將串行scsi陣列控制器連接至存儲區域網絡的系統的製作方法

2023-05-14 04:09:21

專利名稱：將串行scsi陣列控制器連接至存儲區域網絡的系統的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及存儲陣列，且更具體地，涉及用於將串行小型計算機系統接口 (SCSI)陣列控制器模塊連接至存儲區域網絡的方法和/或裝置。
背景技術：
隨著企業存儲需求逐步上升並且變得更加複雜，諸如更大容量、密度、安全性、 可量測性以及易訪問性的因素比以往變得更加重要。企業數據中心必須一直在線，同時 滿足來自大量用戶的請求，允許持續增長和擴展並且在運轉的同時進行維護。串行連接 SCSI (SAS)裝置比光纖信道(FC)更便宜並且比串行高級技術附件(SATA)更穩定和可靠。 SAS系統滿足這些需要，並且還提供必要的性能和可測量性，從而以吉比特速度(其滿足或 者超出在ATA、SATA、SCSI、或者FC系統中得到的當前存儲I/O性能的速度)移動數據。由 於串行連接SCSI或者SATA驅動這兩種驅動類型可以在相同背板上運轉，因此該產業還受 益於根據存儲應用來自由選擇串行連接SCSI或者SATA驅動或者這兩者。傳統的SAS陣列模塊(諸如型號1333/KeyStOne/E3600)不能連接至存儲區域網 絡(SAN)。儘管光纖信道陣列模塊有時具有SAN連接性，但SAS模塊不具有該連接性。在 擴展器具有處於網絡上的能力的情況下，因為SAS接口是經由擴展器的點對點(或點對多 點)的連接，因此出現了缺少(使用光纖信道或網絡協議(IP))將SAS陣列連接至SAN的 能力。傳統的SAS裝置可以在全雙工模式下以3(ibpS速度跨延至6米的最大值。因為電 纜長度的限制，所以大多數SAS裝置限於點對點連接。大部分的現代後端存儲裝置為SAS裝 置(即，SAS磁碟驅動器)。已通過光纖信道控制器(其用作對於SAS驅動器的SAN接口) 使存儲裝置成為SAN的一部分。目前，SAS至FC轉換器在傳統的系統中不是可用的。因此，期望實現將串行SCSI陣列控制器模塊連接至存儲區域網絡的系統。

發明內容
本發明涉及包括第一電路、第二電路、以及擴展電路的裝置。第一電路可以被配置 為以與第一協議兼容的第一格式提供並接收一個或多個第一數據包。第二電路可以被配置 為以與第二協議兼容的第二格式提供並接收一個或多個第二數據包。擴展電路可以被配置 為將第一數據包從第一格式轉換為第二格式。本發明的目的、特徵、以及優點包括提供一種連接多種網絡協議的系統，該系統可 以(i)將串行SCSI陣列控制器模塊提供至存儲區域網絡，(ii)將一個或多個SAN裝置連 接至一個或多個SAS裝置，(iii)通過光纖信道網絡而連接至一個或多個SAS裝置，和/或 (iv)提供成本有效實現。


根據以下詳細描述和所附權利要求及附圖，本發明的這些和其他目的、特徵、以及優點將變得顯而易見，附圖中圖1是本發明的實施方式的框圖；圖2是本發明的實施方式的更詳細的示圖；圖3是本發明的實施方式的控制器部分的更詳細的示圖；圖4是示出在STF裝置與SAS裝置之間的幀轉換的框圖；以及圖5是示出在STF裝置與FC裝置之間的幀轉換的框圖。
具體實施例方式本發明的實施方式可以用於將串行連接SCSI(SAS)陣列連接至存儲區域網絡 (SAN)。在一個實施例中，本發明的實施方式可以用於將SAS協議幀(例如，信息單元「命 令、數據、XferRDY、以及響應」，以及任務管理)，握手，和/或基元轉換為光纖信道(FC)命 令。本發明的實施方式對用戶可能是透明的和/或可以按照對系統性能(例如，帶寬和/ 或吞吐性能)較小影響或者沒有影響來實現本發明的實施方式。本發明的實施方式可以用於在SAN環境中實現SAS裝置。利用傳統方法，SAS裝置 通常以具有有限工作距離的點對點連接配置來運轉。本發明的實施方式可以用於確保SAS 裝置變成SAN環境的集成部分和/或充分利用通常存在於FC基礎設施中的較長距離。本 發明的實施方式可以擴展至SAS起始器。本發明的實施方式可以實現為具有SAS埠和FC 埠的裝置，其可以向所有SAS裝置提供SAN接口。參照圖1，根據本發明的實施方式示出了系統100的框圖。系統100可以實現為 "SAS至FC轉換開關」或「STF轉換開關」。系統100通常包括塊(或電路)102和塊(或電 路)104。電路102可以包括多個埠 106a-106n。電路104可以包括多個埠 108a_108n。 系統100上的埠 106a-106n和108a_108n的具體數量可以取決於所實現的IO晶片和擴 展器的具體類型(將結合圖2更詳細地進行描述)。在一個實施例中，埠可以按照與SAS 格式兼容的格式來接收一個或多個數據包。在一個實施例中，埠 108a-108n可以按照與 光纖信道格式兼容的格式來提供及接收一個或多個第二數據包。系統100可以在SAS格式 與光纖信道格式之間進行轉換。參照圖2，示出了系統110的框圖。系統110示出了轉換開關IOOa和轉換開關IOOb 的內部組件。電路IOOa通常包括塊(或電路)120a、塊(或電路)122a。電路120a可以實 現為控制器電路。電路12 可以實現為擴展電路。電路12 通常包括塊(或電路)IMa 及多個塊(或電路)126a-126n。電路12 可以提供擴展邏輯。電路126a-126n可以實現 為多個埠電路。擴展邏輯電路12 可以容納一個或多個SAS起始器及目標SAS裝置。擴展邏輯 電路12 可以實現為IOC晶片。當一個或多個SAS主機總線適配器(HBA)直接連接至擴 展器時，可以將電路12 配置為處理SAS起始器流量。轉換開關IOOa可以用於將SAS幀 (或數據包)包絡為一個或多個FC幀(或數據包)。可以通過SAN來傳輸經包絡的幀。可 以將轉換開關IOOa用於實現作為SAN —部分的SAS起始器。系統110還包括塊(或電路)112、塊(或電路)114、以及塊(或電路)116。塊 112可以代表SAN雲。塊114可以實現為SAS起始器、SAS目標埠、或者一個或多個擴展 埠。電路116也可以實現為SAS起始器、SAS目標埠、或者一個或多個擴展埠。
參照圖3，示出了控制器120的更詳細示圖。控制器120通常包括塊(或電 路)140、塊(或電路)142、塊(或電路)144、以及塊(或電路)146。電路140可以實現為主 機卡。電路142可以實現為中央處理單元(CPU)。電路144可以實現為存儲器。電路146 可以實現為多個SAS I/O電路。在一個實施例中，電路146可以包括SAS I/O電路。電路 140通常包括塊(或電路)150、塊(或電路)152、以及塊(或電路)巧4。電路150可以實 現為光纖信道輸入電路。電路152也可以實現為光纖信道輸入電路。在一個實施例中，電 路150和電路152可以實現為4吉比特光纖信道輸入電路。電路巧4可以實現為光纖信道 輸入/輸出電路。在一個實施例中，電路154可以實現為4吉比特輸入/輸出電路。控制 器120可以實現為在SAS IOC晶片級處將FC幀轉換為SAS數據的邏輯設備。可以將這種 幀轉發至擴展功能電路IMa，然後該擴展功能電路將該幀路由至合適的SAS磁碟/目標。參照圖4，示出了系統150的框圖。系統150示出了在SAS裝置152、STF裝置 100a'、SAN雲112'、STF裝置IOOb'、以及SAS裝置巧4之間的基元和幀轉換。裝置152 可以具有至轉換開關IOOa'的邏輯連接。在裝置152與轉換開關IOOa'之間的連接可以 為串行連接、並行連接、或者其他類型的順序連接。可以在裝置152與裝置IOOa'之間傳送 多個信號(例如，OPEN、IDLE_DTORDS、SOS/EOF、OPEN、DONE、CLOSE、R_RDY、以及 HARDREST/ 00B)。裝置1 可以具有至轉換開關100b'的邏輯連接。在裝置巧4與轉換開關100b' 之間的連接可以是串行連接、並行連接、或其他類型的順序連接。可以在裝置1 與裝置 100b 『之間傳送多個信號(例如，OPEN、IDLE_DTORDS、S0S/E0F、OPEN、DONE、CLOSE、R_RDY、 以及 HARDREST/OCffi)。轉換開關100a'可以具有能夠連接至SAN雲112 『的多個輸入端/輸出端 162a-162n0轉換開關100b'可以具有能夠連接至SAN雲112 『的多個輸入端/輸出端 164a-164n0在一個實施例中，在轉換開關100a'和/或轉換開關100b'中的埠數量可 以是4個埠。例如，如果轉換開關100a'具有安裝的雙埠 HBA轉換開關，則可以存在2 個埠。如果安裝了兩個HBA卡，則可以存在4個埠。可以改變所實現的埠具體數量 以滿足具體實現的設計標準。可以在擴展功能電路12 與SAS IOC晶片之間進行從SAS至FC的轉換(並且反 之亦然)。系統150示出了從SAS裝置152轉換至STF轉換開關100a'的轉換，然後到達 SAN雲112'，然後到達STF轉換開關100b'，然後到達SAS裝置154。在轉換開關100a' 和轉換開關100b'的內部示出了多個信號，其表示光纖信道和SAS基元。例如，信號ARB可 以表示SAS基元。具體地，信號ARB可以表示仲裁信號(例如，利用參數94F0F0表示適當、 以94FFFF填充字、和/或以94yyy向AL_PA = YY請求仲裁)。信號ARB是FC基元的格式 的一個實施例。所示的其他信號(例如，IDLE、SOF等)可以表示類似的基元。例如，信號 DHD可以表示動態半雙工，信號R_RDY可以表示接收機就緒信號，信號LR可以表示鏈路復位寸。參照圖5，示出了系統180的框圖。系統180示出了在SAS裝置182、STF轉換開關 100〃、以及FC裝置184之間的基元和幀轉換。可以在裝置182與轉換開關100〃之間傳輸 多個信號(例如，OPEN、IDLE_DTORDS、S0S/E0F、OPEN、DONE、CLOSE、R_RDY、以及 HARDREST/ 00B)。裝置184可以具有至轉換開關100〃的邏輯連接。STF轉換開關100〃可以用於允許SAS裝置(例如，182)與FC裝置(例如，184)通話。STF轉換開關100"可以用於生成/去除SAS裝置182不支持的一些基元/命令。通 常，FC裝置184通過光纖一側上的節點埠與SAS裝置182通信。可以將支持參加這種方 案的迴環設備添加為分離模塊。由於在這種情況下不存在該裝置，所以還可以省略「非操作 狀態」和「離線狀態」。在一個實施例中，在SAS不支持觀數據大小的實例中，FC有效載荷大小可能需要 限於IOM字節。通常，可以按照這種配置實現具有光纖信道Class 1和Class 2兼容性的 FC裝置。可以通過以下方式來實現交換ID和序列ID ⑴確保順序發送所有幀[I0D](例 如，在普通實現中可能不支持無序發送)，(ii)在FC裝置設法與SAS裝置通信的情況下，在 STF轉換開關級處去除交換ID和序列ID並且將去除的數據包轉發至SAS裝置(例如，在緩 衝整個數據以後或部分基於一部分數據)，以及(iii)在SAS裝置設法與FC裝置通信的情 況下，在STF轉換開關水平處生成交換ID。交換ID可以為1並且映射至這種ID的所有序 列都可以基於映射至數據偏移欄位的序列計數。轉換開關100可以允許SAS裝置成為SAN的一部分。本發明的實施方式可以向 SAS起始器/目標裝置這兩者提供SAN接口。可以通過實現FC子系統發送模塊來消除對於 SAS裝置的距離限制。可以實現轉換開關100以通過設計在STF轉換開關100上所實現的 SAS至FC埠的數量來避免影響運轉的整體速率。在一個實施例中，轉換開關100可以實現一個或多個SAN裝置與一個或多個SAS 裝置之間的接口。在一個實施例中，一個或多個SAS裝置可以與一個或多個FC裝置通信， 反之亦然。在一個實施例中，一個或多個SAS裝置可以通過光纖信道網絡通話。在另一實 施例中，可以通過在轉換開關100中添加層而將一個或多個iSCSI裝置連接至FC網絡。例 如，可以將乙太網連接至SAN網絡。雖然參照其優選實施方式已經具體示出並描述了本發明，但是本領域的技術人員 應該理解，在不脫離本發明範圍的情況下，可以進行多種形式和細節改變。
權利要求
1.一種裝置，包括第一電路，被配置為以與第一協議兼容的第一格式提供並接收一個或多個第一數據包；第二電路，被配置為以與第二協議兼容的第二格式提供並接收一個或多個第二數據 包；以及擴展電路，被配置為將所述第一數據包從所述第一格式轉換為所述第二格式。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一格式包括串行連接小型計算機系統接 口(SAS)格式。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第二格式包括光纖信道(FC)格式。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，在單個網絡設備中實現所述第一電路、所述第二 電路、以及所述擴展電路。
5.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述擴展電路被進一步配置為將所述第二數據 包從所述第二格式轉換為所述第一格式。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置被配置為作為SAS設備與SAN網絡之間 的接口來運行。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置使用SAS基元轉換信號來轉換所述數據包。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述數據包是經配置的幀。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述擴展電路連接至多個埠。
10.一種設備，包括用於按照與第一協議兼容的第一格式提供並接收一個或多個第一數據包的裝置； 用於按照與第二協議兼容的第二格式提供並接收一個或多個第二數據包的裝置；以及 用於將所述第一數據包從所述第一格式轉換為所述第二格式的裝置。
11.一種用於轉換信號的方法，包括以下步驟(A)按照與第一協議兼容的第一格式提供並接收一個或多個第一數據包；(B)按照與第二協議兼容的第二格式提供並接收一個或多個第二數據包；以及(C)將所述第一數據包從所述第一格式轉換為所述第二格式。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述第一格式包括串行連接小型計算機系統 接口(SAS)格式。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述第二格式包括光纖信道(FC)格式。
14.根據權利要求11所述的方法，進一步包括以下步驟 將所述第二數據包從所述第二格式轉換為所述第一格式。
全文摘要
一種裝置，其包括第一電路、第二電路、以及擴展電路。第一電路可以被配置為以與第一協議兼容的第一格式提供並接收一個或多個第一數據包。第二電路可以被配置為以與第二協議兼容的第二格式提供並接收一個或多個第二數據包。擴展電路可以被配置為將第一數據包從第一格式轉換為第二格式。
文檔編號G06F15/16GK102089750SQ200880130322
公開日2011年6月8日 申請日期2008年8月21日 優先權日2008年7月15日
發明者迪尚卡爾·森古普塔, 馬哈茂德·傑貝 申請人:Lsi公司