方法的流程示意图；
图 4为本发明实施例提供的又一种数据交互方法的流程示意图； 图 5为本发明实施例提供的再一种数据交互方法的流程示意图； 图 6为本发明实施例提供的一种数据交互装置的结构示意图；
图 7为本发明实施例提供的又一种数据交互装置的结构示意图； 图 8为本发明实施例应用于备份数据归档的一种场景示意图；
图 9为本发明实施例应用于 NAS设备的一种模块结构示意图。 具体实施方式 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
图 3为本发明实施例提供的一种数据交互方法的流程示意图， 如图 3所 示， 包括如下步骤：
步骤 110, 通过光纤通道向物理磁带库发送 SCSI查询指令。
举例来说， 本发明实施例提供的数据交互装置通过光纤通道向物理磁带 库发送 SCSI查询指令。具体地， 所述数据交互装置在设置在基于文件接口的 设备中，本实施例中基于文件接口的设备可以是但不限于 NAS设备。具体地， 可以在基于文件接口的设备中加载光纤通道（Fibre Channel, 简称 FC )主机 总线适配器（Host Bus Adapter, 简称 HBA )卡， 通过 FC HBA卡提供的 FC 接口与物理磁带库的 FC接口连接。 其中， 基于文件接口的设备作为 SCSI发 起者（initiator ) , 物理磁带库作为 SCSI目标者（target ) 。
步骤 120, 接收所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素布局 信息。
通常， 物理磁带库中包括磁带、 磁带驱动器、 用于移动并加载或卸载磁 带的机械臂， 以及用于控制机械臂动作的控制器。 具体地， 元素布局信息可 以包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁带驱动器的状态信息， 磁带的 状态信息可以包括物理磁带库中磁带的数量、 各磁带的位置 （即磁带所在槽 位） 、 各磁带的剩余容量， 磁带驱动器的状态信息可以包括磁带驱动器的数 量、 各磁带驱动器的位置 （即磁带驱动器所在槽位） 、 各磁带驱动器的工作 状态， 磁带驱动器的工作状态包括是空闲还是被外部设备占用等。
步骤 130, 根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪。
通常， 当要执行写操作， 即要将数据归档到物理磁带库时， 先需要根据 元素布局信息， 判断各磁带的总剩余容量是否不小于待写入数据的总大小， 若否， 则无法进行写操作； 若是， 则进一步判断是否存在单个磁带的剩余容 量不小于待写入数据的总大小， 若存在则将该单个磁带加载到空闲的磁带驱 动器中， 以使所述物理磁带库就绪， 从而可以将待写入数据写入该单个磁带 中， 若不存在则选取多个磁带， 该多个磁带的剩余容量不小于待写入数据的 总大小， 然后根据多个磁带中各磁带的剩余容量将待写入数据分为几组， 每 个磁带对应一组待写入数据， 且每个磁带的剩余容量不小于对应的该组待写 入数据的大小， 然后依次或同时将每个磁带加载到空闲的磁带驱动器中， 以 使所述物理磁带库就绪， 从而可以将对应组的待写入数据写到每个磁带中。 举例来说， 需要归档的数据的总大小为 500G, 而物理磁带库中有 5个在槽位 上的磁带， 每个磁带的剩余容量为 100G, 则基于文件接口的设备可以根据一 定的策略将需要归档的数据分为五组， 每组的大小为 100G, 且每组对应一个 磁带。
图 4为本发明实施例提供的又一种数据交互方法的流程示意图。 图 4为 图 3所示实施例的基础上， 写操作场景下的一种具体流程示意图。 如图 4所 示， 图 3中的步骤 130具体包括：
步骤 131 , 根据所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写入数据的大 小的磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置；
步骤 132, 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令， 以 将所述剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带加载到所述空闲的磁带驱动 器中。
图 5为本发明实施例提供的再一种数据交互方法的流程示意图。 图 5为 图 3所示实施例的基础上， 读操作场景下的一种具体流程示意图。 如图 5所 示， 图 3中的步骤 130具体包括：
步骤 133 , 根据所述元素布局信息确定存储了待读出数据的磁带的位置 和空闲的磁带驱动器的位置；
步骤 134, 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令， 以 将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中。
具体地，物理磁带库中的控制器可以根据 SCSI控制指令控制机械臂将所 述剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带或存储了待读出数据的磁带加载 到空闲的磁带驱动器中。
进一步地， 为了配合物理磁带库中磁带驱动器的处理能力， 因此， 可以 在进行数据交互前协商好每次读操作或写操作的数据的大小， 即块大小。 对 应地， 所述通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI 写指令之前， 还包括：
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI协商指令，以与所述物理 磁带库协商块大小。
步骤 140, 通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令， 以与所述物理磁带库进行数据交互。
具体地， 在图 4所示的写操作场景中步骤 140可以包括：
步骤 141 , 根据协商好的块大小， 将本地文件系统中的数据封装到 SCSI 写指令中， 并将所述 SCSI写指令通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送， 以将所述 SCSI写指令中封装的数据写入所述物理磁带库。
在图 5所示的读操作场景中步骤 140可以包括： 步骤 142, 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI读指令， 以根 据协商好的块大小从所述物理磁带库读出数据并将所述读出的数据写入本地 文件系统。
通常， 基于文件接口的设备的本地文件系统中保存备份数据， 当基于文 件接口的设备中存储空间不足时， 可以将本地文件系统中的备份数据归档到 物理磁带库， 归档后需要在对已归档的备份数据进行处理时可以再从物理磁 带库中将备份数据读出来。 对应地， 步骤 141之后， 还包括：
步骤 150, 记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位置。
这样， 在需要将所述写入的数据读取出来时， 可以根据写入时记录的存 储位置来读取。 具体地， 存储位置可以包括磁带的编号和磁带上的存储路径。
进一步地， 在完成了数据交互之后， 为了便于磁带驱动器后续用于其他 磁带的读写， 还可以从磁带驱动器中卸载已加载的磁带。 具体地， 步骤 140 之后， 即图 4所示的步骤 141和图 5所示的步骤 142之后还可以包括：
步骤 160, 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载指令， 以 使所述物理磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带。
本发明实施例将基于文件接口的设备和物理磁带库通过光纤通道连接， 并基于 SCSI协议进行数据交互，解决了现有技术中基于文件接口的设备与物 理磁带库的数据交互需备份管理软件调度， 占用备份服务器的资源且影响性 能的问题， 实现了基于文件接口的设备和物理磁带库的数据直接交互， 且不 占用备份服务器资源和备份数据的物理链路， 使得备份和归档互不影响， 降 低了组网复杂度， 提升了性能。
本领域普通技术人员可以理解： 实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。 前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。 该程序在执行时， 执行包括上述各方法实施例的步骤； 而 前述的存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。
图 6为本发明实施例提供的一种数据交互装置的结构示意图。 如图 6所 示， 装置包括：
查询模块 61 , 用于通过光纤通道向物理磁带库发送 SCSI查询指令； 接收模块 62, 用于接收查询模块 61 查询到的所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素布局信息；
控制模块 63 , 用于根据接收模块 62接收到的所述元素布局信息控制所 述物理磁带库就绪；
读写模块 64, 用于在控制模块控制 63 所述物理磁带库就绪后， 通过所 述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令， 以与所述 物理磁带库进行数据交互。
在本发明的一个可选的实施例中， 读写模块 64具体用于：
在控制模块控制 63所述物理磁带库就绪后， 根据协商好的块大小， 将本 地文件系统中的数据封装到 SCSI写指令中， 并将所述 SCSI写指令通过所述 光纤通道向所述物理磁带库发送，以将所述 SCSI写指令中封装的数据写入所 述物理磁带库； 或
在控制模块控制 63所述物理磁带库就绪后，通过所述光纤通道向所述物 理磁带库发送 SCSI读指令，以根据协商好的块大小从所述物理磁带库读出数 据并将所述读出的数据写入本地文件系统。
图 7为本发明实施例提供的一种数据交互装置的结构示意图。 如图 7所 示， 在图 6的基础上， 所述装置进一步还包括：
协商模块 65, 用于在读写模块 64通过所述光纤通道向就绪的物理磁带 库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之前， 通过所述光纤通道向所述物理磁带 库发送 SCSI协商指令， 以与所述物理磁带库协商块大小。
较优地， 所述装置还包括：
记录模块 66, 用于在读写模块 64通过所述光纤通道向就绪的物理磁带 库发送 SCSI写指令之后，记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位 置。
具体地， 所述元素布局信息包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁 带驱动器的状态信息；
控制模块 63具体用于：
根据接收模块 62接收到的所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写 入数据的大小的磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道 向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令，以将所述剩余容量不小于待写入数据 的大小的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中； 或 根据接收模块 62接收到的所述元素布局信息确定存储了待读出数据的 磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带 库发送 SCSI控制指令，以将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的 磁带驱动器中。
进一步地， 控制模块 63还用于：
在读写模块 64通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令 或 SCSI写指令之后， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载指 令， 以使所述物理磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带。
本实施例中的数据交互装置在设置在基于文件接口的设备中， 本实施例 中基于文件接口的设备可以是但不限于 NAS设备。 具体地， 可以在基于文件 接口的设备中加载光纤通道（ Fibre Channel, 简称 FC )主机总线适配器（ Host Bus Adapter, 简称 HBA )卡， 通过 FC HBA卡提供的 FC接口与物理磁带库 的 FC接口连接。 其中， 基于文件接口的设备作为 SCSI发起者（ initiator ) , 物理磁带库作为 SCSI目标者（target ) 。
本实施例的具体实现参照本发明实施例提供的一种数据交互方法。 本发 明实施例将基于文件接口的设备和物理磁带库通过光纤通道连接， 并基于 SCSI协议进行数据交互， 解决了现有技术中基于文件接口的设备与物理磁带 库的数据交互需备份管理软件调度， 占用备份服务器的资源且影响性能的问 题， 实现了基于文件接口的设备和物理磁带库的数据直接交互， 且不占用备 份服务器资源和备份数据的物理链路， 使得备份和归档互不影响， 降低了组 网复杂度， 提升了性能。
图 8为本发明实施例应用于备份数据归档的一种场景示意图。 图 8所示 的 NAS设备中设置有本发明实施例提供的一种数据交互装置。如图 8中的虚 线路径所示， NAS设备中的备份数据可以通过 FC通道直接归档到物理磁带 库， 无需经过网关和备份服务器。
图 9为本发明实施例应用于 NAS设备的一种模块结构示意图。如图 9所 示， NAS设备包括： 管理接口模块、 操作系统、 网络文件系统（Network File System , 简称 NFS )接口模块、 通用因特网文件系统（ Common Internet File System, 简称 CIFS )接口模块、 文件系统、 磁盘阵列 （ Redundant Arrays of Inexpensive Disks, 简称 RAID )控制模块、 磁盘阵列、 导入导出模块、 SCSI 驱动模块和 FC模块。其中，管理员可通过管理接口模块对 NAS设备的管理； 操作系统用来管理 NAS设备的软件调度和硬件模块； 用户可基于 NFS接口 模块和 CIFS接口模块通过备份管理软件或直接将数据写入 NAS设备； 文件 系统向导入导出模块、 NFS接口模块和 CIFS接口模块提供操作文件的接口； RAID控制模块负责管理磁盘阵列， 将磁盘阵列划分成 RAID组。
导入导出模块负责管理外部的物理磁带库和本地的文件系统， 使用 SCSI 协议向物理磁带库发送查询指令， 获取物理磁带库的元素布局信息， 并控制 物理磁带库将磁带插入到磁带驱动器中， 以做好接收数据的准备； 导入导出 模块根据策略， 定位到文件系统中需要导出到物理磁带库的文件， 将文件数 据从文件系统中读到内存，使用 SCSI协议的写指令，将数据导出到物理磁带 库中； 对于数据导入， 导入导出模块使用 SCSI协议的读指令， 将数据从物理 磁带库中导入， 并调用文件系统提供的接口将数据写入文件系统。 需要说明 的是， 导入导出模块相当于本发明实施例提供的数据交互装置； 此外， 数据 导入导出可以以文件为单位， 也可以以文件目录或文件系统为单位。
最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

权 利 要 求
1、 一种数据交互方法， 其特征在于， 包括
通过光纤通道向物理磁带库发送小型计算机系统接口 SCSI查询指令； 接收所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素布局信息； 根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪；
通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI 写指 令， 以与所述物理磁带库进行数据交互。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述光纤通道向 就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令， 具体包括：
根据协商好的块大小， 将本地文件系统中的数据封装到 SCSI写指令中， 并将所述 SCSI 写指令通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送， 以将所述 SCSI写指令中封装的数据写入所述物理磁带库； 或
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI读指令，以根据协商好的 块大小从所述物理磁带库读出数据并将所述读出的数据写入本地文件系统。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述光纤通道向 就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之前， 还包括：
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI协商指令，以与所述物理 磁带库协商块大小。
4、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述光纤通道向 就绪的物理磁带库发送 SCSI写指令之后， 还包括：
记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位置。
5、 根据权利要求 1-4中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述元素布局 信息包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁带驱动器的状态信息；
所述根据所述元素布局信息控制所述物理磁带库就绪， 具体包括： 根据所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带的 位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令， 以将所述剩余容量不小于待写入数据的大小的磁带加载到所 述空闲的磁带驱动器中； 或
根据所述元素布局信息确定存储了待读出数据的磁带的位置和空闲的磁 带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令， 以将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述光纤通道向 就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之后， 还包括：
通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载指令，以使所述物理 磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带。
7、 一种数据交互装置， 其特征在于， 包括：
查询模块， 用于通过光纤通道向物理磁带库发送小型计算机系统接口 SCSI查询指令；
接收模块， 用于接收所述查询模块查询到的所述物理磁带库基于所述 SCSI查询指令返回的元素布局信息；
控制模块， 用于根据所述接收模块接收到的所述元素布局信息控制所述 物理磁带库就绪；
读写模块， 用于在所述控制模块控制所述物理磁带库就绪后， 通过所述 光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指令或 SCSI写指令， 以与所述物 理磁带库进行数据交互。
8、 根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述读写模块具体用于： 在所述控制模块控制所述物理磁带库就绪后， 根据协商好的块大小， 将 本地文件系统中的数据封装到 SCSI写指令中， 并将所述 SCSI写指令通过所 述光纤通道向所述物理磁带库发送，以将所述 SCSI写指令中封装的数据写入 所述物理磁带库； 或
在所述控制模块控制所述物理磁带库就绪后， 通过所述光纤通道向所述 物理磁带库发送 SCSI读指令，以根据协商好的块大小从所述物理磁带库读出 数据并将所述读出的数据写入本地文件系统。
9、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 还包括：
协商模块， 用于在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库 发送 SCSI读指令或 SCSI写指令之前， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库 发送 SCSI协商指令， 以与所述物理磁带库协商块大小。
10、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 还包括：
记录模块， 用于在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库 发送 SCSI 写指令之后， 记录所述写入的数据在所述物理磁带库中的存储位 置。
11、 根据权利要求 7-10中任一项所述的装置， 其特征在于， 所述元素布 局信息包括所述物理磁带库中磁带的状态信息和磁带驱动器的状态信息； 所述控制模块具体用于：
根据所述接收模块接收到的所述元素布局信息确定剩余容量不小于待写 入数据的大小的磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道 向所述物理磁带库发送 SCSI控制指令，以将所述剩余容量不小于待写入数据 的大小的磁带加载到所述空闲的磁带驱动器中； 或
根据所述接收模块接收到的所述元素布局信息确定存储了待读出数据的 磁带的位置和空闲的磁带驱动器的位置， 通过所述光纤通道向所述物理磁带 库发送 SCSI控制指令，以将所述存储了待读出数据的磁带加载到所述空闲的 磁带驱动器中。
12、 根据权利要求 11所述的装置， 其特征在于， 所述控制模块还用于： 在所述读写模块通过所述光纤通道向就绪的物理磁带库发送 SCSI读指 令或 SCSI写指令之后， 通过所述光纤通道向所述物理磁带库发送 SCSI卸载 指令， 以使所述物理磁带库根据所述 SCSI卸载指令卸载所述磁带
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