磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的製作方法
2023-08-08 01:54:21 1
專利名稱：磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁碟陣列存儲系統，尤其涉及用於獨立冗餘磁碟陣列的開關機時
序控制裝置。
背景技術：
獨立冗餘磁碟陣列(Redundant Array of Ind印endent Disks)簡稱RAID磁碟陣 列，是將N臺硬碟通過RAID Controller (分Hardware, Software)結合成虛擬單臺大容量 的硬碟使用，其特色是N臺硬碟同時讀取速度加快及提供容錯性(Fault Tolerant)。 RAID為存儲系統(或者伺服器的內置存儲)帶來巨大利益，其中提高傳輸速率和 提供容錯功能是最大的優點。RAID通過同時使用多個磁碟，提高了傳輸速率。RAID通過 在多個磁碟上同時存儲和讀取數據來大幅提高存儲系統的數據吞吐量(Throughput)。在 RAID中，可以讓很多磁碟驅動器同時傳輸數據，而這些磁碟驅動器在邏輯上又是一個磁碟 驅動器，所以使用RAID可以達到單個磁碟驅動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。通過數 據校驗，RAID可以提供容錯功能。因為普通磁碟驅動器無法提供容錯功能，如果不包括寫 在磁碟上的CRC(循環冗餘校驗)碼的話。RAID容錯是建立在每個磁碟驅動器的硬體容錯 功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有較為完備的相互校驗/恢 復的措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了 RAID系統的容錯度，提高了系統 的穩定冗餘性。 RAID系統的基本組成是機頭加多個擴展櫃，機頭統一提供存儲服務(包括RAID功 能和存儲協議實現)，擴展櫃只實現磁碟位的擴充。由於RAID計算是機頭的功能之一，而 RAID計算需要利用擴展櫃中的磁碟，如果機頭和擴展櫃的啟動時序不能得到控制，很可能 導致存儲系統故障，不能正常工作，甚至數據被破壞的嚴重後果。 比如，在一種比較常見的配置中，機頭和擴展櫃通過MINI SAS連線連接，機頭帶有 RAID功能，擴展櫃只實現磁碟擴展功能。系統選擇多個磁碟做RAID的時候，所有RAID計算 功能都由主機頭實現，也就是說，機頭必須將機頭櫃中的磁碟和擴展櫃中的磁碟都找到，並 進行配置和計算。如果RAID控制器已經啟動，並查找RAID組中的磁碟的時候，但磁碟沒有 準備好，就會導致RAID失效。RAID失效，肯定會造成系統無法運行，數據無法讀取。嚴重的 情況下，RAID會被破壞，所有數據全部丟失。 在當前的RAID存儲系統中，都是通過手工實現開機的邏輯和時序，設備啟動、重 啟和關機過程非常複雜。任何操作錯誤，可能導致嚴重的後果。而且，如果設備失去電源， 重新自動加電時，設備啟動時序處於不可控狀態，給設備運行帶來潛在威脅。
實用新型內容本實用新型旨在解決上述的問題，本實用新型提出一種硬體實現的開關機時序控 制裝置，檢測機頭的上電狀態，自動控制機頭和擴展櫃的上電啟動邏輯，避免因為啟動時序 問題而導致存儲系統的故障。[0008] 根據本實用新型的一實施例，提出一種磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝 置，用於由機頭和數個擴展櫃組成的磁碟陣列存儲系統，該開關機時序控制裝置包括 機頭控制器，安裝在機頭的PCI插槽中通過PCI插槽取得電源，該機頭控制器包括 接收輸入的輸入接口和輸出指令的輸出接口 ，輸出接口包括向機頭輸出指令的機頭子接口 和向擴展櫃輸出指令的擴展柜子接口； 擴展櫃控制器，安裝在擴展櫃中，每一個擴展櫃中安裝一個擴展櫃控制器，安裝在
每一個擴展櫃中的擴展櫃控制器以級聯的方式互相連接，每一擴展櫃控制器包括輸入端和
輸出端，第一級的擴展櫃控制器的輸入端連接到機頭控制器的擴展柜子接口 ，其餘各級擴
展櫃控制器的輸入端連接上一級擴展櫃控制器的輸出端，最後一級的擴展櫃控制器的輸出
端空置，其餘各級擴展櫃控制器的輸出端連接下一級擴展櫃控制器的輸入端。
在一個實施例中，機頭控制器的輸入接口是連接到機箱按鈕的插針接口 ；機頭控
制器的輸出接口是串口插孔裝置。 在一個實施例中，機頭子接口向機頭輸出持續的復位信號；擴展柜子接口輸出5V 的直流電源。擴展柜子接口還包括一電容。 本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置通過硬體實現了機頭和 擴展櫃的啟動以及關閉的時序，可以在無需人工參與的情況下實現機頭和擴展櫃的正常啟 動以及關斷，保證機頭和擴展櫃的正常工作杜絕了誤操作導致數據丟失的風險。在RAID系 統異常斷電後，供電恢復正常後存儲設備可以自行啟動，無需幹涉，極大降低系統的停止服 務的時間
圖1揭示了本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的結構圖。 圖2揭示了本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的啟動邏輯。 圖3揭示了本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的關斷邏輯。
具體實施方式本實用新型揭示了一種磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，用於由機頭10 和數個擴展櫃20組成的磁碟陣列存儲系統，參考圖1所示，該開關機時序控制裝置包括 機頭控制器ll，安裝在機頭10的PCI插槽中通過PCI插槽取得電源，該機頭控制 器包括接收輸入的輸入接口 12和輸出指令的輸出接口 13，輸出接口 13包括向機頭輸出指 令的機頭子接口 13a和向擴展櫃輸出指令的擴展柜子接口 13b。 擴展櫃控制器21，安裝在擴展櫃20中，每一個擴展櫃20中安裝一個擴展櫃控制 器，安裝在每一個擴展櫃中的擴展櫃控制器以級聯的方式互相連接。在圖1中，揭示了 3個 擴展櫃20，3個擴展櫃20中的擴展櫃控制器21以級聯的方式互相連接。每一擴展櫃控制器 21包括輸入端21a和輸出端21b，第一級的擴展櫃控制器的輸入端21a連接到機頭控制器 11的擴展柜子接口 13b，其餘各級擴展櫃控制器的輸入端21a連接上一級擴展櫃控制器的 輸出端21b，最後一級的擴展櫃控制器的輸出端空置，其餘各級擴展櫃控制器的輸出端21b 連接下一級擴展櫃控制器的輸入端21a。 在一個實施例中，機頭控制器的輸入接口是連接到機箱按鈕的插針接口 。機頭控制器的輸出接口是串口插孔裝置。機頭子接口向機頭輸出持續的復位信號；擴展柜子接口 輸出5V的直流電源。擴展柜子接口還包括一電容。 機頭控制器可以由機頭電路板來實現。機頭電路板安裝在機頭的PCI插槽中，從
PCI插槽取得電源，通過串口插孔裝置作為輸出埠輸出電源通斷指令，控制擴展櫃開關
機。機頭電路板的輸入端接收來自機箱按鈕的輸入。輸入端連接採用插針接口，直接連接
到機箱按鈕上，接收來自機箱面板的開關量輸入信號。機頭電路板的輸出端包括兩部分，一
部分為持續的復位信號(持續時間根據不同的JB0D啟動時間來定)，該部分輸出提供給機
頭，通過對機頭保持復位延長機頭的啟動時間。另外一部分為5V的直流輸出，該部分輸出
提供給擴展櫃，在機頭開機後，立即輸出直流電源，向擴展櫃電路板發送導通信。 擴展櫃控制器可以由擴展櫃電路板來實現。擴展櫃電路板安裝在擴展櫃中，接收
機頭電路板的命令，並級連給下一個擴展櫃。 圖2揭示了本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的啟動邏輯 21.主機頭電路板接收到啟動信號； 22.進行啟動檢測，檢查啟動電源，確認設備啟動； 23.進行信號隔離； 24.啟動擴展櫃電源； 25.利用復位信號使機頭啟動暫停，延時10秒； 26.機頭啟動。 圖3揭示了本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置的關斷邏輯 31.機頭關機，機頭電路板無需檢測關閉信號，只需檢測PCI插槽供電；PCI插槽供
電中斷，作為判斷機頭關機的依據 32.信號隔離； 33. PCI斷電後，利用擴展柜子接口的電容進行延時，經過電容放電延時0. 4秒； 34.延時後斷開擴展櫃電源。 重啟過程，就是關機後迅速啟動過程的組合，機頭電路板可以很好保證啟動的上 電邏輯。擴展櫃電路板比較簡單，只是接收來自機頭電路板的信號，隔離驅動後，輸出導通 空接點信號，接通擴展櫃的電源。同時輸出一個約0.5秒的導通脈衝，用於採用按鈕啟動的 JBOD設備。擴展櫃電路板除輸入的插孔外，同時連接一個輸出插孔，用來級連更多的擴展 櫃。 本實用新型的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置通過硬體實現了機頭和 擴展櫃的啟動以及關閉的時序，可以在無需人工參與的情況下實現機頭和擴展櫃的正常啟 動以及關斷，保證機頭和擴展櫃的正常工作杜絕了誤操作導致數據丟失的風險。在RAID系 統異常斷電後，供電恢復正常後存儲設備可以自行啟動，無需幹涉，極大降低系統的停止服 務的時間。
權利要求一種磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，用於由機頭和數個擴展櫃組成的磁碟陣列存儲系統，其特徵在於，該開關機時序控制裝置包括機頭控制器，安裝在機頭的PCI插槽中通過PCI插槽取得電源，該機頭控制器包括接收輸入的輸入接口和輸出指令的輸出接口，所述輸出接口包括向機頭輸出指令的機頭子接口和向擴展櫃輸出指令的擴展柜子接口；擴展櫃控制器，安裝在擴展櫃中，每一個擴展櫃中安裝一個擴展櫃控制器，安裝在每一個擴展櫃中的擴展櫃控制器以級聯的方式互相連接，每一擴展櫃控制器包括輸入端和輸出端，第一級的擴展櫃控制器的輸入端連接到機頭控制器的擴展柜子接口，其餘各級擴展櫃控制器的輸入端連接上一級擴展櫃控制器的輸出端，最後一級的擴展櫃控制器的輸出端空置，其餘各級擴展櫃控制器的輸出端連接下一級擴展櫃控制器的輸入端。
2. 如權利要求1所述的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，其特徵在於， 所述機頭控制器的輸入接口是連接到機箱按鈕的插針接口 ； 所述機頭控制器的輸出接口是串口插孔裝置。
3. 如權利要求1所述的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，其特徵在於， 所述機頭子接口向機頭輸出持續的復位信號； 所述擴展柜子接口輸出5V的直流電源。
4. 如權利要求1所述的磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，其特徵在於， 所述擴展柜子接口包括一 電容。
專利摘要本實用新型揭示了磁碟陣列存儲系統的開關機時序控制裝置，包括機頭控制器，安裝在機頭的PCI插槽中，機頭控制器包括接收輸入的輸入接口和輸出指令的輸出接口，輸出接口包括向機頭輸出指令的機頭子接口和向擴展櫃輸出指令的擴展柜子接口；擴展櫃控制器，安裝在擴展櫃中，每一擴展櫃中安裝一個擴展櫃控制器，每一擴展櫃控制器以級聯的方式互相連接，每一擴展櫃控制器包括輸入端和輸出端，第一級的擴展櫃控制器的輸入端連接到機頭控制器的擴展柜子接口，其餘各級擴展櫃控制器的輸入端連接上一級擴展櫃控制器的輸出端，最後一級的擴展櫃控制器的輸出端空置，其餘各級擴展櫃控制器的輸出端連接下一級擴展櫃控制器的輸入端。
文檔編號G06F3/06GK201548953SQ20092027239
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月19日 優先權日2009年11月19日
發明者範裡, 金崇英, 陳文華 申請人:上海聖橋信息科技有限公司